AURORA POLARA.1

Aurora polară este un fenomen optic ce constă într-o strălucire intensă observată pe cerul nocturn în regiunile din proximitatea zonelor polare ca rezultat al impactului particulelor de vant solar cu campul magnetic terestru. Când apare în emisfera nordica, fenomenul e cunoscut sub numele de aurora boreală, termen folosit inițial de Galileo Galilei cu referire la zeita romana a zorilor, Aurora, și la titanul care reprezenta vânturile, Boreas. Apare în mod normal în intervalele septembrie-octombrie și martie-aprilie. În emisfera sudica, fenomenul poartă numele de auroră australă, după James Cook, o referinta directă la faptul că apare în sud.

Fenomenul nu este exclusiv terestru, fiind observat și pe alte plante din sistemul solar,precumJupiter, Saturn, Marte și Venus. Totodată, fenomenul este de origine naturală, deși poate fi reprodus artificial prin explozii solare sau în laborator.

Aurora apare în mod obișnuit atât ca o strălucire difuză cât și ca o cortină extinsă în spațiu orizontal. Câteodată se formează arcuri care își pot schimba forma permanent. Fiecare cortină este compusă dintr-o serie de raze paralele și aliniate pe direcția liniilor de câmp magnetic, sugerând faptul că fenomenul de pe planeta noastră este aliniat cu câmpul magnetic terestru. De asemenea, variabilitatea unor anumiți factori poate determina formarea de linii aurore de tonalități și culori diferite.

Aurora polară terestră e provocată de ciocnirea unor particule încărcate electric (de exemplu electroni) din magnetosfera cu atomi din straturile superioare ale atmosferei terestre, aflate la altitudini de peste 80 km. Aceste particule electrice au o energie de 1 până la 15 keV iar coliziunea lor cu atomii de gaz din atmosferă determină energizarea acestora din urmă. Prin fiecare coliziune o parte din energia particulei este transmisă atomului atins, într-un proces de ionizare, disociere și excitare a particulelor. În timpul ionizării, electronii se desprind de atom, care încarcă energie și determină un efect de ionizare de tip domino în alți atomi. Excitația rezultă în emisie, ducând atomul în stări instabile, dat fiind că aceștia emit lumină în frecvențe specifice când se stabilizează. Dacă procesul de stabilizare a oxigenului durează până la o secundă, azotul se stabilizează și emite lumină instantaneu. Acest proces, esențial în formarea ionosferei terestre, este comparabil cu cel ce stă la baza ecranului de televizor: electronii ating suprafața de fosfor, alterând nivelul de energie al moleculelor, fapt care rezultă în emisiunea de lumină.

În general, efectul luminos este dominat de emisiunea de atomi de oxigen în straturile superioare ale atmosferei (aproximativ 200 de kilometri de altitudine), care produce tonalitatea verde. Când se produc furtuni puternice, straturile inferioare ale atmosferei sunt atinse de vântul solar (la aproximativ 100 de kilometri altitudine), producând tonalitatea rosu închis prin emisiunea de atomi de azot (predominantă) și oxigen. Atomii de oxigen emit tonalități de culori variate, deși, de cele mai multe ori, se întâlnesc roșul sau verdele.

Fenomenul poate apărea și ca o luminescență ultravioleta, violeta sau albastra, datorată atomilor de azot, prima dintre acestea putând fi foarte bine observată din spațiu (dar nu de pe Pământ, pentru că atmosfera absoarbe razele UV). Satelitul NASA Polar a observat efectul în raze X, imaginile ilustrând precipitații de electroni de energie ridicată.

Interacțiunea între moleculele de oxigen și azot, ambele generatoare de tonalități ale culorii verde, creează efectul de „linie verde aurorală”. În același fel, interacțiunea dintre acești atomi poate produce efectul de „linie roșie aurorală”, deși mai rar și prezent în altitudini mai ridicate.

Planeta noastre este atinsă permanent de vanturi solare, fluxuri rarefiate de plasmacaldă (gaz de electroni liberi și cationi) emise de Soare în toate direcțiile, ca rezultat al temperaturii înalte a coroanei solare, stratul exterior al stelei. Pe durata furtunilor magnetice, fluxurile pot fi mai puternice, asemenea câmpului magnetic interplanetar apărut între două corpuri celeste, determinând conturbarea ionosferei în răspuns la furtuni. Asemenea tulburări afectează calitatea comunicațiilor radio sau a sistemelor de navigare, putând afecta astronautii din aceste regiuni, celulele solare ale sateliților artificiali, indicația busolelor și acțiunea radarelor. Acțiunea ionosferei este complexă și dificil de modelat, îngreunând prezicerea fenomenelor de acest tip.

Magnetosferaterestră este o regiune din spațiu dominată de câmp magnetic. Ea se constituie ca un obstacol în drumul vântului solar, cauzând dispersarea sa pe sensul de întoarcere. Lățimea sa este de aproximativ 190 000 Km, iar în timpul nopților o lungă coadă magnetică se extinde pe distanțe chiar și mai mari.

Aurorele sunt încadrate în general în regiuni cu format oval, apropiate polurilor magnetice. Când activitatea efectului este calmă, regiunea dispune de o dimensiune medie de 3 mii de kilometri, putând varia până la 4 sau 5 mii de kilometri când vânturile solare se intensifică.

Sursa de energie a aurorelor este dată de vanturile solare care circulă pe Terra. Atât magnetosfera  cât și vânturile solare pod conduce electricitatea. Este cunoscut faptul că dacă două conducatoare legate într-un circuit electric sunt introduse într-un camp magnetic, iar unul dintre ele se deplasează în jurul celuilalt, în circuit este generat un curent electric, Generatoarele electrice și dinamurile utilizează acest principiu, însă conductoarele tradiționale pot fi înlocuite de plasme sau chiar alte fluide. În acest context, vântul solare și magnetosfera sunt fluide conductoare de electricitate cu mișcare relativă, fiind astfel capabile să genereze curent electric, care produce efect luminos.

Cum polurile magnetice și geografice ale planetei noastre nu sunt aliniate, în același fel regiunile aurorale nu sunt aliniate cu polul geografic. Cele mai bune puncte de observație a aurorelor se găsesc în Canada pentru aurorele boreale și pe insula Tazmania sau în sudul Noii Zenlande pentru aurorele australe.