A sarki fényről ugyan már ejtettünk szót ebben a kiállításban, ám ez a csodálatos természeti jelenség egy bővebb beszámolót érdemel.

A sarki fény (az északi féltekén: Aurora Borealis, a délin: Aurora Australis) a Föld pólusainál kialakuló fényjelenség, amelyet a világűrből (napszélből) érkező nagy energiájú töltött részecskék (protonok és elektronok) okoznak. Ezek nagy részét a Föld mágneses burka, a magnetoszféra eltéríti, ám a pólusok környékén be tudnak jutni a légkörbe. A protonok és elektronok ionizálják az atmoszféra 80-100 km feletti rétegében található (elsősorban nitrogén és oxigén) atomokat és molekulákat, amelyek aztán a fölös energiát fény, azaz fotonok formájában kibocsátják. Ez okozza a lenyűgöző fényjelenséget.

Aurora borealis: holdkelte Alaszka északi részén
2008 decemberében. guardian.co.uk

Minden atom vagy molekula a rá jellemző, sajátos színnel járul hozzá a jelenséghez: az oxigén az elektromágneses spektrum (színkép) zöld és barnásvörös, a nitrogénmolekulák a kékesibolya (esetleg vörös) tartományában sugároznak. A sarki fényt legtöbbször zöld árnyalatban látjuk pompázni – az oxigén barnásvörös színe ugyanis a láthatóság határán van, ezért noha gyakran igen fényes, az emberi szem alig érzékeli; a fotókon azonban már jól kivehetővé válik.

Sarki fény Grönland egén 2011. augusztus 23-án. A jobb oldalon a Hol dfényes pontként tűnik fel.
fotó: Juan Carlos Casado, apod.nasa.gov

A szín tehát függ egyrészt a kibocsátott energiától, azaz a gerjesztett részecske fajtájától, másrészt a légköri tartománytól, pontosabban annak sűrűségétől. Az oxigén esetében ugyanis, míg a zöld fény kibocsátásához kevesebb, mint egy másodperc szükséges, a vörösé két percig is eltarthat. Ez idő alatt az oxigénatom ütközhet más légköri részecskékkel, ami felemésztheti a gerjesztett energiát, és így az oxigén nem fog fotonokat kibocsátani. A légkör felső tartománya azonban igen ritka, kevés az ütközés, így van idő a vörös fény kibocsátására is. Ahogy azonban lejjebb megyünk, egyre több lesz a részecske, egyre több az ütközés, míg végül (80-100 km alatt) már a zöld fény kibocsátására sem marad elegendő idő.

Vörös és zöld aurora az alaszkai Fairbanks fölött.
princesslodges.com

A magassággal tehát a következőképp változik az aurora színe: legfelül az oxigén barnásvörös színe látható, ez alatt az oxigén zöldje részben keveredve a nitrogén ibolyakékjével, majd csak az ibolyakék marad.

Vörös és ibolya aurora az alaszkai Anchorage egén 2005. április 11-én.
Dennis Zaki fotója, alaskatrekker.com

A sarki fény alsó határa 80-100 km-nél kezdődik, felső határa pedig több száz (akár 600) km magasra is felnyúlhat.

2005. szeptember 11.: sarki fény az Antarktisz fölött.
Az űrből nézve az aurora egy fényes gyűrűként öleli át a pólusokat.
earthobservatory.nasa.gov.

Általában a sarkkörökön túl eső területeken, leginkább Alaszka, Kanada és Skandinávia felett figyelhető meg a tél folyamán. Erős naptevékenység, ún. mágneses vihar idején azonban alacsonyabb szélességekig hatolhat, és olykor hazánk egén is láthatóvá válik, mint pl. 2003. november 20-án, amikor szokatlanul erősen és sokáig volt megfigyelhető nálunk is.

Így nézett ki 2003. november 20-án az ég Tatabánya felett. Beringer Pál fotója.
astro.u-szeged.hu

Sarki fény más bolygókon is kialakul, így például a Szaturnuszon. A Szaturnusz mellett a Jupiteren, az Uránuszon és a Neptunuszon is tapasztalták már a jelenséget. Itt is elsősorban a napszél a mozgatórugó, de a Jupiter holdjai is fontos szerepet játszanak.

Aurora a Jupiteren. Az UV-fényű felvétel 2011. november 26-án készült a Hubble Űrteleszkóppal.
nasa.gov

Írta: Wendl Bernadett

Kanada, 2011. szeptember 23.
Fotó: Youichi Takasaka, blue-moon.ca, apod.nasa.gov