شفق قطبی چیست و چگونه به وجود می آید؟ همه آن چه باید بدانید!

شفق قطبی یک پدیده نجومی جذاب است که برای هزاران سال بشر را به هیجان آورده است. پدیده قطبی زمانی رخ می دهد که ذرات باردار خورشید با جو فوقانی زمین برهم کنش می کنند. در این مقاله با شفق قطبی بیشتر آشنا خواهیم شد.

شفق قطبی چگونه تشکیل می شود؟

به عبارت ساده، شفق زمانی تشکیل می شود که ذرات پرانرژی خورشید با سرعت تقریبی 72 میلیون کیلومتر آنها هر ساعت به جو فوقانی زمین برخورد می کنند. خورشید در هر لحظه ذرات باردار را از خود ساطع می کندتاج پادشاهییا جو فوقانی خود را با سرعت ذکر شده به بیرون پرتاب می کند که به آن می گویند:باد خورشیدی” می گویند. وقتی باد خورشیدی به لایهیون کره» زمین یا لایه های بالایی جو زمین با هم برخورد می کنند، شفق های قطبی تشکیل می شوند.

با این حال، این پدیده زیبا تنها در قطب های زمین قابل مشاهده است، زیرا میدان مغناطیسی زمین همیشه ما را از هجوم ذرات باردار محافظت می کند. به عبارت دیگر، میدان مغناطیسی زمین، ذرات را به سمت قطب ها هدایت می کند تا این ذرات باردار به ما آسیبی نرسانند. این مشکل باعث می شود که نوارهای رنگی بسیار زیبایی را در آسمان قطبی ببینیم.

تاریخچه کشف

اگرچه این ستاره شناس ایتالیاییگالیله گالیلهدر سال 1619 نامشفق قطبیبا الهام از الهه رومی و خدای یونان باستان، اما تحقیقات تاریخی نشان می دهد که این پدیده زیبایی است سی هزار سال قبلاً روی دیوار غاری در فرانسه نقاشی شده بود.

از آن زمان، به نظر می رسد مردم در سراسر جهان از دیدن این پدیده شگفت زده شده اند و از انواع داستان های تخیلی برای توصیف آن استفاده کرده اند. یک افسانه در آمریکای شمالی می گوید که این رگه های رنگی زیبا، ارواحی هستند که با سر شیرهای دریایی در افق توپ بازی می کنند، در حالی که وایکینگ ها فکر می کردند که این یک پدیده نورانی است که در زره خدایان جنگجوی ماوراء طبیعی منعکس شده است.

ستاره شناسان نیز در تحقیقات خود به این پدیده اشاره می کنند. به عنوان مثال، اخترشناس سلطنتی پادشاهی بابل گزارش خود را از این پدیده بر روی کاشی سال ثبت کرده است. 567 قبل از میلاد گزارش اخترشناسان چینی برای سال ثبت شده است 193 قبل از میلاد این پدیده نیز ثبت شده است.

علم پشت پدیده شگفت انگیز شفق قطبی تا اوایل قرن بیستم نامشخص بود. “کریستین بیرکلنددانشمند نروژی در توضیح این پدیده پیشنهاد می کند که الکترون های ساطع شده از لکه های خورشیدی پس از هدایت میدان مغناطیسی به قطب های زمین، این نورهای زیبا را تولید می کنند. این نظریه با پیشرفت علم ایجاد شد.

چرا شفق های قطبی رنگی هستند؟

همانطور که گفتیم، ذرات باردار خورشیدی توسط میدان مغناطیسی سیاره ما به سمت قطب ها حرکت می کنند و با جو زمین تعامل دارند. برهم کنش این ذرات باردار با جو فوقانی زمین رگه های رنگی ایجاد می کند. به عبارت دیگر علت رنگ شفق قطبی برهمکنش ترکیبات شیمیایی مختلف جو زمین با ذرات باردار است. پدیدهفلورسانس» رگه های سبز جذاب می گیرد.

هر اتم یا مولکول در جو زمین، خواه یک اتم هیدروژن یا یک مولکول دی اکسید کربن، هر کدام رنگ های منحصر به فرد خود را در این فعل و انفعالات دارند. رنگ های غالبی که در طول این پدیده در آسمان دیده می شوند سبز و قرمز هستند. رنگ قرمز به دلیل برهمکنش ذرات باردار خورشیدی با مولکول های نیتروژن و رنگ سبز به دلیل برهمکنش با مولکول های اکسیژن است.

شکل شفق و شدت آن

تغییر مداوم مقدار ذرات باردار خارج شده از تاج خورشیدی، سرعت متفاوت برهمکنش این ذرات با یونوسفر زمین، حرکت سیاره زمین و وجود ذرات باردار دیگر در اطراف سیاره ما، همه اینها بر شکل آن تأثیر می گذارد. و شدت شفق. با مطالعه شدت شفق، دانشمندان می توانند اطلاعاتی در مورد میدان مغناطیسی زمین و شدت ذرات باردار خورشید به دست آورند.

شفق های قطبی آنها همچنین اطلاعات ارزشمندی در مورد جو زمین در اختیار دانشمندان قرار می دهند. از جمله این اطلاعات می توان به چگالی، سرعت جریان ذرات و قدرت جریان الکتریکی در جو اشاره کرد. این پارامترها اطلاعاتی در مورد میدان مغناطیسی زمین، نحوه گسترش آن در فضا و چگونگی تغییر آن در طول زمان ارائه می دهند. همه اینها برای محافظت از زمین و فناوری فضایی در برابر ذرات باردار و خطرناک خورشیدی مهم هستند.

شفق های قطبی سیارات دیگر

شفق های قطبی در سیارات دیگر نیز دیده می شوند. تنها چیزی که برای وقوع این پدیده ضروری است وجود میدان مغناطیسی و جو در این سیاره است. طبق تحقیقات انجام شده، شفق های قطبی را می توان در جو غول های گازی مانند مشتری مشاهده کرد. جای تعجب نیست زیرا همه این سیارات دارای میدان مغناطیسی قوی هستند.

میدان مغناطیسی مشتری بیست هزار برابر قویتر از میدان مغناطیسی زمین است. بنابراین شفق های این سیاره بسیار درخشان تر از شفق های قابل مشاهده در آسمان سیاره ما هستند. نکته قابل توجه این است که شفق قطبی در این سیاره تنها توسط ذرات باردار خورشید ایجاد نمی شود. نام مشتری قمرییوذرات باردار نیز از سطح آن ساطع می شوند. این قمر در واقع آتشفشانی ترین جسم منظومه شمسی است.

جالب است بدانید که این پدیده جذاب در سیاراتی مانند زهره و مریخ نیز ثبت شده است، هرچند این سیارات میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی دارند.

اخترفیزیکدانان و ستاره شناسان حتی توانسته اند شفق های قطبی را در برخی از ستاره های کوتوله سرخ گزارش کنند. با این حال، منشا ذرات حاملگی که باعث ایجاد چنین پدیده ای در ستاره ها شده است، نامشخص است.

کجا و چه زمانی می توان این پدیده جذاب را مشاهده کرد؟

اینها دو سوال اصلی هستند: شفق قطبی کجاست و کجا دیده می شود؟ این پدیده جذاب را می توان در آسمان شب در نقاط نزدیک به قطب شمال مشاهده کرد. امکان دیدن شفق قطبی با چشم غیرمسلح وجود دارد که خبر خوبی برای علاقه مندان به آسمان شب است.

جالب است بدانید شفق های قطبی ۲۴ ساعته، هفت روز هفته و ۳۶۵ روز در سال ظاهر می شوند، اما این بدان معنا نیست که بتوان آن ها را به راحتی مشاهده کرد. برای دیدن آن باید در جای مناسبی باشید.

نروژ بهترین مکان برای دیدن این پدیده جذاب است. منطقه نامیده می شودمنطقه شفق قطبیاز قطب شمال حدود 2500 کیلومتر فاصله دارد که می توان گفت بهترین مکان برای مشاهده شفق شمالی است. البته توجه داشته باشید که این پدیده در عرض های جغرافیایی دیگر نیز قابل مشاهده است.

در این مناطق بهتر است تا حد امکان از شهر دور باشید تا نور شهر مزاحم نشود. هر چه آسمان تیره تر باشد نوارهای رنگی را بهتر می بینید. فنلاند، آلاسکا، کانادا و سوئد دیگر کشورهای محبوب برای مشاهده این پدیده جذاب هستند.

1403، بهترین زمان برای مشاهده شفق شمالی

خورشید همیشه می تابد، اما شدت پرتاب ذرات باردار در فواصل زمانی است. 11 سال در حال تغییر است. به عبارت دیگر هر 11 سال خورشید وارد چرخه ای می شود که در آن شدت بادها به حداکثر حد ممکن می رسد. در این دوره زمین با مقادیر زیادی ذرات باردار بمباران می شود. به همین دلیل است که ما شاهد قوی ترین و درخشان ترین شفق روی زمین هستیم.

خبر خوب این است که اکنون به این دوره بسیار نزدیک شده ایم و در سال های 1403 و 1404 شدت باد خورشیدی به حداکثر شدت خود می رسد. دانشمندان نمی توانند زمان دقیق ظهور قوی ترین باد خورشیدی را پیش بینی کنند، اما می دانیم که در این دوره قوی ترین جریان ذرات باردار به سمت زمین هدایت می شود.

برخی از سازمان های فضایی پاییز و زمستان 1403 را بهترین زمان برای رصد شفق های قطبی می دانند. البته توجه داشته باشید که این بدان معنا نیست که در سال های آینده نمی توان آن را انجام داد یک پدیده جذاب مشاهده شده در این زمان، تنها شفق قطبی شدیدتر است و واضح تر دیده می شود.

نتیجه

در این مقاله به پدیده جذاب شفق قطبی پرداختیم. در این مقاله می خوانیم که این پدیده زیبا چگونه شکل گرفته و در چه مکان ها و زمان هایی در آسمان دیده می شود. دیده‌ایم که شفق‌های قطبی در سیارات دیگر نیز دیده می‌شوند. در نهایت می خوانیم که سال های 1403 و 1404 بهترین سال ها برای مشاهده این پدیده هستند، زیرا خورشید در دوره فعالیت فزاینده قرار دارد.