Φαντασμαγορικό show στον Ουρανό! |
Φανταστείτε τον εαυτό σας μια ξάστερη νύχτα στην ύπαιθρο, μακριά από τεχνητές πηγές φωτός. Κατά προτίμηση στην Ισλανδία, τη Γροιλανδία, τη Βόρεια Σκανδιναβία ή ακόμα στην Αλάσκα και το Βορειοανατολικό Καναδά, γύρω στον Μάρτιο ή τον Οκτώβριο. Στο βάθος, χαμηλά στον ορίζοντα, ένα αχνό φως τρεμοπαίζει. Σιγά σιγά το φως εξαπλώνεται. Κύματα φωτός υψώνονται στον ουρανό και αναμειγνύονται το ένα με το άλλο. Δίνουν την εντύπωση ότι κινούνται σαν να φυσά απαλό αεράκι. Τα φωτεινά κύματα σχηματίζουν μια τεράστια κουρτίνα στον ουρανό, όπου κυριαρχεί το πράσινο ή το κόκκινο χρώμα. Αυτό το μαγευτικό φωτεινό φαινόμενο καλείται "πολικό σέλας" -ή επικρατέστερα "βόρειο σέλας" (aurοra borealis)-, επειδή παρατηρείται συχνότερα στο Βόρειο Πόλο. Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν εμφανίζεται και στους δύο πόλους, απλά στο Νότιο (aurοra australis) παρουσιάζεται κυρίως σε ακατοίκητες περιοχές. Η ερμηνεία του φαινομένουΓια μεγάλο χρονικό διάστημα η ερμηνεία του φαινομένου παρουσίαζε δυσκολίες, ιδιαίτερα όσον αφορά στο σχηματισμό του. Η πρώτη μερική εξήγηση δόθηκε όταν παρατηρήθηκε συσχετισμός με την περιοδικότητα της ηλιακής δράσης. Αποδείχθηκε δηλαδή ότι οι μεταβολές του εντεκαετούς ηλιακού κύκλου συμπίπτουν με τις εμφανίση του φαινομένου. Οταν αργότερα έγινε δυνατή η μελέτη του Ηλιου με τη βοήθεια του φασματοσκόπιου, διαπιστώθηκε ότι ένα πολικό σέλας εμφανίζεται πάντα μετά την πάροδο πολλών ωρών από μια ηλιακή έκρηξη. Η αιτία του φαινομένου λοιπόν αναζητήθηκε στην ηλιακή ακτινοβολία. Ωστόσο, επειδή το ηλιακό φως χρειάζεται πολύ μικρό χρονικό διάστημα για να διανύσει την απόσταση Ηλίου-Γης, η έρευνα στράφηκε στις ατομικές ακτινοβολίες των σωματιδίων που εκτοξεύονται από τον Ηλιο με μικρότερη ταχύτητα, κάνοντας περίπου δύο μέρες για να φτάσουν στη Γη. Παρέμενε όμως το ερώτημα γιατί αυτά τα φωτεινά φαινόμενα εμφανίζονται μόνο στους πόλους και όχι ομοιόμορφα σε όλη τη γήινη επιφάνεια. Η παρατήρηση αυτή οδήγησε τελικά στο συμπέρασμα ότι πρόκειται για ηλεκτρικά φορτισμένα ιόντα (κυρίως πρωτόνια) και ηλεκτρόνια που έλκονται από το γήινο μαγνητικό πεδίο, το οποίο είναι εντονότερο στους πόλους. Ταυτόχρονα φαινόμενα με το σέλας,
και της ίδιας βασικής αιτιολογίας με αυτό, είναι
οι μαγνητικές καταιγίδες και οι ιονοσφαιρικές
διαταραχές της Γης. Το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα
έντονο όταν το μαγνητικό πεδίο του ηλιακού
ανέμου έχει συνιστώσα προς το νότο, ευνοώντας με
αυτό τον τρόπο τη δημιουργία γεωμαγνητικών
καταιγίδων και την εμφάνιση σέλαος. ΕμφάνισηΠαρατηρείται σε δύο ζώνες στο
βόρειο και νότιο ημισφαίριο (βόρειο και νότιο
σέλας) μεταξύ γεωγραφικών πλατών 75ο έως 60ο και
σπανίως σε μικρότερα πλάτη. Μια άλλη ενδιαφέρουσα πτυχή του
φαινομένου αφορά στα χρώματα που παρατηρούνται.
Για να καταλάβουμε από τι εξαρτώνται τα χρώματα
σε ένα πολικό σέλας, ας αναλογιστούμε τι
χαρακτηρίζει τη γήινη ατμόσφαιρα. Μπαίνοντας
στην ανώτερη ατμόσφαιρα, τα ηλεκτρικά φορτισμένα
σωματίδια συγκρούονται με διάφορα αέρια που
περιβάλλουν τη Γη. Αυτή η πρόσκρουση εκλύει
ενέργεια που βλέπουμε ως χρωματισμένο φως. Κάθε
αέριο όμως έχει το δικό του φως. Είναι σαν το
"αποτύπωμά" του, αφού κανένα αέριο δεν έχει
ίδιους χρωματισμούς με άλλο. Αυτή η χρωματική
μοναδικότητα κάθε αερίου, που εξαρτάται από το
μήκος κύματός του, καλείται φάσμα. Εκτός από χρώμα, όμως, το βόρειο
σέλας έχει και ήχο! 'Η τουλάχιστον έτσι
διατείνονται αρκετοί παρατηρητές του. Μέχρι τώρα
πάντως οι επιστημονικές απόπειρες καταγραφής
ήχου απέτυχαν να το αποδείξουν. Πώς όμως να
αγνοήσει κάποιος τις ατέλειωτες μαρτυρίες, που
πάνε αιώνες πίσω; Το πρόβλημα και στις δύο περιmώσεις είναι ότι, αν παραγόταν ήχος από το βόρειο σέλας, θα υπήρχε μεγάλη καθυστέρηση μεταξύ του οπτικού ερεθίσματος (της κίνησης) και του ακουστικού, όπως μεταξύ αστραπής και βροντής. Επίσης, ο αέρας ανάμεσα στο βόρειο σέλας και σε μας είναι τόσο αραιός, που δύσκολα μπορεί να μεταφέρει ήχους σε τόσο μεγάλη απόσταση. Η πιθανότερη εξήγηση είναι ότι ο ήχος παράγεται στο κεφάλι του παρατηρητή. Αυτό δεν σημαίνει ότι είναι
προϊόν της ψαντασίας του, αλλά ότι δημιουργείται
από "διαρροή" ηλεκτρικών ερεθισμάτων από τα
νεύρα που μεταφέρουν τα οπτικά μηνύματα από το
μάτι στον εγκέφαλο, προς το τμήμα του εγκεφάλου
όπου γίνεται η επεξεργασία των ήχων. Σέλας και καιρικά φαινόμεναΑξιοσημείωτος είναι ο
συσχετισμός του φαινομένου με κλιματολογικές
αλλαγές. Τα παλιά χρόνια η πρόβλεψη του καιρού
στις σκανδιναβικές χώρες βασιζόταν πολλές φορές
στο αν εμφανιζόταν το βόρειο σέλας. Στο
Λαμπραντόρ ισοδυναμούσε με καλό καιρό, ενώ στη
Γροιλανδία αποτελούσε σημάδι νότιων καταιγίδων
και ανέμων. Στη Βόρεια Νορβηγία το βόρειο σέλας
συνδεόταν με το ψύχος. Ανάμεσα στο 1645 και το 1715 υπήρχε
μικρή ηλιακή δράση και κατά συνέπεια το πολικό
σέλας εμφανιζόταν περιορισμένα. Αυτή η περίοδος
καλείται "ελάχιστος Maunder", από το όνομα του
υπευθύνου του παρατηρητήριου του Greenwich στην
Αγγλία, που ήταν ο πρώτος που κατέγραψε τη χαμηλή
δραστηριότητα. Αρκετά ερωτήματα γύρω από το συσχετισμό των δύο φαινομένων παραμένουν αναπάντητα, όπως το κατά πόσο η άνοδος της θερμοκρασίας είναι αποτέλεσμα της αυξημένης ηλιακής δράσης. Ωστόσο είναι γεγονός ότι το να απουσιάζει το βόρειο σέλας συνδέεται με την εμφάνιση περισσότερου κρύου στο Βορρά. Το πολικό σέλας δεν χαρακτηρίζει μόνο τη Γη. Ολοι οι πλανήτες που διαθέτουν μαγνητικό πεδίο και δέχονται βροχή από ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια παρουσιάζουν ανάλογα φαινόμενα - π.χ. ο Δίας, λόγω σωματιδίων που εκτοξεύονται από την Ιώ, ως αποτέλεσμα ηφαιστειακών εκρήξεων. Ομοίως ο Κρόνος, όπου μάλιστα καταγράφηκε και έκλυση υπεριώδους ακτινοβολίας κοντά στους πόλους. Αν θέλετε όμως να θαυμάσετε το βόρειο σέλας ζωντανά, οπλιστείτε με... χοντρά ρούχα και τύχη! Αυτό γιατί, όσο και να προχώρησε η επιστημονική έρευνα, η πρόβλεψη δεν είναι ακόμα εφικτή παρά μόνο λίγες μέρες πριν. Βέβαια ειδικά για την Αλάσκα οι στατιστικές καταγράφουν ότι, τουλάχιστον στις περιοχές Fairbanks και Nοme, το βόρειο σέλας είναι ορατό γύρω στις 200 μέρες το χρόνο. Επιπλέον, η ηλιακή δραστηριότητα βρίσκεται σε άνοδο αυτή την εποχή. Οσο για τους επίδοξους φωτογράφους, εφοδιαστείτε οπωσδήποτε με μηχανή που σας επιτρέπει μεγάλο χρόνο έκθεσης (περισσότερο από 1 0 δευτερόλεπτα), τρίποδο και... υπομονή! Το σέλας στην ιστορίαΚαταγραφές της εμφάνισης και
περιγραφές του σέλαος υπάρχουν από την
αρχαιότητα (503 π.Χ.) από 'Ελληνες, Κινέζους και
Κορεάτες. Το 1773 ο Κουκ (J. Cook) κατέγραψε την εμφάνιση σέλαος στο νότιο ημισφαίριο. Οι Κέλσιος (Α. CeΙsiυs) και Χαίρτερ (Η. Hjοrter) παρατήρησαν μεταβολές του γεωμαγνητικού πεδίου συγχρόνως με την εμφάνιση σέλαος. Ο Βενιαμίν ο Λέσβιος θεώρησε την εμφάνιση του σέλαος ως αποτέλεσμα της επίδρασης του παντοχοκινήτου (ρευστής ουσίας η οποία κατά τον Βενιαμίν «εκρέει» από όλα τα υλικά σώματα και προς όλες τις κατευθύνσεις) του 'Ηλιου με το αντίστοιχο της Γης, δίνοντας έτσι ουσιαστική ερμηνεία του φαινομένου (που είναι, όπως έχει ήδη αναφερθεί το αποτέλεσμα σύγκρουσης ηλεκτρονίων και πρωτονίων του ηλιακού ανέμου με τα άτομα και τα μόρια της ανώτατης γήινης ατμόσφαιρας). Το 1817 ο Μπιό (J. Biot), μετρώνταςτην πόλωση του φωτός του σέλαος, απέδειξε ότι αυτό (το φως) δεν είναι ανακλώμενο ηλιακό φως. Από τους πρωτοπόρους στην έρευνα
γύρω από το πολικό σέλας ήταν τρεις Νορβηγοί, οι
Lars Vegard, Kristian Birkeland και Carl Stormer. Ο Lars Vegard ήταν ο
πρώτος που κατέγραψε τα χρώματα με τα οποία
εμφανιζόταν το πολικό σέλας, το δε έργο του
συνέβαλε στην κατασκευή του Aurora οbserνatοry στο Tromsο. Επίσης πραγματοποίησε μια σειρά θεωρητικών υπολογισμών, ενώ τα ηλεκτρικά ρεύματα στην ανώτερη ατμόσφαιρα φέρουν ακόμα το όνομά του - λέγονται "Birkeland currents". Ο Carl Stormer συνέχισε από εκεί όπου σταμάτησε ο Birkeland, υπολογίζοντας τις τροχιές που πρέπει να ακολουθήσουν τα εκτοξευμένα από τον Ηλιο ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια από τη στιγμή που υφίστανται την επίδραση του γήινου μαγνητικού πεδίου. Βάσει μαθηματικών υπολογισμών, κατέληξε στο ότι γύρω από τη Γη υπάρχει μια περιοχή σαν ζώνη, όπου τα σωματίδια ανακλώνται από και προς τους πόλους. Αυτή η ζώνη επαληθεύτηκε αργότερα πειραματικά (με μετρήσεις δορυφόρων) από τον Αμερικανό James Van AIIen, παίρνοντας το όνομά του. Ο Stormer υπολόγισε επίσης την απόσταση ανάμεσα σε ένα πολικό σέλας και τη Γη σε 80-130 χλμ. κατά μέσο όρο, συγκρίνοντας φωτογραφίες πολλών εκδηλώσεων του φαινομένου με άλλες των αστεριών, χωρίς αυτό να αποκλείει ότι πολικό σέλας μπορεί να εμφανιστεί και σε τετραπλάσια απόσταση.
|
||||||
|