Aurora Borealis on hämmastav nähtus, mida leidub Maa põhja- ja lõunalaiustel. Seetõttu on õigem kutsuda virmalisi - polaartulesid. Sarnast nähtust võib leida ka meie süsteemi teistel planeetidel.
Mis on virmalised?
Virmalised on ilusad ülevoolud planeedi atmosfääri ülemistes osades. Tekib magnetosfäär, kuna see puutub sageli kokku tuule laetud osakestega. Esindab miljoneid minituled tuled, mis on taevas selgelt nähtavad. Need võivad olla erineva kuju, värvi, suurusega. Mõne sekundiga on taevas värvitud terve toonispektriga ja paistab paljude kilomeetrite jooksul. Sel ajal võib tunduda, et see on päev väljas.
Aurora hämmastas inimesi alati oma suurejoonelisusega. Mõned ebausklikud rahvad kardavad seda nähtust ja mõned lihtsalt imetlevad selle ilu.
Huvitav fakt: Arheoloogilised väljakaevamised näitavad, et muistsed inimesed vaatasid ka aurasid. Koobaste joonistused on umbes 30 tuhat aastat vanad.
Mihhail Lomonosov paljastas aurora borealise peamise põhjuse - see seisnes atmosfääri elektrivoolude koostoimimises. Planeedi atmosfääri langevad Päikese laetud osakesed interakteeruvad õhuga, mille järel ilmnevad maagilised tulede ülevoolud.
Planeet on laetud osakeste magnet, mis moodustab magnetvälja tänu metallisüdamikule. See atraktsioon meelitab kõiki laetud objekte ja suunab neid oma magnetpooluste poole. Põhja- ja lõunapoolkeral põrkub päikesetuul Maa atmosfääriga kokku, luues valguseks muutuva pinge, mis on virmalised.
Aatomid hakkavad järk-järgult rahunema, ilmub kerge fotofon. Kui elektronid kaotavad lämmastiku, on heleduse värvus sinine ja lilla. Kui lämmastik ei kaota midagi - punakas ja kui hapnik interakteerub elektroniga, ilmuvad rohelised ja punased toonid.
Vaated virmalistele
Virmalised jagunevad kahte põhitüüpi: hajuvad, diskreetsed.
Hajus
Hajus - atmosfääris näota sära kujul. Erinevalt punktist ei saa seda täieliku pimeduse korral isegi palja silmaga näha.
Punkt, diskreetne aurora borealis
Punkt, mida muidu nimetatakse diskreetseks, võib olla erineva heledusega. Näete x ainult hilisõhtul, sest päevasel ajal on need lihtsalt eristamatud. Venemaa põhjaosas nimetati seda nähtust põhjapooluseks ja igal aastal tuleb sinna palju turiste, kes soovivad seda nähtust jälgida.
Kuidas virmalised moodustuvad?
Aurora moodustumine on seotud valguse osakeste eraldumisega atmosfääri ülaosas. Hariduse kõrgus on umbes 80 kilomeetrit maapinnast. Kiirgus tekib tänu sellele, et lämmastiku ja hapniku väikseimad osakesed põrkuvad omavahel, omandades järk-järgult ergastatud oleku.
Kui kõik rahuneb, taastub elektron täielikult, moodustades valguskvante. Koostoime erinevate gaasi aatomitega põhjustab kuma muutumist erinevaks värviks.
Hapniku roll
Hapnik on kõige ebatavalisem element, kuna see naaseb algsesse olekusse, mis võtab vähem kui sekundi. Rohelise tule kiirgus ei kesta kauem kui kaks minutit, mille järel ilmub punane värv.
Seistes silmitsi teiste aatomitega, neeldub energia ja lakkab valguskiirgus. Selliseid kokkupõrkeid ei juhtu nii sageli, sest atmosfääri nendes osades on hapnikku väga vähe. Sagedamini tekivad kokkupõrked, kui liigute maapinnale lähemale, nii et punane kuma peatub maapinnale lähenedes ja roheline kaob täielikult pinna lähedalt.
Päikesetuule ja magnetosfääri roll
Pidevalt planeedi ümber liiguvad Päikese tuuled ümber planeedi - see kujutab punase kuuma plasma osakesed, mis tulevad Päikesest igas suunas. Tuul on tingitud miljonite kraadide päikesekroonist.
Päikesetuul läheneb planeedile kiirusega 400 km / s. Selle tihedus on umbes 5 iooni kuupsentimeetri kohta. Magnetvälja tugevust mõõdetakse Teslas, plasma puhul kahest kuni viieni. Kui Päikesel tekivad magnettormid, liigub plasma kiiremini. Planeetidevahelised magnetväljad ilmuvad Päikesele kohtades, kus tekivad päikesepunktid, päikesetuul levib jõujoonte abil kiiresti kosmosesse.
Maa magnetosfäär
Maa magnetosfääri teke on tihedalt seotud päikesetuulte mõjuga planeedi magnetväljale. Magnetosfäär hoiab ära päikesetuulte jõudmise Maale, häirib neid heas seisukorras ja lööb magnetlainete abil. Magnetosfääri laius on ligikaudu võrdne 30 maaraadiusega ja planeedi pimedal küljel suureneb see 200 raadiuseni. Plasmavool magnetosfääris suureneb tiheduse ja tuule turbulentsi suurenedes.
Lisaks planeedi risti kokkupõrkele magnetosfääriga võivad plasmavoolud liikuda üles ja alla. Nad kaotavad täielikult energia Aurora piirkondades, mistõttu ilmub kuma.
Kui sageli virmalised esinevad?
Seda esineb Venemaa, Põhja-Ameerika ja Alaska territooriumil. Ei pruugi esineda võrdselt sageli, periooditi on nende arv väga erinev. Virmaliste esinemine sõltub otseselt päikese aktiivsusest antud ajahetkel. Kord 11,5 aasta jooksul ilmuvad aurorad eriti sageli, pärast mida aktiivsus mõnevõrra kaob.
Huvitav fakt: Aurora levib normaalsetes tingimustes peamiselt kuni kolme tuhande kilomeetrini, päikesetormide ajal võib see arv väga suureneda ja Aurorad katavad tohutuid territooriume.
Miks virmalised tekivad?
Põhimõtteliselt saate virmalisi jälgida ainult Maa magnetiliste pooluste juures, nähtus näeb välja nagu rohe-punane kuma, mis pinnale lähenedes järk-järgult hämardub. Aurora borealis näitab, kuidas magnetväli antud hetkel välja näeb, samuti muutub ikke teatud intervallidega minutist mitme tunnini. Sageli ilmuvad aurorid pööripäeva lähedusse.
Aurora borealis on eriti hele neil hetkedel, kui päikesetuul puhub tugevamalt. Ioonid põrkuvad omavahel, pooluste ümber ilmuvad terved valgusringid. Aurora pole mitte ainult Maal, vaid ka teistel planeetidel. Ilmuvad hapnikuioonide kokkupõrke ja laetud tuule tõttu planeedi magnetosfääris, värvierinevused on seletatavad põrkuvate gaaside tüüpidega.
Päikese aktiivsuse mõju
Päikese ja aurora tegevuse vahelist seost kahtlustati esmakordselt 19. sajandi lõpus; pärast 70 aastat viidi läbi uued uuringud, tänu millele sai aurora olemus teada kõigile planeedi elanikele.
Erinevate gaaside laetud osakeste kohtumise tõttu tekib hõõgus. Päikese pinna temperatuur on umbes 6 tuhat, kuid selle kroon soojeneb miljonitesse Celsiuse kraadidesse. Ioonid põrkuvad äärmiselt intensiivselt, vabad positiivsed ja negatiivsed osakesed põgenevad Päikese atmosfäärist, lendades vabalt kosmosesse.
Tekkinud tuul siseneb Maa-lähedasse ruumi, kus neid liigub magnetväli Maa pooluste suunas. Meie planeet kaitseb meid päikesetuulte eest usaldusväärselt.
Kus on kõige sobivam koht virmaliste vaatlemiseks
Millises planeedi pooluses näete virmalisi?
Aurora borealis'e võib leida planeedi mõlemast poolusest.. See näeb välja nagu ebakorrapärane ellips, mille kese asub otse Maa magnetpooluste kohal. Teadlased leidsid, et aurorad peegeldavad teineteist täielikult Maa mõlemas pooluses. Mitte ainult kuju kordub täielikult, vaid ka suurus ja värv.
Kus on parem virmalisi vaadata?
Kuna nähtused esinevad eranditult magnetiliste pooluste lähedal, tuleks Auroraseid jälgida arktilise ringi piiridest väljaspool asuvatel aladel. Neid võib leida ka Gröönimaa lõunaosas, Islandil, Norras ja Siberis. Fenomene võib näha mõlemal poolusel, Antarktikas ja India ookeani lõunaosas.
Parim on nähtust jälgida pimedates piirkondades (valgustatud linnadest, maanteedest eemal), keelates täielikult kõik vidinad.
Kõige sobivam vaatlusaeg
Aurora on tsükliline nähtus, mille haripunkti täheldatakse iga 11 aasta tagant, nii et just sel perioodil jõuab päikese aktiivsus haripunkti. Eelmist haripunkti täheldati 2013. aastal ja järgmine saabub 2024. aastal.
Talv planeedi põhjapoolusel on parim vaatlusperiood. Sel ajal kestab päev väga vähe, kuid ööd on pikad ja pimedad. Parim aeg vaatamiseks on südaöö.
Virmaliste tekitatud helid
Spetsiaalsetel seadmetel saate aeg-ajalt fikseerida kiirguse tekitatavaid helisid. Need on mitmesugused mürad, nagu hüpik, tursk ja valge müra, need on väga lühikesed ja vaevalt tajutavad. Pikka aega ei suutnud teadlased helide olemasolu tuvastada - need ilmusid nii harva, et neid võis omistada seadme talitlushäiretele.
Heli on raske fikseerida - aurorid asuvad maa pinnast liiga kaugel. Soome ülikooli teadlased on müra olemasolu tõestanud, salvestades selle. Heli ilmus laetud osakeste ja gaaside vastastikmõju tõttu 70 meetri kõrgusel pinnast. Helid on äärmiselt haruldased, nii et pole nii palju õnnelikke inimesi, kes neid kuulda võiksid. Müra moodustumine on võimalik ainult kõrge päikese aktiivsuse korral rahuliku ilmaga ilma muude ärritajateta.
Millistes riikides ma virmalisi näen?
Kõige ilusamad on need aurorad, mida nähakse planeedi kõrgetel laiuskraadidel, Kanada Alaska aladel ja Põhja-Skandinaavia rahvaste piirkonnas. Täheldatud ka Gröönimaa lõunaosas. Enamikku virmalisi on täheldatud kõrge päikese aktiivsuse perioodil. Odavaim viis aurora nägemiseks on Murmanskis.
Kuidas Venemaal virmalisi näha?
Virmaliste nägemiseks peate olema valmis paljudeks olukordadeks. Tuleb mõista, et aurora ilmumise ootamine võib võtta kaua aega. Esitatakse ka unetuid öid, sest tulede nägemise võimalus on täpsemalt öösel. Pilves ilmaga on parem magama minna - virmalisi ei näe täpselt nagu taevas tähti.
Ilm ja asulate valgustus rikuvad suuresti kõiki plaane - kõige parem on linnast välja tulla. Kiirgus on sageli nõrk, linnatuled uputavad vaid selle ilu.
Jääkaru taga on eriti külmad ööd, seetõttu tuleks riideid valida targalt - külma asju kaasa võtta ei tohiks. Autos peab olema täiendavat bensiini, võite võtta termosed kuuma teega. Võite võtta ka küttepuid ja süütevedelikku, ehitada tule ja peesitada selles. Samuti saab kaalul romantilise õhtusöögi.
Venemaa territooriumil on virmalisi hea jälgida Arhangelski ja Murmanski piirkonnas, Komi Vabariigis, Taimõri poolsaarel ja Khibiny mägedes.
Kunstlik "virmalised"
Aurora sarnane hõõgus ilmnes pärast Ameerika Ühendriikide kaitseministeeriumi eksperimente tuumaplahvatustega atmosfääri ülemises osas juulis 1957 - detsembris 1958. Katsed viidi läbi Maa aurora ja kiirgusvöö uurimiseks.
Kiirtega vaarikaare kujulist sära märgati 1958. aasta augusti alguses Havai saartel ja Apia saare piirkonnas pärast 70 ja 40 km kõrgusel plahvatusi Vaikse ookeani keskel Johnsoni atolli kohal. Teist sarnast nähtust täheldati sama aasta augusti lõpus - septembris Atlandi ookeanis pärast operatsiooni Argus kolme plahvatust, mis tuiskas sadu kilomeetreid maapinnast. Punast sära märgati ka magnetvälja teises otsas - Assooridel.
Katsed on näidanud, et kümneid kilomeetreid maapinnast tuumaplahvatused ei põhjustanud mitte ainult gaaside eraldumist, vaid ka tõsiseid häireid atmosfääri magnetväljas ja ioniseeritud kihtides.
Kunstlikud aurorad olid põhjustatud elektronidest, mis moodustusid pärast b-lagunemist tuumaplahvatuse ajal. Need kõrge energiaga osakesed liiguvad tangentsiaalselt Maa magnetväljaga ja põhjustavad lämmastiku ja hapniku molekulidega kokkupõrkel ergastatud gaaside eraldumist atmosfääri ülaosas. Sellised piltide uurimised võimaldasid mõista aurorate ja nendega seotud loodusnähtuste ilmumise loomulikku mehhanismi.
Lisaks laetud osakestele põhjustab ülemise atmosfääri luminestsents stardirakettide mootoritest naatriumi ja kaaliumi heitkoguseid. Selle nähtuse mehhanism on aurorust kaugel ja looduslike põhjuste põhjustatud tavalisele õhu särale lähemal.
On ka teine atmosfääri kõrgete kihtide luminestsentsi inimtekkeline nähtus, mis on põhjustatud naatrium- või kaaliumgaasi eraldumisest rakettide poolt. Seda nähtust võib vastupidiselt kunstlikule aurorale nimetada kunstlikuks hõõgumiseks, kuna selle põhjused on lähedased põhjustele, mis põhjustavad õhu loomulikku kuma.
Virmalised ja legendid
Igasugused loodusnähtused hämmastasid iidseid inimesi, kuna neid ei uuritud. Aurorale omistati ka müstiline päritolu. Mõni põhjarahvas eeldas, et jumalad on nii õnnelikud ja et vaatlejad võivad õnne oodata. Mõni, vastupidi, ootas tulekahju jumalusest ainult hädasid. Erinevatel põhjapoolsetel rahvastel olid virmaliste kohta omad legendid.
Norra elanikud mainisid vikerkaare silda, mille kohal jumalad laskusid maa peale. Mõned on väitnud, et kiirgus tuleneb Valkyryde käes olevatest tuledest, peegeldades nende soomust ja moondudes hämmastavateks mustriteks. Teised soovitasid surnud tüdrukutel sedasi tantsida.
Soome rahvad uskusid, et kiirgus tuleb põletavast Ruzhu jõest, mis eraldab elavate ja surnute maailma.
Põhja-Ameerika territooriumil elavad eskimod uskusid, et sära võib põhjustada vile, ja eemaldati lihtsa kätega.
Alaskas elavad eskimod kartsid auru. Nad uskusid, et see toob kaasa ainult hädasid ja ebaõnne. Enne kiirguse ajal tänavale minekut võtsid kõik relvad kaasa. Samuti usuti, et tulede pikad vaatlused viivad hullumeelsuseni.
Võib-olla peaksime isegi draakonimüütide eest Aurorale tänulikud olema. Püha Georgi ja draakoni suurimat lahingut võiks seostada ka virmalistega.