شفق قطبي چيست؟

 

 

Auroras : north/south polar lights يا شفق هاي قطبي، نور هاي زيبايي هستند که به طور طبيعي در آسمان ديده مي شوند و معمولا در شب و در عرض هاي جغرافيايي قطبي به چشم مي خورند.

آن ها در يونوسفر تشکيل مي شوند و در سپيده دم قطبي قابل مشاهده هستند. در عرض جغرافيايي قطب شمال به آن ها شفق هاي شمالي نيز گفته مي شود؛ (aurora borealis) که اين نام بر گرفته از نام رب النوع رومي سپيده دم و نام يوناني باد شمالي است که در سال ١٦٢١ توسط Pierre Gassendi  روي اين پديده طبيعي گذاشته شد.

به شفق هاي قطبي، نور قطب شمال هم گفته مي شود؛ زيرا آن ها فقط در نيم کره ي شمالي رويت مي شوند و هر چه به قطب شمال نزديک مي شويد، با توجه به مجاورت با قطب مغناطيسي شمالي زمين، احتمال بيش تري مي رود که بتوانيد آن ها را ببينيد؛ به طور مثال در شهر هاي شمالي کانادا که بسيار نزديک به قطب هستند امکان رويت آن ها بسيار زياد است.

شفق هاي قطبي در نزديکي قطب مغناطيسي شمالي ممکن است خيلي بالا باشد ولي در افق شمالي به صورت سبز بر افروخته و در طلوع خورشيد به صورت قرمز کم رنگ ديده مي شود.

شفق هاي قطبي معمولا از سپتامبر تا اکتبر و از مارس تا آوريل اتفاق مي افتند.

در قطب جنوب نيز اين اتفاق مي افتد ولي فقط در جنوبي ترين عرض جغرافيايي قابل رويت است. و گاهي اوقات در آمريکاي جنوبي و استراليا ( استراليا در زبان لاتين به معني جنوب است) اين پديده مشاهده مي شود.

Benjamin Franklin اولين کسي بود که به شفق هاي قطبي توجه نشان داد. در تئوري او علت وقوع شفق هاي قطبي، اين انتقال نور، در مرکز بار الکتريکي در سرزمين هاي قطبي توسط برف و رطوبت شدت مي گيرد، بود.

مکانيسم شفق هاي قطبي

شفق قطبي در برخورد ذرات باردار از مگنتوسفر زمين که معمولا الکترون و گاهي اوقات پروتون هستند و ذرات سنگين تر با اتم ها و مولکول هاي بالاتر (اتمسفر از ٥٠ تا ٨٠ کيلومتر بالاتر) به وجود مي آيند.

اين ذرات  ١ تا ١٠٠ کيلو الکترون ولت انرژي دارند. آن ها در اصل از سوي خورشيد به سمت حومه ي زمين مي آيند و باد هاي خورشيدي کم انرژي نيز ناميده مي شوند.

اين برخورد در اتمسفر توسط الکتريسيته، مولکول و اتم را بالاتر از اتمسفر بادار مي کند. اين انرژي محرک مي تواند به صورت پرتو هاي نور يا برخورد خالي شود. اکثر شفق هاي قطبي سبز و قرمز توسط اتم هاي اکسيژن درست مي شوند. مولکول ها و يون هاي نيتروژن هم قرمز بسيار کم رنگ و آبي بنفش را در شفق هاي قطبي ايجاد مي کنند.

دوره ي تناوبي وقوع:

شفق هاي قطبي معمولا بايد فقط در قطب ها اتفاق بيفتند. ولي به ندرت در عرض هاي جغرافيايي مياني نيز ديده مي شوند ( وقتي که طوفان هاي مغناطيسي اتفاق مي افتند).

طوفان هاي مغناطيسي در دوره ي تناوب ١١ ساله ي خورشيدي يا ٣ سال بعد از اين دوره ي تناوب اتفاق مي افتند. در اين دوره ي تناوب ١١ ساله که هم اکنون نيز جريان دارد، ميزان فعاليت هاي خورشيدي بالا رفته و با رصد خورشيد مي توان ميزان بالاي اين فعاليت ها را ديد. انرژي حاصل نيز از طريق باد هاي خورشيدي تامين مي شود.

شفق در سيارات ديگر:

در مشتري و زحل، قطب هاي مغناطيسي قوي تري وجود دارد و هر دو آن ها کمربند تشعشع (radiation belt) بزرگي دارند و شفق هاي قطبي به وضوح توسط تلسکوپ هابل در آن ها ديده شده است. در اورانوس و نپتون نيز شفق قطبي وجود دارد.

شفق در مشتري

اين پديده هم چنين در مريخ و زهره نيز ديده مي شود؛ زيرا زهره داراي مغناطيس دروني نيست. شفق قطبي در زهره گاهي اوقات تمام سياره را نيز مي پوشاند. اين پديده در زهره توسط باد هاي خورشيدي توليد مي شود. همچنين در ١٤ آگوست ٢٠٠٤ در مريخ نيز اين پديده توسط SPICAM به ثبت رسيده است.