Hoe Auroras Werkt

{h1}

Een aurora is een licht fenomeen dat wordt veroorzaakt door zonnewinden die interageren met het aardmagnetisch veld. Meer informatie over auroras.

Als je aan het kamperen bent in de buurt van de grens tussen de Verenigde Staten en Canada of verder naar het noorden, kun je een griezelige gloed in de nachtelijke hemel zien. Soms kan het op schemering lijken. Op andere momenten kan het eruit zien als een gloeiend, dansend lint van licht. Het licht kan groen, rood, blauw of een combinatie van deze kleuren zijn. Wat u ziet, wordt het Noorderlicht, of gewoon een Aurora.

Auroras hebben verschillende dingen betekend voor verschillende culturen. De Vikingen dachten dat aurora's reflecties waren van het harnas van de mythische Walkuren. Voor de inheemse Eskimo's van Groenland en het nabijgelegen Canada waren aurora's mededelingen van de doden. Voor Amerikaanse Indianen waren het lampen van enorme kampvuren tot ver in het noorden. In de middeleeuwen waren aurora's voortekenen van oorlog of rampen, zoals de pest. Tegenwoordig weten we dat ze een licht fenomeen zijn dat wordt veroorzaakt door hoog-energetische deeltjes van de zonnewind van de zon die interageert met het aardmagneetveld. Het kennen van de fysieke reden voor aurora's doet echter zeker geen afbreuk aan deze prachtige natuurlijke lichtshows.

Omdat aurora's worden veroorzaakt door de interactie van zonnewinden met het magnetisch veld van de aarde, kun je ze het vaakst zien in de buurt van de polen, zowel noord als zuid. In het noorden heten ze aurora borealis, of Noorderlicht. Aurora is de naam van de Romeinse godin van de dageraad en "boreale" betekent "noord" in het Latijn. Op het zuidelijk halfrond worden aurora's genoemd zuiderlicht (Latijn voor "zuid").

Auroras volgen zonnecycli en komen vaker voor in de late herfst en het vroege voorjaar (oktober, februari en maart zijn de beste maanden om ze te zien). Rond de poolcirkel in Noord-Noorwegen en Alaska kun je ze bijna elke avond zien. Als je naar het zuiden reist, neemt hun frequentie af. Rond het zuiden van Alaska, Zuid-Noorwegen, Schotland en het Verenigd Koninkrijk kunnen ze ongeveer één tot tien keer per maand verschijnen. In de buurt van de grens tussen Verenigde Staten en Canada, kunt u ze twee tot vier keer per jaar zien. Een of twee keer per eeuw kunnen ze opduiken in de zuidelijke Verenigde Staten, Mexico en de equatoriale regio's.

Laten we aurora's van naderbij bekijken en bekijken waardoor ze ontstaan.

Hoe zien aurora's eruit?

Rode aurora borealis over Wrangell / St. Elia National Park in Alaska

Rode aurora borealis over Wrangell / St. Elia National Park in Alaska

Zoals we al zeiden, zien aurora's er anders uit. Ze kunnen eruit zien als een oranje of rode gloed aan de horizon - zoals een zonsopgang of zonsondergang. Soms kunnen ze worden aangezien voor vuren in de verte, zoals de Indianen dachten. Ze kunnen op gordijnen of linten lijken en 's nachts bewegen en golven.

Auroras kunnen groen, rood of blauw zijn. Vaak zullen ze een combinatie van kleuren zijn, waarbij elke kleur op een andere hoogte in de atmosfeer zichtbaar is.

  • Blauw en violet: minder dan 120 kilometer (72 mijl)
  • Groen: 120 tot 180 km (72 tot 108 mijl)
  • Rood: meer dan 180 km (108 mijl)

Na een bijzonder actief maximum voor de zon in de cyclus van de zon, kan de rode kleur verschijnen op hoogten tussen 90 en 100 km (54 tot 60 mijl).

Zuurstofionen stralen rood en geel licht uit. Stikstofionen stralen rood, blauw en violet licht uit. We zien groen in gebieden van de atmosfeer waar zowel zuurstof als stikstof aanwezig zijn. We zien verschillende kleuren op verschillende hoogten omdat de relatieve concentratie van zuurstof tot stikstof in de atmosfeer verandert met de hoogte.

Auroras kunnen in helderheid variëren. Mensen die regelmatig aurora's observeren en erover rapporteren, gebruiken over het algemeen een beoordelingsschaal van nul (zwak) tot vier (zeer helder). Ze zullen de aurora's tijd, datum, breedtegraad en kleuren opmerken en snelle schetsen maken van de aurora tegen de hemel. Dergelijke rapporten helpen astronomen, astrofysici en aardwetenschappers om aurora-activiteiten te volgen. Auroras kunnen ons helpen het magnetisch veld van de aarde te begrijpen en hoe het in de loop van de tijd verandert.

Omdat het magnetisch veld van de aarde driedimensionaal is, verschijnt de aurora als een ovale ring rond de paal. Dit is waargenomen van satellieten, het internationale ruimtestation en de spaceshuttle. Het is geen perfecte cirkel omdat het magnetisch veld van de aarde wordt vervormd door de zonnewinden.

De aororale ring kan in diameter variëren. Auroras kan tot ver in het zuiden worden gezien als de zuidelijke Verenigde Staten, maar niet vaak. Over het algemeen blijven ze in de buurt van de poolgebieden. Ze komen ook in paren voor - wanneer we een aurora borealis zien, is er een overeenkomstige aurora australis in het zuidelijk halfrond (lees waarom op de volgende pagina).

Doet aurora alleen op aarde?

Omdat aurora's worden veroorzaakt door de interacties van zonnewinden en zonnevlammen met de magnetische velden van een planeet, zou je denken dat ze ook op andere planeten zouden gebeuren. Wat je nodig hebt is:

  • Zonne-uitbarstingen en winden die de geladen deeltjes en energie verschaffen om te interageren met het magnetisch veld van een planeet
  • Een planetair magnetisch veld (waarschijnlijk van enige sterkte) dat elektronen uit de ruimte opsluit
  • Een planetaire atmosfeer die ionische gassen bevat die interageren met energetische elektronen uit het magnetisch veld en licht produceren door excitatie en ontspanning van hun elektronen

Dus met deze omstandigheden hebben we aurora's waargenomen op Jupiter en Saturnus. Beide planeten hebben krachtige magnetische velden en atmosferen met geïoniseerde gassen, voornamelijk waterstof en helium.

De Hubble-ruimtetelescoop ving beelden op van aurora's op Jupiter en de Cassini-sonde die in een baan rond Saturnus draait, heeft daar aurora's gefotografeerd. -

Wat veroorzaakt aurora's?

Illustratie van hoe zonnewinden de magnetosfeer van de aarde beïnvloeden

Illustratie van hoe zonnewinden de magnetosfeer van de aarde beïnvloeden

Aurora's zijn indicatoren van de verbinding tussen de aarde en de zon. De frequentie van aurora's correleert met de frequentie van zonneactiviteit en de 11-jarige cyclus van activiteit van de zon.

Terwijl het fusieproces plaatsvindt in de zon, spuwt het energetische deeltjes (ionen, elektronen, protonen, neutrino's) en straling in de zon. zonnewind. Wanneer de activiteit van de zon hoog is, zie je ook grote uitbarstingen genaamd zonnevlammen en coronal mass ejections. Deze hoogenergetische deeltjes en stralingen komen vrij in de ruimte en reizen door het zonnestelsel. Wanneer ze de aarde raken, ontmoeten ze het magnetisch veld.

De polen van het magnetisch veld van de aarde liggen dichtbij, maar niet precies op, de geografische polen (waar de planeet draait op zijn as). Wetenschappers geloven dat de vloeibare buitendiameter van de aarde ronddraait en het magnetische veld vormt. Het veld wordt vervormd door de zonnewind en wordt samengedrukt aan de kant die naar de zon is gekeerd (boog schok) en uitgetrokken aan de andere kant (magnetische staart). De zonnewinden creëren een opening in het magnetische veld van de polaire cusps. Polaire knobbels worden gevonden aan de zonnezijde van de magnetosfeer (het gebied rond de aarde dat wordt beïnvloed door het magnetische veld). Laten we eens kijken naar hoe dit leidt tot een aurora.

  1. Terwijl de geladen deeltjes van zonnewinden en fakkels het magnetisch veld van de aarde raken, reizen ze langs de veldlijnen.
  2. Sommige deeltjes worden afgebogen rond de aarde, terwijl anderen interageren met de magnetische veldlijnen, waardoor stromingen van geladen deeltjes in de magnetische velden naar beide polen gaan - dit is waarom er gelijktijdige aurora's zijn in beide hemisferen. (Deze stromen worden genoemd Birkeland stromingen naar Kristian Birkeland, de Noorse natuurkundige die ze ontdekte - zie zijbalk.)
  3. Wanneer een elektrische lading over een magnetisch veld snijdt, genereert deze een elektrische stroom (zie Hoe elektriciteit werkt). Naarmate deze stromen langs de veldlijnen in de atmosfeer afdalen, nemen ze meer energie op.
  4. Wanneer ze de ionosfeer regio van de bovenste atmosfeer van de aarde botsen ze met ionen van zuurstof en stikstof.
  5. De deeltjes beïnvloeden de zuurstof- en stikstofionen en brengen hun energie over naar deze ionen.
  6. De absorptie van energie door zuurstof- en stikstofionen zorgt ervoor dat elektronen in hen "enthousiast" worden en van energiezuinige naar hoogenergetische orbitalen gaan (zie Hoe Atomen werken).
  7. Wanneer de geëxciteerde ionen ontspannen, keren de elektronen in de zuurstof- en stikstofatomen terug naar hun oorspronkelijke orbitalen. In het proces stralen ze de energie opnieuw uit in de vorm van licht. Dit licht vormt het aurora, en de verschillende kleuren komen van het licht dat wordt uitgestraald door verschillende ionen.

Opmerking: de deeltjes die interageren met de zuurstof- en stikstofionen in de atmosfeer komen niet van de zon, maar waren eerder al gevangen door het magnetisch veld van de aarde. De zonnewinden en fakkels verstoren het magnetisch veld en plaatsen deze deeltjes in de magnetosfeer in beweging.

Raadpleeg de links op de volgende pagina voor meer informatie over aurora's.

Hoe weten we wat aurora's veroorzaakt?

In 1895 sprak een Noorse fysicus genaamd Kristian Birkeland de vraag aan wat de oorzaak is van aurora's. Birkeland geloofde dat aurora's werden veroorzaakt door elektronen uit de zon die interageerden met het magnetisch veld van de aarde. Om dit te testen, plaatste hij een bolvormige magneet genaamd a terrella in een vacuümkamer. Hij had ook een elektronenkanon in de kamer. Toen hij het geweer draaide, interageerden elektronen met het veld van de magneet en produceerden een kunstmatige aurora, ondersteunend zijn hypothese.

Birkeland's kunstmatige aurora liet niet de karakteristieke ovale ring zien. De aororale ring werd eigenlijk voorspeld door een Japanse afgestudeerde student genaamd Shun-ichi Akasofu in 1964. Hij onderzocht foto's van aurora's en concludeerde dat aurora's ringen waren. Waarom waren de aurora's van Birkeland dus niet ovaal? Birkeland dacht dat de elektronen die de zuurstof- en stikstofionen opwekten rechtstreeks uit de zon kwamen. Pas toen satellieten aurora gingen bestuderen en de magnetosfeer meten, kwamen wetenschappers erachter dat de elektronen uit de magnetosfeer zelf kwamen. Toen dit idee in wiskundige modellen werd geplaatst, konden aurorale ringen worden verklaard.

WordsSideKick.com artikelen

  • Hoe de zon werkt
  • Hoe de aarde werkt
  • Hoe Atomen werken
  • Hoe licht werkt
  • Hoe magneten werken
  • Hoe elektriciteit werkt
  • Hoe de Hubble-ruimtetelescoop werkt
  • Hoe sterrenstelsels werken
  • Hoe de Melkweg werkt
  • Hoe de maan werkt


Video Supplement: Aurora werkt de bal weg..




Onderzoek


De Helft Van Het Great Barrier Reef Verloren In De Afgelopen 3 Decennia
De Helft Van Het Great Barrier Reef Verloren In De Afgelopen 3 Decennia

Is Er Een Verband Tussen Intelligentie En Geestesziekte?
Is Er Een Verband Tussen Intelligentie En Geestesziekte?

Science Nieuws


Ouders Geven Onnodige, Schadelijke Koude Medicijnen
Ouders Geven Onnodige, Schadelijke Koude Medicijnen

Kan Een Pil De Libido Van Een Vrouw Vergroten? 5 Dingen Die Van Invloed Zijn Op Vrouwelijke Geslachtsdrift
Kan Een Pil De Libido Van Een Vrouw Vergroten? 5 Dingen Die Van Invloed Zijn Op Vrouwelijke Geslachtsdrift

Waarom Giraffes Niet Duizelig Worden
Waarom Giraffes Niet Duizelig Worden

1 Op De 3 Gevallen Van Dementie Kan Worden Voorkomen Door Gezondere Leefstijlen
1 Op De 3 Gevallen Van Dementie Kan Worden Voorkomen Door Gezondere Leefstijlen

Beste Anticonceptie Voor Tieners: Implantaten, Spiraaltjes
Beste Anticonceptie Voor Tieners: Implantaten, Spiraaltjes

WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com