مفاهيم:‌ شفق قطبي چيست؟

واضح آرشیو وب فارسی:همشهری: مفاهيم:‌ شفق قطبي چيست؟
دانش > فضا - همشهري آنلاين:
شفق قطبي (aurora) كه به آن سپيده قطبي و نور قطبي هم مي‌گويند يكي از پديده‌هاي جوي بسيار زيباي كره زمين است. نورهايي بسيار زيبا و خيره‌كننده كه در آسمان حركت مي‌كنند و معمولا شكل‌هاي منحني‌مانندي دارند.

آسمان تابان مي‌شود و نقش‌هايي با رنگ‌ها و شكل‌هاي گوناگون در آن ديده مي‌شود. اين نقش و نگارهاي رنگين گاهي داراي شكل كمان يكنواخت است، گاهي ساكن است و گاهي تپنده. گاهي متشكل از شمار زيادي پرتو است با طول موج‌هاي متفاوت كه مانند پرده‌ها و نوارها در آسمان بازي مي‌كنند و پيچ و تاب مي‌خورند. رنگ درخشنده نورهاي از سبز مايل به زرد به سرخ و بنفش مايل به خاكستري تغيير مي‌كند.

زيبايي شفق، پديده‌اي كه برخي قبايل كانادايي به آن رقص ارواح مي‌گويند، چشم هر ناظري را به آسمان خيره مي‌كند.

اين نورهاي طبيعي زيبا كه در عرض‌هاي جغرافيايي نزديك به قطب ديده مي شوند، در سپيده‌دم قطبي قابل مشاهده هستند.

هر چقدر به قطب شمال نزديك ‌شويد با توجه به مجاورت با قطب مغناطيسي شمالي زمين احتمال بيشتري براي ديدن شفق قطبي وجود دارد. شهرهاي شمالي كانادا كه بسيار نزديك به قطب شمال هستند و ايسلند مناطقي مناسب براي رويت اين پديده‌اند.

شفق‌هاي قطبي در نزديكي قطب مغناطيسي شمالي ممكن است خيلي بالا باشد ولي در افق شمالي به صورت سبز بر افروخته و در صورت طلوع خورشيد به صورت قرمز كمرنگ ديده مي‌شوند. از ماه‌ سپتامبر تا اكتبر و همچنين از مارس تا آوريل بيشترين احتمال ديده اين پديده وجود دارد.

در قطب جنوب نيز اين پديده اتفاق مي‌افتد ولي فقط در جنوبي‌ترين عرض جغرافيايي قابل رويت است و گاهي اوقات در آمريكاي جنوبي و استراليا شفق مشاهده مي‌شود.

سپيده قطبي چگونه به وجود مي‌آيد؟

طبيعت و علت شفق قطبي زمان درازي به كلي پوشيده مانده بود و قرن‌ها بود كه در مورد اين پديده خيال‌پردازي مي شد.
اسكيموهاي ساكن در مناطق مختلف افسانه‌هاي جالبي در مورد سپيده قطبي داشتند.

گروهي معتقد بودند روح انسان‌هاي خوب پس از مرگ به منطقه‌اي از آسمان مي‌رود كه شفق قطبي در آن وجود دارد؛ جايي كه پر از نور و شادي است، از سرما و كولاك خبري نيست و شكار حيوانات در آن منطقه بسيار آسان است!

گروهي ديگر اعتقاد داشتند شفق نتيجه توپ‌بازي ارواح انسان‌ها در آسمان با جمجمه شير‌ماهي است و جريان‌هاي نور نشان دهنده كشمكش ارواح است!

سرخپوستان كاناداي شرقي و جنوب آلاسكا هم شفق قطبي را ارواح رقصان انسان‌ها در آسمان مي‌دانستند . در اين ميان گروهي از سرخپوستان شفق را نشانه جنگ و طاعون مي‌دانستند و عده‌اي در ميان اسكيمو‌ها براي دفاع از خود در برابر شفق باخود چاقو حمل مي‌كردند.

اما گذشته از همه اين افسانه‌ها، تحقيقات علمي در مورد سپيده قطبي از قرن 18 ميلادي آغاز شد و در طول اين سال‌ها نظريه‌ها در مورد اين پديده طبيعي به تدريج كامل شد. نظريه‌هايي كه از انتشار تعداد رصد‌هاي شفق قطبي، تهيه نقشه فراواني شفق در مناطق مختلف كره زمين، ثبت زمان وقوع اين پديده، اندازه‌گيري فاصله وقوع شفق از سطح زمين و ... آغاز شد و به بيان تئوري‌هايي در مورد چرايي اين پديده انجاميد.

كريستين بيركلند نروژي از نخستين افرادي بود كه با يك آزمايش علمي پديده شفق قطبي را شبيه‌سازي كرد. بيركلند يك توپ مغناطيسي را كه نماد زمين است در يك جعبه شيشه‌اي خلا آويزان كرد و پرتوهاي الكتروني را به آن تاباند . او از اين آزمايش نتيجه گرفت كه يك دسته پرتو الكتروني كه در مسير راست به طرف زمين مي‌آيند به دو قطب مغناطيسي آن متمايل مي شوند و دو حلقه نوراني در قطب‌ها به وجود مي‌آورند.

آزمايش بيركلند اين تئوري را پديد آورد كه شفق قطبي هم مي‌تواند از راهي مشابه اين به وجود آيد: « الكترون‌ها از لكه‌هاي خورشيدي سطح خورشيد خارج مي‌شوند و به سمت زمين مي‌آيند و توسط ميدان مغناطيسي زمين به طرف نواحي قطبي هدايت مي‌شوند و شفق مرئي را ايجاد مي‌كنند.»

اين تئوري به مرور توسط محققان ديگر تكميل شد. آلفون فيزيكدان سوئدي محققي بود كه نظريه ارتباط ميان طوفان‌هاي خورشيدي و شفق قطبي را مطرح كرد.

هميشه پاي يك خورشيد در ميان است

امروزه فرضيه مورد تاييد محققان در مورد پديده شفق قطبي به چند عامل وابسته است: خورشيد و ميدان مغناطيسي آن، بادهاي خورشيدي و جريان پلاسما، ميدان مغناطيسي زمين و جو زمين.

مطالعات و مشاهدات نشان مي‌دهند كه شدت ميدان مغناطيسي خورشيد در لكه‌هاي خورشيدي (نقاط تاريك بر سطح خورشيد كه دمايشان از دماي ساير نقاط سطح خورشيد كمتر است و كمتر تابش مي‌كنند) تقريبا هزار برابر شدت ميدان مغناطيسي در ساير نقاط است . بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت كه اختلالات ميدان مغناطيسي خورشيد عامل شكل گيري لكه‌ها است.

تعداد لكه‌هاي سطح خورشيد به طور متناوب تغيير مي‌كند. تعداد لكه‌ها تقريبا هر 11 سال ماكزيمم مي‌شود . اين دوره 11 ساله را چرخه لكه خورشيدي مي‌نامند.

زماني كه تعداد لكه‌هاي خورشيدي ماكزيمم است فعاليت سطح خورشيد بيشتر است، در اين حالت خورشيد را خورشيد فعال مي‌نامند. برعكس هنگامي كه تعداد لكه‌هاي خورشيدي مينيمم است فعاليت خورشيد كاهش پيدا مي‌كند و خورشيد آرام است.

چرخه لكه خورشيدي رابطه نزديكي با شفق قطبي دارد: شدت شفق قطبي هم مانند تعداد لكه‌هاي خورشيدي تقريبا هر سال يك‌بار ماكزيمم مي‌شود . با مقايسه نمودار فراواني لكه‌هاي خورشيدي و شفق قطبي مي‌توان به هم‌زمان بودن مينيمم و ماكزيمم‌شان پي برد بنابراين ديگر ترديدي در دخالت خورشيد در شفق قطبي باقي نمي‌ماند.

از سوي ديگر تاج خورشيدي كه دماي آن 2 ميليون درجه كلوين است به طور پيوسته جرياني از پلاسماي داغ و رقيق را در همه جهات در منظومه شمسي مي‌پراكند. پلاسما، گازي است كه از ذرات مثبت و منفي مانند الكترون و پروتون تشكيل شده است. به اين پلاسماي داغ و رقيق كه از خورشيد به اطراف جريان مي‌يابد باد خورشيدي مي‌گويند. شدت باد خورشيدي زماني كه خورشيد فعال است افزايش مي‌يابد. بادهاي خورشيدي دائما در اطراف زمين در جريان اند و مي‌توان گفت زمين در پلاسما غوطه‌ور است.

بادهاي خورشيدي ميدان مغناطيسي خورشيد را در سراسر منظومه شمسي گسترش مي‌دهند.

برخورد ذرات باردار پلاسماي خورشيدي با اتم‌ها و مولكول‌هاي جو زمين در لايه يونسفر جو موجب پديد آمدن شفق قطبي مي‌شود.

با برخورد ذرات بادهاي خورشيدي به مولكول‌هاي جو ، مولكول‌هاي جو تحريك مي‌شوند و انرژي دريافت مي‌كنند . الكترون‌ها كمي پس از برانگيخته شدن دوباره به حالت پايدار بر مي‌گردند و انرژي اضافه را به صورت تابش‌هاي مرئي يا نامرئي آزاد مي‌كنند.

تابش‌هاي مرئي شفق از روي زمين به راحتي قابل رويت هستند اما تابش‌هاي X و فرابنفش بايد از فضا ديده شوند چون جو زمين بسياري از تابش‌ها را جذب مي‌كند.

رنگ‌هاي متنوع شفق قطبي هم مربوط به تحريك شدن مولكول‌هاي متفاوت موجود در جو زمين است. همان‌طور كه مي‌دانيد نيتروژن و اكسيژن بيشترين قسمت جو زمين را تشكيل داده‌اند. رنگ‌هاي قرمز و سبز در شفق قطبي نتيجه تحريك شدن اكسيژن و رنگ‌هاي بنفش و آبي نتيجه تحريك شدن نيتروژن هستند.

به اين ترتيب هر سال ايالت آلاسكاي آمريكا و همچنين شمال‌غربي كانادا ميزبان گردشگران زيادي است كه به دنبال شفق قطبي راهي اين مناطق مي‌شوند.

سه|ا|شنبه|ا|11|ا|بهمن|ا|1390

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: همشهری]

[مشاهده در: www.hamshahrionline.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 255]