لطالما سحرت البشر على مدى آلاف السنين انها ظاهرة الشفق القطبي من اجمل ظواهر الفيزياء، تحفة طبيعية من الألوان تظهر على شكل سماء ملونة بين الأخضر، الأرجواني، الوردي والأصفر، تقدم عرضًا ساحرًا ومثيرًا يسحر كل من يراه. ولكن ما هي الاسباب وراء هذه الظاهرة الطبيعية المبهرة؟
تعريف الشفق القطبي
الشفق القطبي Aurora، ظاهرة مضيئة من الغلاف الجوي العلوي للأرض تحدث بشكل أساسي في خطوط العرض العالية لنصفي الكرة الأرضية؛ يُطلق على الشفق في نصف الكرة الشمالي اسم الشفق القطبي Aurora Borealis ، أو الأضواء الشمالية Northern Lights ، وفي النصف الجنوبي من الكرة الأرضية الشفق الأسترالي Aurora Australis ، أو الأضواء الجنوبية Southern Lights .
أسباب ظاهرة الشفق القطبي
يحدث الشفق القطبي نتيجة تفاعل الجسيمات النشطة كالإلكترونات والبروتونات المكونة للرياح الشمسية مع ذرات الغلاف الجوي العلوي مرورا بالمجال المغناطيسي للأرض. يقتصر هذا التفاعل في الغالب على خطوط العرض العالية في المناطق البيضاوية الشكل التي تحيط بالأقطاب المغناطيسية للأرض وتحافظ على اتجاه ثابت إلى حد ما فيما يتعلق بالشمس. خلال فترات النشاط الشمسي المنخفض، تتحول المناطق الشفقية باتجاه القطبين. خلال فترات النشاط الشمسي المكثف، تمتد الشفق القطبي أحيانًا إلى خطوط العرض الوسطى تحدث ظاهرة الشفق القطبي عادةً على ارتفاعات تبلغ حوالي 100 كم (60 ميلاً)؛ ومع ذلك، فقد تحدث في أي مكان على ارتفاع يتراوح بين 80 و 250 كيلومترًا (حوالي 50 إلى 155 ميلاً) فوق سطح الأرض. فينتج عن هذه التفاعلات والاصطدامات بين الجسيمات الضوء الذي يبدو لنا متموجا ومتراقصا.
 |
| يولّد المجال المغناطيسي والتيارات الكهربائية على الأرض قوى مركبة تؤدي أيضا إلى حوث الشفق القطبي. المصدر :ESA/ATG medialab |
ترجع الاختلافات في اللون إلى نوع تصادم جزيئات الغاز، حيث أن اللون الأخضر المصفر الشائع ناتج عن جزيئات الأكسجين على ارتفاع 100 كيلومتر (60 ميلاً) فوق سطح الأرض، بينما ينتج عن الأكسجين الموجود على ارتفاعات عالية تصل إلى 320 كيلومترًا (200 ميل) جميع أنواع الشفق الأحمر. وفي الوقت نفسه، فإن التفاعلات بين الجسيمات المشحونة والنيتروجين تعطينا شفقًا أزرق أو أرجوانيًا.
الشفق القطبي في كواكب النظام الشمسي
بالإضافة إلى الأرض، فإن الكواكب الأخرى في النظام الشمسي التي لها أغلفة جوية ومجالات مغناطيسية كبيرة - مثل كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون - تعرف نشاطًا شفقيًا على نطاق واسع. كما تم رصد الشفق القطبي على قمر المشتري Io، حيث تحدت نتيجة تفاعل الغلاف الجوي لآيو مع المجال المغناطيسي القوي للمشتري.
 |
| شفق قطبي على القطب الجنوبي لزحل. مصدر الصورة NASA/ESA/STScI/A. Schaller. |
 |
| التقط تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا NASAهذه الصورة للشفق القطبي على المشتري باستخدام الأشعة فوق البنفسجية. |
أماكن مشاهدة الشفق القطبي
تقع الأماكن المثالية لمشاهدة الأضواء الشمالية عادةً في المناطق الجغرافية شمال خط العرض 60، وتشمل هذه المناطق ألاسكا، شمال كندا وغرينلاند وشمال روسيا. كما تقدم النرويج والسويد وفنلندا أيضًا نقاط مراقبة ممتازة. خلال فترات التوهجات الشمسية النشطة بشكل خاص، يمكن رؤية الأضواء جنوباً حتى قمة اسكتلندا وحتى شمال إنجلترا.
وقت مشاهدة الشفق القطبي
الأضواء الشمالية موجودة دائمًا، لكن الشتاء عادة ما يكون أفضل وقت لرؤيتها، بسبب انخفاض مستويات التلوث الضوئي والهواء النقي. تعتبر أشهر سبتمبر وأكتوبر ومارس وأبريل شهور الدروة لمشاهدة الشفق القطبي. من المعروف أن الأضواء أكثر إشراقًا ونشاطًا لمدة تصل إلى يومين بعد أن يكون نشاط الرياح الشمسية في أعلى مستوياته. تقوم العديد من الوكالات، مثل وكالة ناسا NASA والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي National Oceanic and Atmospheric Agency، بمراقبة النشاط الشمسي وإصدار تنبيهات حدوت الشفق القطبي.
إن معرفة السبب العلمي للشفق لم يجعله أقل إثارة الدهشة. في كل عام، يذهب عدد لا يحصى من الناس إلى مواقع لرؤية هده الأضواء الساحرة.
فيديو ناسا Nasa يظهر شفق القطب الشمالي كما يبدو من محطة الفضاء الدولية:
المراجع
تعليقات
إرسال تعليق