Солтүстік шамдардың жарқырауына не себеп болады

Түнгі аспан адамзатты ежелден-ақ өз құпиялары мен ерекше құбылыстарымен қызықтырып келеді. Табиғаттың ғажайып көріністерінің ішінде солтүстік шұғыласы ерекше орын алады, өйткені ол аспанды жасыл, қызыл және күлгін түстерге бояй алады. Ғасырлар бойы әртүрлі халықтар осы жарқыраған жолақтар мен толқындардың шығу тегін түсіндіруге тырысып, түрлі аңыздар ойлап тапқан. Бүгінде ғылым бұл таңғажайып құбылыстың пайда болу механизмін жеткілікті дәрежеде зерттеп шықты. Соған қарамастан оның сұлулығы әлі күнге дейін ғалымдарды да, қарапайым бақылаушыларды да таңғалдырып келеді.

Солтүстік шұғыласы дегеніміз не

Солтүстік шұғыласы — ғарыштан келетін зарядталған бөлшектердің әсерінен атмосфераның жоғарғы қабаттарында пайда болатын жарқырау.

Бақылаушыға ол қозғалып тұрған перде, толқын, сәуле немесе құбылып тұрған бұлт сияқты көрінуі мүмкін. Оның пішіні мен жарықтығы үнемі өзгеріп отырады, сондықтан аспанда тірі сурет бейнеленгендей әсер қалдырады.

Осыған ұқсас құбылыс Оңтүстік жарты шарда да кездеседі. Ол жерде оны оңтүстік шұғыласы деп атайды.

Күннің рөлі қандай

Бұл үдерістің негізгі көзі — Күн. Ол үздіксіз түрде қоршаған ғарыш кеңістігіне күн желі деп аталатын зарядталған бөлшектер ағынын таратады.

Күн белсенділігі артқан кезеңдерде мұндай бөлшектердің саны көбейеді. Соның нәтижесінде полярлық аймақтарда жарқын жарық көріністерінің пайда болу ықтималдығы жоғарылайды.

Әсіресе күшті шұғылалар күн жарқылы мен тәждік масса лақтыруларынан кейін байқалады. Осындай құбылыстар кезінде ғарышқа орасан зор көлемдегі зат пен энергия таралады.

Солтүстік шұғыласының қарқындылығына бірнеше күндік үдеріс әсер етеді:

• күн желі зарядталған бөлшектерді ғаламшарлар арасындағы кеңістік арқылы Жерге қарай тасымалдайды;
• Күн бетіндегі жарқылдар біздің ғаламшар маңына жететін энергия көлемін күрт арттыра алады;
• тәждік масса лақтырулары ғарышқа алып плазма бұлттарын шығарады, олар кейін Жердің магнит өрісімен әрекеттесуі мүмкін;
• Күн белсенділігінің циклдері жарқын шұғылалардың пайда болу ықтималдығын кезең-кезеңімен күшейтіп немесе әлсіретіп отырады.

Осының арқасында атмосфера шұғыланың пайда болуына қажетті энергияны тұрақты түрде алып тұрады.

Жердің магнит өрісі неліктен маңызды

Егер біздің ғаламшар магнит өрісіне ие болмағанда, зарядталған бөлшектердің басым бөлігі атмосфераға еш кедергісіз енер еді. Алайда магнитосфера қорғаныш қалқаны тәрізді қызмет атқарады.

Ол ғарыштан келетін бөлшектердің едәуір бөлігін кері бұрады. Сонымен қатар олардың белгілі бір бөлігі күш сызықтары бойымен полярлық аймақтарға бағытталады.

Сондықтан ең әсерлі жарық көріністері көбінесе солтүстік және оңтүстік ендіктерде байқалады. Дәл сол өңірлерде бөлшектер атмосфераның тереңірек қабаттарына ене алады.

Жарқырау қалай пайда болады

Жоғары энергиялы бөлшектер атмосферадағы атомдар мен молекулалармен соқтығысқан кезде энергия беріледі. Соның нәтижесінде ауа құрамындағы бөлшектер ерекше күйге өтеді.

Біраз уақыттан кейін олар қалыпты энергетикалық деңгейіне қайта оралады. Сол сәтте жарық түрінде энергия бөлінеді.

Бұл үдерісті төмендегі кезеңдер арқылы түсіндіруге болады:

1. Зарядталған бөлшектер Күннен Жер маңына қарай қозғалады. Олардың қозғалысына ғарыш кеңістігіндегі жағдайлар мен магнитосфераның ерекшеліктері әсер етеді.
2. Магнит өрісі ағынның белгілі бір бөлігін полярлық аймақтарға бағыттайды. Сол жерде атмосфералық бөлшектермен соқтығысу ықтималдығы артады.
3. Атомдар мен молекулалар қосымша энергия алады. Соның әсерінен олар қозған күйге өтеді.
4. Қалыпты күйге қайта оралған кезде жарық бөлінеді. Бақылаушылар аспандағы түрлі түсті жолақтар мен құбылыстарды дәл осы кезде көреді.

Барлық полярлық шұғылалардың негізінде осы механизм жатыр.

Әртүрлі түстер қалай пайда болады

Көпшілік солтүстік шұғыласы әрдайым жасыл түсте болады деп ойлайды. Шын мәнінде оның түстер палитрасы әлдеқайда бай.

Түс қандай атмосфералық бөлшектердің қатысатынына және әрекеттесу қай биіктікте жүретініне байланысты болады.

Ең жиі кездесетін түстердің шығу себептері мынадай:

• жасыл реңктер көбінесе шамамен жүз километр биіктіктегі оттегі атомдарының әсерінен пайда болады;
• қызыл түстер жоғарырақ қабаттардағы оттегінің қатысуымен қалыптасады;
• көк және күлгін реңктер азот молекулаларымен байланысты болады;
• әртүрлі үдерістердің қосылуы күрделі түстік ауысулар мен ерекше үйлесімдер түзуі мүмкін.

Сондықтан әрбір шұғыла өзінің қайталанбас көрінісімен ерекшеленеді.

Солтүстік шұғыласының пайда болуын болжауға бола ма

Қазіргі технологиялар бұл құбылыстың пайда болу ықтималдығын алдын ала бағалауға мүмкіндік береді. Ғалымдар Күннің жағдайын және күн желінің сипаттамаларын тұрақты түрде бақылап отырады.

Арнайы жерсеріктер зарядталған бөлшектер ағынының көрсеткіштерін өлшейді. Алынған деректер геомагниттік белсенділікті болжауға көмектеседі.

Соған қарамастан барлық ерекшеліктерді дәл болжау әлі де күрделі міндет болып қала береді. Ғарыштық ауа райы көптеген факторларға тәуелді және олардың барлығын алдын ала есептеу әрдайым мүмкін емес.

Солтүстік шұғыласы Күн мен Жер арасындағы байланыстың қаншалықты тығыз екенін көрсететін жарқын мысал болып табылады. Бұл құбылыс біздің ғаламшардың қоршаған ғарыш кеңістігімен үздіксіз әрекеттесіп жатқанын еске салады. Ғылым оның пайда болу механизмін түсіндіріп бергенімен, аспандағы түрлі түсті жарықтардың сұлулығы бұрынғыдай таңданыс тудырады. Полярлық аймақтардың үстінде жарқыраған шұғылалар көрінген сайын табиғат өзінің ең әсерлі көріністерінің бірін паш етеді.