Sarki fény

Sarki fényeket hazánkból nagyon ritkán lehet csak megfigyelni, ám a fapados repülőutak korában talán többen megtehetik, hogy egy hétvégére kiruccannak a jelenség szempontjából kedvezőbb helyekre.

A sarki fény egy ovális alakú területen jelenik meg, amelynek középpontjában a mágneses sark található. (NASA)

Talán ez az egyik leginkább közismert légköroptikai jelenség, amelyre ma már komplett iparág épül: a sarkifény-turizmus. Ennek egy mindenki számára hasznos mellékhatása, hogy számos kedvelt megfigyelőhelyen webkamerák fürkészik az eget, s így akár utazás nélkül is megnézhetjük e jelenséget. Sarki fény nemcsak az északi, hanem természetesen a déli sarkvidéken is van, ez utóbbi esetben Ausztrália déli részén, Tasmaniában és Új-Zélandon is látható rendszeresen. A déli sarki fényt kevesebben figyelhetik meg, mert az optimális szélességi övben óceán hullámzik.

Egy valósághű sarki fény fotó (Wikipedia)

A kialakulásához a napszéllel érkező nagyenergiás részecskékre van szükség, amelyek bolygónk mágneses erővonalai mentén a légkörbe jutnak. Amikor azután a légkörben összeütköznek annak gázait alkotó részecskékkel, az energiájukat átadják, és ezzel gerjesztik, és fénykibocsátásra késztetik a gázokat.

A sarki fények színe, a légkörfényhez hasonlóan, a légköri gázokhoz köthető. A felszínhez legközelebb eső részen bíborszínű, ez a gerjesztett kétatomos nitrogénnek köszönhető, kb. 80-100 km magasságban. A középső, legtöbbet látott rész zöld, ez az atomi oxigén gerjesztéséből eredő, és 100-150 km szinten lévő oxigénnek köszönhető. A legfelül látható vörös árnyalat a 250-600 km magasságban lévő oxigénből származik, így, mivel hazánk földrajzilag távol van a sarki fénytől, legtöbb esetben csak ezt látjuk egy magyarországi sarki fény eseménynél. Egy korábbi sarki fény esemény hazai fotóit itt érdemes megnézegetni.

Frederick E. Church amerikai festőművész képe a sarki fényről. (Wikipedia)

A sarki fényekről az északi népek legendái, meséi is rendre megemlékeznek, és igazi kincsesbányák a sarkkutatók útleírásai. A végtelennek tűnő sarki éjszakában gyakran csak a sarki fények színesen lobogó szalagjai és oszlopai jelentettek változatosságot, és adtak némi fényt.

Hogy miként lehet ugyanazon elem eltérő színű sarki fény szülője? Az eltérő szintű gerjesztés miatt. Olyasmit képzeljünk el, mint egy kocsmai nézeteltérés: van egy szint, amíg az emberek csak csúnyákat kiabálnak egymásnak, de ha tovább fajul a nézeteltérés, össze is verekednek. Hasonló történik a légkörben is. Minden atomnak van egy ún. alapállapota, amelyből, külső energia hatására gerjesztett állapotokba kerülhet, a hozzáadott energiától függően különböző szintű gerjesztettség alakul ki. A gerjesztett állapot azonban kényelmetlen az atomok számára, ezért megszabadulnak a felvett energiától, a mi nagy szerencsénkre eközben az energiaszintjükre jellemző hullámhosszúságú (színű) fotont bocsátanak ki, így láthatunk mi például sarki fényt, de ugyanezen elven működnek a neoncsövek is. Visszatérve a kocsmai példához: a kiabálás hatására a “gerjesztett” kiabáló is csupán visszaüvölt valamit, ám, ha kap egy pofont, akkor azt fogja visszaadni.

Közelkép egy napfoltról. (NASA)

Azt talán tudjuk, hogy a sarki fény a naptevékenységhez kötődik, a napfoltminimum környékén kevésbé látványos és a sokkal inkább a sarkok közelében marad, míg a maximumkor közelebb húzódik az Egyenlítőhöz. Voltak extrém események a történelmi időkben is, amikor egészen délre jutott a sarki fény, mint például az 1859-es Carrington-esemény során, amikor óriási napkitörések sorozatát követően Kubában és Jamaikában is sarki fényt láttak (sőt, egy forrás szerint Kolumbiában, mindössze 8 fokra az Egyenlítőtől is). Szerencsére az ilyen események ritkák, ugyanis nemcsak a sarki fényeket hoznák magukkal, hanem a modern társadalmunk alapját képező technika azonnali összeomlását is. Többek közt ennek köszönhetően kutatják oly sokat a sarki fényeket és az őket létrehozó körülményeket, mert csak idő kérdése, hogy mikor válunk egy, a Carrington-eseményhez fogható napkitörés áldozataivá, és jó volna a technológiai összeomlást elkerülni.

A Starfish Prime kódjelű magaslégköri (400 km) nukleáris robbantás nyomán kialakult “sarki fény” a Csendes-óceánon, a Johnston-atoll felett, az Egyenlítőtől 16 fokra északra (Wikipedia)

Sarki fényt lehet mesterségesen is létrehozni, ezt az 1950-60-as években magaslégköri atomkísérletek segítségével érték el, bár nem a Hawaii partjain ámuldozók szórakoztatása volt a kísérletek célja…

A Jupiter sarki fényei UV tartományban ragyognak. (NASA / Hubble)

A sarki fények azok a légköri jelenségek, amelyekről jó ideje tudjuk, hogy más bolygókon is előfordulnak, a Jupiteren és a Szaturnuszon ultraibolya tartományú. Igazából csak annyi szükséges hozzá, hogy mágneses tere és némi légköre is legyen az adott bolygónak.

Érdemes tudni, hogy van sarki fény előrejelzés, amelyet különféle fizikai paraméterek alapján készítenek. Számos weboldal foglalkozik ezzel, de talán a spaceweatherlive foglalja össze legjobban. Ugyan időnként a hazai (bulvár)sajtóban is felröppen, hogy sarki fény várható, az esetek elsöprő többségében e hírek alaptalanok. A következő napfoltmaximumkor persze ismét lesz reális esély. Mire figyeljünk? Egyrészt igen nagy napkitörésre van szükség (X kategóriás) és az se baj, ha ebből egymás után, rövid időn belül több is van. Ha a beérkező napszél geomágneses háborgást kelt, akkor a KP index érje el a 8-9-es értéket. Számos tényezőtől függ, hogy egy napkitörés okoz-e jelentős (tőlünk is esélyes) sarki fényt, a részletekkel egy könyvet is meg lehetne tölteni, de a fenti két dolog alapvető.

 

Angolul: aurora, northern light, southern light

Szleng: sarki