Аутор: др Растислав Стојсављевић
Прича о поларној светлости почиње на нама најближој звезди. Оној којој дугујемо живот. Сунце је звезда средњег сјаја и средње старости. Прављењем енергије у свом језгру подсећа на огромну нуклеарну електрану. У овом језгру температуре достижу неколико милиона степени Целзијуса. Притисак је толико велики да се молекули водоника претварају у други хемијски елемент, хелијум. Ова нуклеарна реакција изазива енергију која се креће из језгра Сунца ка његовој површини. На површини наше звезде образује се магнетно поље. Ова енергија се манифестује у виду наелектрисаног гаса који се назива плазма. На местима где плазма излази из Сунца ка свемиру настају чувене Сунчеве пеге. На овим површинама се манифестује нешто нижа температура него на осталим местима. Приликом изласка из Сунца плазма се савија попут гуме и кида. Неколико милијарди тона овог Сунчевог ветра (соларне олује) може се кроз свемир кретати брзином до 8 милиона km/h. За 6 сати стиже до планете Меркур. За 12 сати она пролази поред планете Венере. За 18 сати соларна олуја стиже и до наше планете. Њеном реакцијом са Земљиним магнетним пољем (које настаје окретањем течног металног Земљиног језгра око чврстог) настаје феномен који је познат као Поларна светлост (Aurora polaris).
Верује се да је термин aurora сковао нико други до чувени астроном и научник Галилео Галилеј 1619. године. Ипак, већина научника се слаже да је коначно име овој појави дао француски научник Пјер Гасенди две године касније. У римској митологији Аурора се звала богиња свитања (зоре). Бореас је био грчки назив за северни ветар (северац).
Поларна светлост се јавља у поларним пределима. У арктичком појасу назива се Aurora borealis, док се у антарктичким пределима зове Aurora australis. Видљива је близу северног магнетног поља на северном Гренланду. Такође, становници норвешког града Вестералена чести су сведоци овог феномена. У Норвешкој је поларна светлост видљива и око града Тромза. Шведска Лапонија је сведок овог феномена свих 365 дана у години. Поларна светлост је видљива и у руској регији Мурманск (око насеља Териберак). Некада се она види и нешто јужније, на Исланду (област око главног града Рејкјавика), јужној Канади, Аљасци и северним деловима Средњег Запада у САД. Ова чудесна појава најбоље се види у руралним пределима која нису погођена светлосним загађењем. Места на северу која су удаљена од загађених индустријских зона су такође погодна места за посматрање Ауроре. Најјужнији и најхладнији континент Антарктик свакако представља једно од места где се поларна светлост редовно појављује (посебно у областима Аделијеве и Вилкесове земље). Најчешће се појављује у периоду од марта до априла и од септембра до октобра. Разлог је нагнутост Земљине полулопте према Сунцу.
Земљино магнетно поље се понаша као баријера или штит који заштићује Земљу од радијације врелих соларних ветрова. Већина честица ових соларних олуја се одбијају од магнетосфере наше планете али неке бивају ухваћене. Када су ухваћени, магнетно поље их усмерава ка поларним областима дуж својих линија. С обзиром да је близу полова магнетно поље закривљено, честице соларних ветрова се овде сударају са атомима горњих слојева наше атмосфере. Области закривљења магнетног поља налазе се изнад 60о-70о северне и јужне географске ширине.
Високи лукови који настају реакцијом честица соларних ветрова са атомима ваздуха најчешће се налазе на око 100 km висине од Земљине површине. Ова интеракција може и да се продужи на више стотина километара у магнетосфери. Поларна светлост може бити дневна и ноћна. Дневна настаје када реакција честица соларног ветра и атмосфере настаје над делом Земљине полулопте која је осунчана, док ноћна настаје када соларна олуја реагује са слојевима атмосфере на тамној страни Земље (која је окренута од Сунца). Наравно, дневну Аурору је веома тешко уочити због Сунчеве светлости.
Поларна светлост се манифестује као бледа завеса у много облика и боја. Најчешће је зеленкасте боје, мада понекад на својим крајњим деловима може бити црвена. Ова црвена боја крви може се у ретким приликама (сваких десет година) протезати дуж читавог лука (завесе) Ауроре. Уколико за време дневне Ауроре Сунчеви зраци погоде врх лука, овај феномен се манифестује у плавој боји.
Честице соларне олује који реагују су протони и електрони. Протони као масивнији преносе енергију на електоне који потом на местима закривљења магнетног поља долазе у додир са атмосферским честицама кисеоника и азота. На тако великим висинама кисеоник постоји само у свом атомском (О), а не у молекулском (О2) стању. Тако наелектрисани атоми кисеоника се емитују у зеленом и црвеном спектру. Приликом судара, ове честице ослобађају енергију зрачењем фотона, односно светлости. Црвени спектар је појавни облик када је до додира дошло на већим висинама, док је зелени спектар чест на уобичајеним висинама за поларну светлост (око 100 km). У љубичастом спектру поларна светлост се јавља када честице соларне олује дођу у додир са молекулима азота (N2) на висинама које су ниже од 100 km од Земљине површине. Облици поларне светлости могу бити лукови (ако се пружа дуж читавог хоризонта), траке или спирале. Ови облици се могу променити у делићу секунде. Они се могу манифестовати више сати. Насупрот њима пулсирајући облици поларне светлости трају у периодима од највише 30 секунди.
Магнетна активност Сунца се мења у интервалима од 11 година. За време магнетног максимума соларне олује су чешће и веће. Промене у Земљином магнетном пољу услед соларних олуја називају се геомагнетне олује. Оне могу изазвати кварове на електричној мрежи као и кварове на електричним уређајима. Понекад могу пореметити комуникације са сателитима и системе за навигацију. Овакве геомагнетне олује могу трајати од неколико сати до неколико дана.
Оно што збуњује научнике је да ли поларна светлост може да се чује. Извештаји о звуковима поларне светлости су до сада били јако ретки да би их научници прихватили. Једна група финских научника је 2016. године тврдила да је открила звук Ауроре али ни ово истраживање није показало да ли су ови звуци били реални или само ствар илузије. Иако су постојали извештаји о звуку Ауроре почетком прошлог века у виду шуштања и пуцкетања, висине где се Аурора манифестује (око 100 km) су превише далеко од Земљине површине да би човек могао да их чује.
Око евентуалног звучног ефекта и данас су подељена научна схватања. Водећи научник овог феномена, Карл Стормер објавио је извештај своје двојице помоћника (Јелструпа и Тјона) који су тврдили да су вибрације Ауроре пратили „таласасти звуци звиждука“ и „звуци горења траве и пуцкетања“. С друге стране, британски физичар Оливер Лоџ, сматра да би звук Ауроре могао да буде психолошки феномен због лепог изгледа овог феномена. Његово мишљење дели и метеоролог Џорџ Симпсон. Познати канадски астроном Кларенс Чант је 1923. године тврдио да кретање поларне светлости изазива промене у Земљиној атмосфери. У корелацији са објектима на Земљи, сматрао је овај научник, ова појава може произвести звук. Сматрао је да су они најчешћи на местима где нема много грађевина, као што су планински врхови. Током 2020. године научници су ухватили звук за који сматрају да потиче од Ауроре на ниским фреквенцијама. Прилагодили су га чујном спектру људског уха и емитовали преко радија BBC 3.
Древни народи који су живели широм Канадског севера, Гренланда и Скандинавије имали су легенде које су покушале да објасне поларну светлост, њене облике и боје. За многе народе поларна светлост представља душе преминулих. Инуитско становништво на Гренланду је веровало да су то душе деце која су умрла недуго после рођења. Народи на канадском полуострву Лабрадор су веровали да је поларна светлост манифестација бакљи које носе недавно преминули тражећи свој пут у загробни живот. Урођеничка племена на Аљасци у долини реке Јукон верују да су облици и боје Ауроре духови животиња који плешу.
У средњем веку поларна светлост је била наговештај и пророчанство рата или глади. Глад у северним пределима је била честа, као и ратовања номадских народа. Урођеничко племе Фокси у Висконсину у САД веровали су да поларна светлост представља духове њихових непријатеља који су жељни освете.
Феномен поларне светлости се помиње и у Старом завету. У Другој књизи Макабејаца помињу се „коњаници који јуришају у ваздуху“. Научници верују да је ово опис Ауроре. Много година касније поларну светлост је покушао да објасни чувени римски филозоф Сенека у свом делу Quastiones naturales. Поларну светлост је покушао да објасни и Аристотел у свом делу Meteorologica. У каснијим вековима о феномену Ауроре писали су Галилеј, Ди Брахе, Декарт, Халеј и Френклин.
Да ли се поларна светлост може јавити на другим планетама у Сунчевом систему? Одговор је једноставан: Може. И редовно је јавља. На Марсу се поларна светлост појављује у виду дневне Ауроре (полулопта Марса која је обасјана Сунцем). Иако је Марс одавно изгубио своје магнетно поље и атмосфера је много разређенија него на Земљи, честице соларне олује долазе у додир са атомима кисеоника у горњим слојевима атмосфере. Атоми кисеоника сијају и стварају поларну светлост. Један од сателита снимио је поларну светлост на Марсу која се манифестовала у зеленом спектру.
С обзиром да Јупитер има најјаче магнетно поље од свих планета, било је за очекивати да се у његовој атмосфери манифестује Аурора. Телескоп Хабл снимио је овај феномен на Јупитеру током 2016. године. Ипак, Јупитерова Аурора није видљива људским оком, због удаљености од Земље али и спектра боја који прима људско око. Насупрот на Земљи где су карактеристике северне и јужне поларне светлости пресликане, на Јупитеру се оне различито понашају. Соларна олуја на Јупитеру је 100 пута снажнија од оне на Земљи и поларну светлост је готово немогуће предвидети. Мисија Џуно показала је још једну занимљивост. За разлику од Земље, где електрони соларне олује дају енергију атомима кисеоника и азота, на Јупитеру се честице његове атмосфере наелектришу сопственом енергијом и подигну је на виши енергетски ниво.
Земљиној поларној светлости је много сличнија она која се јавља на Сатурну. Ипак, са једном значајном разликом. Док је спектар боја на Земљи такав да доминира зелена боја на мањим, а црвена на већим висинама, на Сатурну се црвена боја поларне светлости манифестује када дође до додира на нижим висинама. На вишим висинама доминира љубичаста боја. Као и код Јупитера, поларна светлост се јавља у спектрима боја које нису видљиве људском оку. Објашњење ове појаве је једноставно. Уместо да као на Земљи, соларне честице реагују са кисеоником и азотом, на Сатурну оне реагују са водоником.
Мисија Војаџер 2 снимила је поларну светлост на Урану 1986. године. Телескоп Хабл је ово и потврдио. Колико се до сада зна, постоје минималне разлике у појави Ауроре на Урану и Земљи. Разлика је у томе што Аурора на Урану има много веће димензије. С обзиром на нагиб осе ове планете, поларна светлост се јавља под другачијим углом.
Поларна светлост на Нептуну је слабо проучавана. Оно што се зна је да Нептунови прстенови апсорбују велику количину Сунчеве олује, стога поларна светлост није ни изблиза толико јака као на осталим планетама.
Данас поларна светлост има велики утицај и на туризам. Од 1892. године када је направљена прва црно-бела фотографија Ауроре и објављена пет година касније у часопису The Century, ова појава не представља да одушевљава. Страни туристи када желе да посете Норвешку, прво што траже на интернету су фјордови и глечери. На другом месту је поларна светлост. У спроведеној анкети, преко 20% туриста када посети Норвешку, има за један од циљева да види поларну светлост. Норвешки градови Тромзо и Алта уврстили су поларну светлост у своју туристичку промоцију. Како се у XXI веку туристичка кретања буду селила у северне пределе (и на Антарктик), сигурно да ће Aurora Polaris наћи своје место.
Литература:
Akasofu., S. I. 1979. Aurora Borealis. Alaska Geographic Society. Vol. 6. No. 2. Anchorage. Alaska.
Aspnes, J. D., Merritt, R. P., Spell, B. D. 1989. Geomagnetic disturbances and their effect on electric power systems. IEEE Power Engineering Review 9 (7).
Baskin, K., Fehr, A. 1998. The Northern Lights of Our Sky. Scientific Report No. 7. Aurora Research Insitute. Inuvik. NWT. Canada.
Eather, R. H. 1980. Majestic Lights. American Geophysical Union. Washington D.C.
Houseman, J., Fehr, A. 1996. Listening for Cosmic Rays. Scientific Report No. 5. Aurora Research Insitute. Inuvik. NWT. Canada.
Остави коментар