ألوان الشفق القطبي
تعتبر ظاهرة الشفق القطبي من أجمل الظواهر الطبيعية التي تحدث في القطب الشمالي من الأرض، وتنتج هذه الظاهرة بفعل اصطدام الجسيمات المشحونة في الرياح الشمسية مع ذرات الغلاف الجوي والأيونات، حيث تتسبب هذه الاصطدامات في إثارة إلكترونات ذرات الغلاف الجوي، التي عندما تعود إلى مستويات طاقتها الأصلية، تبعث ذراتها ضوءًا مرئيًا بأطوال موجية مميزة، يظهر على إثرها الشفق القطبي باللون الأخضر في الغالب، والقليل من اللون الوردي، وقد تأتي باللون الأحمر أو البنفسجي أو الأبيض إذا كانت قوية جدًا.[١][٢]
سبب ظهور الشفق القطبي بعدة ألوان
يعتمد لون الشفق القطبي على الطول الموجي للضوء المنبعث من الذرة عند عودة إلكتروناتها إلى مستويات طاقتها الأصلية، ويعتمد الطول الموجي على غاز الغلاف الجوي وحالته الكهربائية، وطاقة الجسيم المشحون في الرياح الشمسية، وبشكل أساسي، يتكون الغلاف الجوي من النيتروجين والأكسجين، حيث يكون غاز الأكسجين الذري الغاز المسؤول عن تكون اللونين الرئيسيين للشفق القطبي؛ اللون الأخضر (الطول الموجي 557.7 نانومتر) والأحمر (630.0 نانومتر)، أما النيتروجين فيتسبب في ظهور الشفق القطبي في درجات اللون الأزرق والأحمر الداكن.[٣][٤]
وبالرغم من أن ألوان الشفق القطبي في العادة صفراء مخضرة، ولكن في بعض الأحيان تتحول الأشعة الطويلة إلى اللون الأحمر في قممها، وعلى طول حوافها السفلية، وفي حالات نادرة، يمكن أن تضرب أشعة الشمس الجزء العلوي من الشفق لتكوين لون أزرق باهت، وفي حالات نادرة جدًا (مرة كل 10 سنوات)، يمكن أن يأتي الشفق القطبي باللون الأحمر الداكن من أعلاه إلى أسفله، كما يمكن أيضًا رؤية اللون الوردي في المنطقة السفلية من الشفق القطبي.[٣][٤]
بالإضافة إلى إنتاج الضوء، تنقل عملية اصطدام الجسيمات المشحونة في الرياح الشمسية مع ذرات الغلاف الجوي وأيوناته؛ الحرارة، ولكن يتم تبديد هذه الحرارة بواسطة الأشعة تحت الحمراء، أو يتم نقلها بعيدًا عن طريق الرياح القوية في الغلاف الجوي العلوي.
تأثير الارتفاع على ألوان الشفق القطبي
ينشأ الشفق القطبي بلونه الأخضر القوي على ارتفاعات تتراوح من 120 إلى 180 كم، ويظهر الشفق باللون الأزرق والبنفسجي في الغالب على ارتفاع أقل من 120 كم، أما اللون الأحمر، فيحدث على ارتفاعات عالية ومنخفضة، اعتمادًا على غاز الغلاف الجوي الذي تتفاعل معه الجسيمات المشحونة، وكثافته، وبشكل أساسي تعتمد الألوان على نسب الأكسجين والنيتروجين، وعلى مستوى النشاط الشفقي.[٣][٤]
شكل الشفق القطبي
يظهر الشفق القطبي على شكل ستائر من الأضواء، أو على شكل أقواس أو لولبية، ويعتمد شكل الشفق القطبي على مكان وجود الإلكترونات في الغلاف المغناطيسي، وعلى تسارعها في الغلاف الجوي، ولكن ما يزال هذا الموضوع مصدر جدل للعلماء، إذ لم يصل العلماء إلى سبب دقيق يكشف سبب ظهور الشفق القطبي بأشكاله المختلفة، حيث يمكن رؤية أشكال شفقية مختلفة إلى حد بعيد في ليلة واحدة.[١][٢]
المراجع
- ^ أ ب "Why the different colors?", nasa, Retrieved 14/5/2023. Edited.
- ^ أ ب "The Colors of the Aurora", nps, Retrieved 14/5/2023. Edited.
- ^ أ ب ت "What causes the colors of the aurora?", webexhibits, Retrieved 14/5/2023. Edited.
- ^ أ ب ت "What causes the different Aurora colours?", aurora-nights., Retrieved 14/5/2023. Edited.
