تعتبر الأضواء الشمالية واحدة من أجمل الظواهر الطبيعية في العالم، لكن الكثير من الناس لا يعرفون كيف تحدث.
وتظهر الأضواء المذهلة في نصف الكرة الشمالي باسم “Aurora borealis” وفي نصف الكرة الجنوبي باسم “Aurora australis”. وهي تظهر في المقام الأول في المناطق القطبية، ولكن أيضًا على كواكب أخرى وأحيانًا حتى في ألمانيا.
الرياح الشمسية، والتي تتكون من البلازما، أي الأيونات والإلكترونات بشكل رئيسي، هي المسؤولة عن تشكيل الأضواء الشمالية. وتوزع الشمس ما يقرب من مليون طن من البلازما في الثانية في جميع أنحاء نظامنا الشمسي، وتصل إلى الأرض بعد يومين.
وهناك تضرب الرياح الشمسية المجال المغناطيسي للكوكب فتضغطه قليلاً، لكنها لا تستطيع الوصول إلى الغلاف الجوي.
بدلًا من ذلك، تهاجر الجسيمات على طول خطوط المجال المغناطيسي للأرض إلى الدوائر القطبية، نظرًا لأن الخطوط هناك متعامدة مع سطح الأرض. وهناك تتمكن ذرات البلازما المنقسمة من اختراق الغلاف الجوي، حيث تلتقي بذرات الأكسجين والنيتروجين الموجودة في الهواء.
عندما تتصادم الذرات، ترتفع مستويات الطاقة في ذرات الأكسجين والنيتروجين. وهذا يعني أن الجزيئات لديها طاقة أكثر من اللازم. يتم إطلاق هذه الطاقة الزائدة على شكل ضوء.
وبحسب قوة الرياح الشمسية تظهر الأضواء بأشكال مختلفة. وفقًا لتصنيف فالانس-جونز، يمكن أن تكون هذه، على سبيل المثال، كورونا (أشعة على شكل حلقة) أو ستائر أو أقواس أو أشرطة.
يمكن أن يتخذ الشفق ألوانًا مختلفة، اعتمادًا على الارتفاع الذي تشكل فيه والذرة المتأثرة التي تصطدم بها البلازما.
تنبعث ذرات الأكسجين المثارة على ارتفاع 100 كيلومتر من الضوء الأخضر ومن الأفضل رؤيتها بالعين البشرية.
ذرات الأكسجين التي تضرب البلازما على ارتفاع 200 كيلومتر تنبعث منها ضوء أحمر. وهذا هو الحال في أوروبا، على سبيل المثال، بما في ذلك ألمانيا.
من ناحية أخرى، من الصعب جدًا إثارة ذرات النيتروجين بالبلازما. ولذلك فإن الظواهر المضيئة باللون الأزرق أو البنفسجي التي تنبعث من هذا الاتصال نادرة إلى حد ما.
