Šiaurės pašvaistė

Visi kiti reiškiniai šioje viki yra nematomi, jei neskaitote diagramos. Aurora yra išimtis – vienintelis kosminio oro reiškinys, kurį galite stebėti stovėdami lauke. Tai taip pat yra tiesioginis ir pažodinis vykstančios geomagnetinės audros požymis, todėl jos išvaizda, spalva ir apimtis neša realią informaciją apie tai, kas tuo metu vyksta šalia Žemės esančioje erdvėje.

Kas yra Aurora

Aurora borealis (šiaurės pašvaistė) ir aurora australis (pietų pašvaistė) yra natūralūs šviesos reiškiniai, atsirandantys, kai įkrautos dalelės iš saulės vėjo arba CME nukreipiamos Žemės magnetinio lauko linijomis link polių, kur susiduria su deguonimi ir azotu viršutiniuose atmosferos sluoksniuose. Tie susidūrimai sužadina dujų molekules, kurios vėliau išskiria papildomą energiją regimosios šviesos fotonų pavidalu – tai ta pati fizika kaip neoniniame ženkle, tik maitinama saulės vėjo ir Žemės magnetinio lauko, veikiančio kaip greitintuvas.

Įprastomis sąlygomis ši veikla koncentruojasi žiedo formos srityje aplink kiekvieną magnetinį polių, vadinamoje auroriniu ovalu, kuris yra orientuotas pagal geomagnetinį, o ne geografinį polių, todėl geriausios reguliariai stebėti tinkančios vietos (Šiaurės Skandinavija, Islandija, Aliaska, šiaurinė Kanada) nėra tiksliai geografinėje platumoje.

Kodėl aurora turi skirtingas spalvas

Spalva priklauso nuo to, kurią dujų rūšį pataiko dalelės ir kokiame aukštyje, nes skirtingos dujos skirtingu atmosferos tankiu išskiria šviesą skirtingais bangų ilgiais:

Spalva Dujos Apytikslis aukštis
  • Žalia (dažniausia)  | Deguonis  | ~100–180 km
  • Raudona  | Deguonis  | Virš ~200–300 km
  • Mėlyna / violetinė  | Azotas  | Žemiau ~120 km
  • Rožinė / purpurinė  | Azotas  | ~100 km, tik per ekstremalias audras

Žalia spalva dominuoja daugelyje pasirodymų iš dalies todėl, kad deguonies tame aukštyje yra gausu ir jis reaguoja greitai (jo žalias spinduliavimas trunka tik apie 3 sekundes), o raudonas spinduliavimas iš aukščiau esančio deguonies trunka beveik dvi minutes – per tą laiką susidūrimai žemesniame aukštyje dažnai jau sunaudoja turimą energiją. Todėl raudona pašvaistė dažniausiai pasirodo per intensyviausias audras, kai pakankamai energingų dalelių prasiskverbia pakankamai giliai ir greitai, kad vienu metu apšviestų keletą aukščio juostų.

Kodėl aurora kartais pasiekia toli nuo polių

Aurorinis ovalas nėra fiksuotas – jis plečiasi link pusiaujo, didėjant geomagnetiniam aktyvumui, todėl Kp yra patikimiausias rodiklis, numatantis, kaip toli į pietus (arba šiaurę, pietų pusrutulyje) aurora gali būti matoma konkrečią naktį. Per 2024 m. gegužės G5 superaudrą ovalas išsiplėtė tiek, kad pašvaistė buvo matoma net Puerto Rike ir šiaurinėje Meksikoje – nepaprastas pasiekiamumas, palyginti su įprastu matomumu tik didelėse platumose ramesnėmis naktimis.

Vertas dėmesio yra susijęs, tačiau skirtingas reiškinys – stabili raudona aurorinė (SAR) lanka – difuzinis raudonas švytėjimas, kuris didelių audrų metu gali pasirodyti vidutinėse platumose dėl kitokio mechanizmo (energingos dalelės žiedinėje srovėje šildo viršutinę atmosferą iš vidaus, o ne tiesioginis dalelių kritimas), todėl ji ne visada turi struktūrines užuolaidas ir spindulius, paprastai siejamus su terminu „aurora“.

Aurora Borealis vs. Aurora Australis

Šie du reiškiniai yra veidrodiniai – juos sukelia tos pačios saulės vėjo dalelės, vienu metu nukreipiamos į priešingus magnetinius polius, todėl stipri geomagnetinė audra paprastai sukelia pasirodymus abiejuose poliuose vienu metu, matomus stebėtojams abiejuose pusrutuliuose tą pačią naktį. Tačiau jie nėra visiškai identiški: kadangi Žemės magnetinis laukas nėra visiškai simetriškas dipolis, du auroriniai ovalai gali šiek tiek skirtis forma, dydžiu ir laiku per tam tikrą įvykį.

Geriausios sąlygos stebėti

Be geomagnetinio aktyvumo, stebėjimui reikia tikrai tamsaus, giedro dangaus, atokiai nuo šviesos taršos, geriausia apie vidurnaktį, kai stebėtojo vieta sukasi tiesiai po auroriniu ovalu. Auroros aktyvumas taip pat turi nedidelį sezoninį polinkį į savaites aplink pavasario ir rudens lygiadienius, kai Žemės magnetinio lauko ir ateinančio saulės vėjo magnetinio lauko orientacija paprastai palankesnė efektyvesniam magnetiniam persijungimui.

Nustatyti padariniai

Pati aurora nėra pavojinga – tai matomas šalutinis tos pačios energijos produktas, kuris sukelia nustatytus, išmatuojamus padarinius, aprašytus šios viki skyriuje apie geomagnetines audras: elektros tinklų svyravimus, GPS pablogėjimą ir radijo trikdžius. Pagrindinė jos praktinė vertė yra realiu laiku vizualiai patvirtinti, kad audra, kurią kitaip matytumėte tik diagramoje, tikrai vyksta.

Aurora ir jautrumas kosminiam orui

Kadangi aurora ir galimas poveikis žmogaus sveikatai, aptartas šios viki skyriuose apie meteoropatiją ir cirkadinius ritmus, turi tą patį pagrindinį sukėlėją – geomagnetinius trikdžius – matomas pašvaistės pasirodymas iš esmės patvirtina, kad sąlygos, į kurias kai kurie žmonės teigia reaguojantys, tą naktį yra aktyvios, o ne atskiras reiškinys.

Kas sukelia šiaurės pašvaistę (aurora borealis) ir pietų pašvaistę (aurora australis)?
Pašvaistė susidaro, kai įkrautos dalelės iš saulės vėjo ar CME (koroninės masės išmetimo) yra nukreipiamos Žemės magnetinio lauko linijomis link polių, kur jos susiduria su deguonimi ir azotu viršutinėje atmosferoje ir išskiria perteklinę energiją kaip matomą šviesą.
Kodėl pašvaistė dažniausiai būna žalia?
Žalia spalva atsiranda iš deguonies maždaug 100-180 km aukštyje, kuris yra gausus ir greitai reaguoja, išskirdamas šviesą per maždaug 3 sekundes po susidūrimo. Deguonis aukščiau gamina raudoną, bet išspinduliuoti užtrunka beveik dvi minutes, todėl žalia yra dažniau matoma spalva.
Kaip toli į pietus (arba šiaurę) galima pamatyti pašvaistę?
Pašvaistės ovalas plečiasi link pusiaujo, didėjant geomagnetiniam aktyvumui (Kp). Per stipriausias audras, tokias kaip 2024 m. gegužės G5 įvykis, pašvaistė buvo matoma net Puerto Rike ir šiaurės Meksikoje, toli už įprastos aukštų platumų zonos.
Ar šiaurės pašvaistė (aurora borealis) skiriasi nuo pietų pašvaistės (aurora australis)?
Jas sukelia tos pačios saulės vėjo dalelės, vienu metu pasiekiančios priešingus magnetinius polius, ir jos iš esmės yra viena kitos veidrodiniai atvaizdai, nors dėl šiek tiek asimetriško Žemės magnetinio lauko abu reiškiniai gali šiek tiek skirtis forma, dydžiu ir laiku.
Kas yra stabili raudona pašvaistės (SAR) lankas?
SAR lankas yra difuzinis raudonas švytėjimas, kuris gali pasirodyti vidutinėse platumose per dideles geomagnetines audras. Jį sukelia žiedinės srovės dalelės, šildančios viršutinę atmosferą iš vidaus, o ne tiesioginiai dalelių susidūrimai, todėl jis atrodo kitaip nei tipiškos struktūruotos pašvaistės užuolaidos.
Kada geriausias laikas pamatyti pašvaistę?
Pašvaistę geriausia stebėti tamsiomis, giedromis naktimis maždaug vietiniu vidurnakčiu, esant aktyvioms geomagnetinėms sąlygoms (aukštesniam Kp), su nedideliu sezoniniu pagerėjimu pavasario ir rudens lygiadienių metu, kai saulės vėjo sąlygos palankesnės stipresniam magnetiniam persijungimui.