شفق قطبی چیست؟

شفق سه رنگ. درباره ی این عکس بخوانید: * پرچمی برافراشته در دل آسمان سوئد. اندازه ی بسیار بزرگ تر (۱۳ مگابایت)

برخی از اسکیموهابر این باور بوده اند که می توانند ارواح رقصان نیاکان خود را در این شفق های سوسوزَن ببینند. در اسطوره‌های اسکاندیناویهم شفق قطبی پلی از آتش به سوی آسمان پنداشته می شد که به دست خدایان ساخته شده. هر چه باشد، این نمایش اثیری که در دو قطب سیاره ی زمین رخ می دهد پدیده ای زیبا و فریبنده است.

خورشید ۱۴۹ میلیون کیلومتر از زمین دور است ولی دامنه ی نفوذ آن تا فاصله هایی بسیار فراتر از سطح دیدارپذیرش گسترده شده. توفان های غول آسایی که روی این ستاره رخ می دهد توده هایی از ذرات باردار (پلاسمای خورشیدی) را به فضا می پراکند. اگر زمین بر سر راه یکی از این جریان های پلاسما باشد، میدان مغناطیسیو جَو آن واکنش نشان می دهد.

هنگامی که ذرات باردار خورشید به اتم هاو مولکول هایهوای زمین برخورد می کنند، این اتم ها را برانگیخته و به تابش وا می دارند.

برانگیخته شدن یک اتم یعنی چه؟

یک اتم از یک هستهدر مرکز و ابری از الکتروندرست شده که هسته را در بر گرفته. با برخورد ذرات باردار خورشید به اتم های جو زمین، الکترون ها از هسته دور شده و به ترازهای بالاتر انرژیمی روند. الکترونی که به تراز بالاتر رفته اگر دوباره به تراز پایین برگردد، انرژی افزوده اش را به شکل یک ذره ی نور به نام فوتونآزاد می کند.

آنچه که در شفق قطبی رخ می دهد همانند چیزیست که در چراغ هایدرون بسیاری از تابلوهای نئونروی می دهد. درون لوله ی شیشه ای یک تابلوی نئون، نیروی الکتریسیتهبرای برانگیختن اتم های گاز نئونبه کار می رود. دلیل رنگ های درخشان این تابلوها همین است. سازوکار شفق قطبی هم بر همین پایه است - ولی در مقیاسی بسیار گسترده تر.

رنگ های شفق قطبی نیز مانند خود آن سرچشمه ی رازها و افسانه هایی در تاریخ بشر بوده. ولی اکنون دانش گره از راز آن گشوده: گازهای گوناگون در پی برانگیخته شدن و سپس بازگشت به تراز پایه، رنگ های گوناگون پدید می آورند.

معمولا پایین ترین شفق ها سبزفامدیده می شوند. چنین شفق هایی در فراز حدود ۱۰۰ کیلومتری رخ می دهند و توسط اتم های اکسیژندرون جو که پلاسمای پرسرعت فضا آن ها را برانگیخته پدید می آیند. شفق بالاتر که در بلندای حدود ۲۰۰ کیلومتری رخ می دهد، سرخ فاماست و آن هم توسط اکسیژن جو تابیده می شود. تفاوتش با شفق سرخ فام در اینست که آن از اکسیژن اتمی گسیلیده می شود و این، از اکسیژن مولکولی.

شماری از بالاترین شفق ها -تا فراز ۵۰۰ کیلومتر- به رنگ آبیدیده می شوند و توسط یون هاینیتروژنپدید می آیند. نیتروژن خنثا هم شفق سرخ-بنفش با لبه ی موجدار پدید می آورد. می توانیم تصور کنیم اگر هوای زمین به جای اکسیژن و نیتروژن از گازهای نئون و سدیمدرست شده بود، شفق هایی به رنگ سرخ-نارنجی و زرد می دیدیم.

شفق های قطبی اغلب به شکل پرده هایی از نورپدیدار می شوند، ولی می توانند شکل کمانییا مارپیچیهم داشته باشند که بیشتر در راستای خطوط میدان مغناطیسی زمین شکل می گیرد. بیشتر شفق ها در لایه های پایین جو رخ می دهند و به رنگ سبزند ولی گاهی بالاتر می روند و فام های صورتینیز در آن ها دیده می شود، و اگر فعالیت شفقی نیرومندی جریان داشته باشد، رنگ های سرخ، بنفشو سفید هم می تواند پدیدار شود.

شفق های قطبی به طور معمول در شمالی ترین جاهای زمین دیده می شوند؛ سرزمین های ساحل اقیانوس منجمد شمالیمانند کاناداو آلاسکا، اسکاندیناوی، ایسلند، گرینلندو روسیه. ولی اگر توفان شفقی نیرومندی رخ بدهد، شفق ها تا عرض های جنوبی تر کشور آمریکا هم گسترده خواهند شد. گفتن ندارد که این جلوه های زیبا به همین روند در مناطق جنوبگان زمین هم رخ می دهند.

امروزه شفق های قطبی دیگر به اندازه ی گذشته اسرارآمیز نیستند ولی هنوز هم مردمان هزاران کیلومتر را می پیمایند تا این نمایش های طبیعی درخشان در جو زمین را به چشم خود ببینند. و گرچه دیگر دلیل علمی شفق را می دانیم ولی هنوز هم تلالوی روشنایی های آن می تواند آتشتخیلاتمانرا برافروزدو آن ها را همچون پل ها، خدایان یا ارواح رقصان ببینیم.

واژه نامه:

منبع: earthsky