تصویری زیبا از شفق قطبی در روسیه
تصاویری از پدیده تغییر رنگ آسمان یا همان شفق قطبی در نقاط مختلف جهان می‌بینید.
تصاویری از پدیده تغییر رنگ آسمان یا همان شفق قطبی در نقاط مختلف جهان می‌بینید.
به گزارش رصد روز، تصاویری از پدیده تغییر رنگ آسمان یا همان شفق قطبی در نقاط مختلف جهان می‌بینید؛ این تصاویری از آسمان روسیه، اوکراین، استرالیا گرفته شده است.
شَفَق قُطبی (Aurora) یکی از پدیده‌های جوی کرهٔ زمین است. شفق قطبی پدیدهٔ ظهور نورهای رنگین و متحرک در آسمان شب است و معمولاً در عرض‌های نزدیک به دو قطب زمین بر اثر برخورد ذرات باردارِ بادِ خورشیدی و یونیزه شدن مولکول‌های موجود در یون‌سپهر (یونوسفر) زمین به وجود می‌آید.
شفق‌های قطبی نورهای زیبایی‌اند که به‌طور طبیعی در آسمان دیده می‌شوند و معمولاً در شب و در عرض‌های جغرافیایی قطبی به چشم می‌خورند. آن‌ها در یونوسفر تشکیل می‌شوند و در سپیده‌دم قطبی رویت پذیرند. در عرض جغرافیایی قطب شمال به آن‌ها شفق‌های شمالی نیز گفته می‌شود که در سال ۱۶۲۱ توسط پیر گاسندی روی این پدیده طبیعی نهاده شد. به شفق‌های قطبی، نور قطب شمال هم گفته می‌شود زیرا آن‌ها غالباً در نیم کرهٔ شمالی دیده می‌شوند و هرقدر به قطب شمال نزدیک می‌شوید با توجه به مجاورت با قطب مغناطیسی شمالی زمین احتمال بیشتری می‌رود که بتوانید آن‌ها را ببینید. برای نمونه، در شمال شبه جزیره اسکاندیناوی، ایسلند، گرینلند و همین طور در آلاسکا و شهرهای شمالی کانادا و روسیه امکان رویت آن‌ها بسیار زیاد است.
شفق‌های قطبی در نزدیکی قطب مغناطیسی شمالی ممکن است خیلی بالا باشد ولی در افق شمالی به صورت سبز برافروخته و در صورت طلوع خورشید به صورت سرخ کمرنگ دیده می‌شود. شفق‌های قطبی معمولاً از سپتامبر تا اکتبر و از مارس تا آوریل روی می‌دهند. برخی از قبایل کانادایی به این پدیده رقص ارواح می‌گویند. شفق قطبی در طول چرخه خورشیدی و هنگام خروج جرم از تاج خورشیدی پُردفعات و درخشنده‌تر مشاهده می‌شود.
در قطب جنوب نیز این روی می‌دهد اما تنها در جنوبی‌ترین عرض جغرافیایی رویت‌شدنی است و گاهی نیز در آمریکای جنوبی و استرالیا (استرالیا در زبان لاتین به معنی جنوب است). بنجامین فرانکلین نخستین کسی بود که به شفق‌های قطبی توجه نشان داد. در نظریه او علت وقوع شفق‌های قطبی این انتقال نور در مرکز بار الکتریکی در سرزمین‌های قطبی که با برف و رطوبت شدت می‌گیرد، بود. علت وقوع شفق قطبی خروج جرم از تاج خورشیدی است که از طریق مغناطره و کمربند وان آلن به مناطق قطبی هدایت می‌شوند.
دلیل پدیده
بیرکلاند دانشمند نروژی با مقایسه نتایج اخیر این فرضیه را مطرح کرد که لکه‌های خورشیدی ناحیه‌هایی هستند که از آن‌ها باریکه‌های ذرات باردار (الکترونها) به داخل فضای اطراف گسیل می‌شوند. این ذرات با رسیدن به لایه‌های بالای جو زمین ، از طریق برخوردهای الکترون در این لایه‌ها ، مشابه تخلیه گاز در لوله ، گازها را به تابانی وا می‌دارند. این الکترونها همچنین روی میدان مغناطیسی زمین و شرایط انفجار امواج رادیویی مجاور زمین اثر می‌گذارند. او برای نشان‌دادن این پدیده، آزمایشی انجام داد. یک گوی مغناطیسی را که نماد زمین است، در یک جعبه شیشه‌ای خلا آویزان کرد. سپس با یک تفنگ الکترونی، به آن الکترون پرتاب کرد. در این آزمایش، در دو قطب گوی، او دو حلقه نورانی را مشاهده کرد.
آزمایش بیرکلاند برای نمایش شفق قطبی
در الکترومغناطیس قانونی به نام قانون دست راست وجود دارد. شکل کلی قانون به این صورت است: �→=��→×�→
q در این فرمول، بار ذره است و v بردار سرعت ذره و B بردار میدان مغناطیسی است. در آخر، F نیرویی است که به ذره وارد می‌شود. وقتی یک ذره باردار وارد یک میدان مغناطیسی می‌شود، نیرویی به آن وارد می‌شود که جهت آن بر اساس قانون دست راست مشخص است. اگر جهت حرکت ذره (بردار سرعت) عمود بر میدان مغناطیسی باشد، به دلیل اینکه نیرو به سمت داخل است، به دور خطوط میدان مغناطیسی می چرخد (مانند سنگی که با نخ بسته شده و آن را می چرخانیم). اما اگر حرکت ذره دارای مؤلفه موازی با میدان مغناطیسی باشد، این مؤلفه باعث جلو رفتن ذره می‌شود. در این صورت، ذره مسیر مارپیچی را طی می‌کند. الکترونها و پروتون‌هایی که توسط خورشید در فضا پراکنده می‌شوند، وقتی به زمین می رسند، توسط میدان مغناطیسی زمین به دام می افتند و با حرکتی مارپیچی به سمت قطب‌ها می روند. ذرات به دام افتاده کمربندهای تابشی وان آلن را تشکیل می دهند.(عبور از این کمربند برای فضاپیماهای حاوی سرنشین بسیار خطرناک است).
در قطب ها، میدان مغناطیسی زمین وارد جو آن می‌شود. درون جو، ذرات باردار با مولکول‌های هوا برخورد می‌کنند و باعث برانگیخته شدن آن‌ها و تابش نور می‌شوند. این نورها شفق قطبی را می سازند. اتم‌های نیتروژن از خود نورهای مایل به قرمز و اتم‌های اکسیژن از خود نور سبز منتشر می‌کنند.
