AURORA POLARA

AURORA POLARA

Aurora polara este un fenomen luminos care apara in atmosfera Pamantului la altitudini intre 60-400 km.Aurorele care se produc in emisfera nordica se numesc aurore boreale,iar cele care se produc in emisfera sudica se numesc aurore astrale.Galileo Galilei a fost primul care a folosit termenul de aurora boreala in anul 1619.

Aurorele polare se formeaza in ionosfera terestra,la altitudini de peste 60 de grade pana la aproximativ 1500 de mile de polul magnetic.

Prea aproape sau prea departe de polul magnetic,aurorele se produc mult prea rar.

In aceste fotografii din cosmos,aurorele apar ca doua inele continue care inconjoara cei doi poli magnetici ai Pamantului.Aurorele se arata simultan in cele doua emisfere la perioade de maxima intensitate a activitatii solare sau la putin timp dupa aceasta.

Urmarea unei explozii in coroana solara,este ca expulzeaza o cantitate enorma de plasma care este formata din particule electronice(ioni pozitivi si electroni),ce se deplaseaza in spatiul cosmic cu o viteza de 300-1200km/s.Fluxul de plasma ce vine de la soare este numit vant solar.

Vantul solar ciocneste magnetosfera Pamantului,care este constituita din centuri Van Allen.Prima centura Van Allen se gaseste la altitudini de 500-400km,a doua la 6000-60000Km.

Aceste centuri sunt zone unde se acumuleaza particule cosmice pe orizontala sub forma unei cozi de cometa.Fluxul de particule electrizate se indeparteaza de magnetosfera si se recompun la capatul 'cozii cometei'.

Zona aflata deasupra ionosfera se numeste zona de accelerare a aurorei,localizata

da peste 100km.In aceasta zona,particulele se deplaseaza miscandu-se foarte accelerat si cu o mare energie cinetica,constituenti ai curentilor electrici.

Particulele electrizate se deplaseaza de-a lungul liniilor de camp magnetic ca in conductele izolate.Este aproape imposibil ca o particula electrizata sa se deplaseze intre doua linii magnetice si daca sunt intre,este o diferenta de potential care poate ajunge la 100KV.Dar,la intrarea in ionosfera,curentii electrici intra in liniile de de camp magnetic,pentru ca ionosfera joaca un rol de conductor electric.

Ionosfera poate actiona ca 'o oglinda' pentru o parte din particulele elctrizate.

Formatiuni de curenti dintre liniile de camp magnetic exprima aparitia la o distanta asa de mare intre aurorele polare o forma de perdele sau de raze paralele cu suprafata Pamantului.In acest proces,energia cinetica a particulelor este transformata in energie electrica care produe o forta medie de aproximativ 1MN.

In atmosfera,deasupra regiunilor polare,apare o concentratie mare de particule electrizate,care se produc intre numeroasele coliziuni si atomi de oxigen si de azot ale atmosferei.Cele mai frecvente sunt aurorele verzi-clare care rezulta din emisfera radiatiilor cu =555,7 nm     atomi de molecule de oxigen.

Aurorele isi modifica tot timpul forma,intensitatea si culorile.Dupa structura aurorele pot fi:

Omogene-au o singura structura interioara;

Striate-cand sunt formate din filamente sau "perdele";

Radiale-cand sunt formate din raze.

Formele aurorelor polare

arc - arc curbat unde bordura inferioara neteda se intinde pana in celalalt capat al orizontului;

fasie(dunga) - asemanatoare cu un arc exceptand faptul ca bolta inferioara formeaza (replis) pliuri;

coroana - arcuri sau fasii dungate vazute direct de dedesubt,lumina pare proiectata din toate directiile;

carare - raza de lumina suspendata mai mult sau mai putin pe verticala;

pata - zona de luminozitate a aurorei de extensie slaba

panza(naframa) - zona luminoasa de extensie mare si de forms difuza ce acopera in intregime cerul.

Desi aurorele polare se inregistreaza fara pauza in atmosfera,oamenii de stiinta nu au mai elucidat mecanismele.Pentru a descoperi misterele aurorelor,NASA a facut pregatirile necesare pentru lansarea unei rachete cu 5 sateliti la bord.Misiunea a fost numita THEMIS.Ea a fost coordonata de o echipa a Universitatii Berkeley.

In toate cele 4 zile,satelitii au fost pozitionati deasupra Amercii de N si au observat eventualele formatiuni de aurore boreale la sol,aproximativ 20 de statii din Alaska si Canada au fotografiat aceste fenomene multicolore spectaculoase.Oamenii de stiinta s-au asteptat ca cei 5 sateliti sa identifice precis unde se vor declansa aurorele boreale.Pentru aceasta,satelitii THEMIS au transmis o serie identica de fluctuatii electrice,magnetice si de particule.

In acele 4 zile,ei s-au aliniat de-a lungul cozii campului magnetic terestru pentru a urmari perturbatiile petrecute in magnetosfera.

Aurorele polare au fost observate de asemenea si pe alte planete cum ar fi:Venus,Jupiter,Saturn,Neptun,Uranus,dar si pe unii satelitii ai lui Jupiter:Titan,Triton si Jo.

Aurore pe Jupiter

Punctul luminos din extremitatea stanga reprezinta limita campului magnetic exercitat de satelitul Io, in timp ce punctele de mai jos sunt provocate de Ganymede si EuropaAtat Jupiter cat si Saturn poseda campuri magnetice mult mai puternice decat cele terestre (Uranus, Neptun si Mercur sunt de asemenea magnetice) si dispun ambele de centuri de radiatii. Efectul de aurora polara a fost observat pe ambele planete, mai clar, cu telescopul Hubble.

Aceste efecte de aurora par sa fie provocate de vanturile solare. Pe de alta parte, lunile planetei Jupiter, in special Io, sunt la randul lor surse importante producatoare de aurore. Aurorele sunt formate de curentii electrici din campul magnetic, generati de mecanismul de dinam relativ la miscarile de rotatie a planetei si de translatie a lunii sale. In particular, Io are vulcani activi si o ionosfera, iar curentii sai genereaza emisiunea de unde radio, fenomen studiat din 1955.

Spectacolul de lumini al atmosferei

In functie de energia particulelor incidente, dar si concentratia moleculelor din atmosfera, rezulta diverse culori ale aurorelor polare. Cel mai des intalnite sunt cel de culoare verde deschis, care rezulta din coliziunea electronilor captati de campul magnetic terestru cu atomii de oxigen din atmosfera, la altitudini mai mici de 400 km. electronii care au mai putina energie si care se ciocnesc de atomii de oxigen la inaltimi mai mari provoaca straluciri rosii, deasupra "perdelelor" de lumina verde. Tot cu un colorit rosu intens determina impactul dintre electronii (putinii, cei drept) cu energii foarte mari, care reusesc sa patrunda pana la partea inferioara a ionosferei, si moleculele de azot. In cazul in care si moleculele de azot de la limita inferioara a ionosferei sunt incarcate cu sarcina electrica, lumina rezultata este de coloarea violet, insa atat de discreta, incit foarte rar poate fi observata cu ochiul liber.

Dincolo de aceste explicatii aurorele polare raman totusi un spectacol unic, grandios, pe care tehnica moderna il face observabil nu numai de catre locuitorii latitudinilor mari, ci de toti cei pentru care natura inca nu si-a dezvaluit toate misterele.

Bibliografie

https://www.althesky.com/atmosphere/atmosphere.html

https://www.aeronomie.be/fr/activites/definition.htm

https://www.atoptics.co.uk

https://sprg.ssl.berkeley.edu/aurora_rocket/welcome.html

https://www.engl.paraselme.de/html/aurorae.html

https://www:geoffcloake.co.nz/Aurora/Aurora-scene.html

https://www.ingfiz.ro

https://www.nasa.gov/mission?pages/themis

https://www.nimbus.it/liguria/rlm23/copertina.html

https://www.phy6.org/Education/Flelect.html

https://www.raben.com/aurora