¿Qué son las auroras?
Las auroras son diversas, coloridas y de diferentes formas. Son tan hermosas que ningún fenómeno de la naturaleza puede igualarlas. Sería difícil para cualquier objetivo capturar esa luz deslumbrante e impredecible en el frío aire polar.
La aurora a veces aparece por un corto tiempo, como fuegos artificiales navideños que cruzan el cielo y desaparecen sin dejar rastro, a veces brilla en el cielo durante varias horas, a veces parece una cinta; bola de fuego, a veces como una pantalla gigante de colores; algunos colores son variados e infinitos; algunos son simplemente de color blanco plateado, como algodón, solidificados; algunos son extremadamente brillantes, cubriendo el brillo de las estrellas y la luna; . Ligeros, como un montón de musgo; algunos tienen una estructura simple, como un arco curvo, mostrando un tono verde claro y rojizo; algunos son como sedas o cintas de colores lanzadas al cielo, volando hacia arriba y hacia abajo; pañuelos, que fluyen con ellos, mostrando púrpura y carmesí; a veces la aurora aparece en el horizonte, como la luz de la mañana; a veces la aurora es tan brillante como una camelia, a veces la aurora se junta como una cortina; Dispara muchos rayos, como un orgulloso pavo real, volando con alas de mariposa.
Durante siglos, este ha sido un misterio celestial que la gente ha especulado y explorado. En el pasado, los esquimales creían que se trataba de la antorcha de fantasmas y dioses que guiaba las almas de los muertos al cielo. En el siglo XIII, la gente pensaba que era la luz reflejada por la capa de hielo de Groenlandia. Hasta el siglo XVII, la gente llamaba a la aurora boreal Amanecer Ártico (la misma luz que se ve en el Polo Sur se llama Aurora Australis).
Con el avance de la ciencia y la tecnología, el misterio de la aurora se va revelando poco a poco. Resulta que este hermoso paisaje es obra de la cooperación entre el sol y la atmósfera. Entre las diversas formas de energía creadas por el sol, como la luz y el calor, existe una energía llamada "viento solar". El viento solar, una poderosa corriente de partículas subatómicas cargadas expulsadas del sol, puede cubrir la Tierra. El viento solar fluye alrededor de la Tierra e incide en el campo magnético terrestre a una velocidad de unos 400 km/s. El campo magnético terrestre tiene forma de embudo y sus puntas miran hacia los polos norte y sur de la Tierra. por el sol se depositan a lo largo del "embudo" del campo magnético terrestre, hacia las regiones polares de la Tierra. La atmósfera superior en los polos es bombardeada por el viento solar y emite luz formando auroras. Las que se forman en la región antártica se llaman auroras australes y las que se forman en la región ártica se denominan auroras boreales.
Científicamente, la zona con una latitud geomagnética inferior a 45° se denomina zona de microauroral. La altura límite inferior de la aurora está a menos de 100 km del suelo y la altura luminosa máxima es de unos 1100 km. El límite máximo normal es de unos 300 km y, en casos extremos, puede alcanzar más de 1000 km. Según estudios recientes sobre la distribución de las auroras, la forma de las auroras no es la de un anillo centrado en el polo geomagnético, sino más bien la de un óvalo. El rango de la línea espectral de la aurora es de aproximadamente 3100 ~ 6700 angstroms. La línea espectral más importante es la línea verde del átomo de oxígeno a 5577 angstroms, que se llama línea verde de la aurora.
En 1890, cuando el físico noruego Birkeland analizó las causas de las auroras, creía que el sol, que se encuentra a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, irradia puntos materiales hacia la Tierra de forma casi continua. Sin embargo, hay un campo magnético que cubre la Tierra a una distancia de 50.000 a 65.000 kilómetros de la Tierra. Cuando las partículas del Sol son bloqueadas por este campo magnético, se propagan por la Tierra en busca de huecos para perforar. Como resultado, aproximadamente el 65.438+0% de las partículas penetran en la atmósfera cerca del Polo Norte Magnético. Cada partícula solar contiene una carga eléctrica igual a 1.000 voltios. Encuentran átomos y moléculas compuestos principalmente de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera superior, a 100 kilómetros de distancia. Cuando los átomos absorben parte de la energía contenida en las partículas solares, liberan inmediatamente la energía, produciendo una luz extremadamente intensa. El oxígeno emite luz verde y roja, mientras que el nitrógeno emite luz violeta, azul y algo de rojo intenso. Estos coloridos colores crean una hermosa y espectacular escena de aurora.
Actualmente, muchos científicos están realizando investigaciones en profundidad sobre la aurora. Las auroras que vemos son causadas principalmente por electrones en corrientes de partículas cargadas. Además, el color y la intensidad de la aurora también dependen de la energía y del número de partículas que caen. Para utilizar una metáfora vívida, se puede decir que la actividad de las auroras es como una transmisión televisiva en vivo de la actividad magnetosférica. Las partículas que caen son los haces de electrones del televisor, la atmósfera terrestre es la pantalla del televisor y el campo magnético terrestre es el haz de electrones que guía el campo magnético. De esta televisión natural los científicos han obtenido mucha información sobre la magnetosfera y la actividad electromagnética en el espacio solar y terrestre.
Las auroras no sólo son hermosas, sino que también arrojan tanta energía a la atmósfera terrestre como la capacidad combinada de las centrales eléctricas del mundo. Esta energía a menudo confunde las señales de radio y radar. La fuerte corriente generada por la aurora también puede acumularse en líneas telefónicas de larga distancia o afectar la propagación de microondas, provocando que parte o la totalidad de la corriente del circuito se "fugue", e incluso interfiera gravemente en las líneas de transmisión, provocando que algunas zonas se queden temporalmente perder el suministro eléctrico. Hasta ahora, nadie sabe exactamente por qué se producen las auroras, pero en general se piensa que son el resultado de pequeñas partículas de alta energía del sol que se desvían cuando se bloquea el campo magnético de la Tierra. Uno es el brillo producido por la colisión de partículas de alta energía del sol con átomos de oxígeno y nitrógeno en la atmósfera exterior de la Tierra bajo la influencia del campo magnético terrestre. El sol tiene un ciclo muy activo cada 11 años, emitiendo grandes cantidades de partículas de alta energía al espacio. Cómo utilizar la energía generada por la aurora en beneficio de la humanidad es una misión importante en la comunidad científica actual.
Debido a que las luces de la ciudad y los edificios altos en el horizonte pueden bloquear nuestra visión de la luz, las mejores vistas de la aurora solo se pueden observar en áreas abiertas del campo. En Churchill, Canadá, se puede ver la aurora 300 noches al año; en Florida, Estados Unidos, sólo se puede ver unas cuatro veces al año en promedio. La mayoría de las auroras aparecen entre 90 y 130 kilómetros sobre la Tierra, pero algunas están mucho más arriba. En 1959, la aurora boreal medía una altura de 160 km y una anchura de más de 4.800 km.
No existe un requisito de latitud absoluta para ver la aurora, porque se pueden ver auroras fuertes en el centro y sur de China, pero es muy raro. Pero, en general, China está en desventaja a la hora de observar auroras porque el Polo Norte Magnético está inclinado hacia el continente norteamericano, por lo que también está a 40° de latitud norte. La latitud magnética de Pittsburgh en los Estados Unidos es mucho mayor, y la posibilidad. de ver auroras es mucho mayor que en Beijing.
La Aurora es tan hermosa, ¿es única en la Tierra? En el pasado, los científicos utilizaron el Telescopio Espacial Hubble de la NASA para tomar fotografías accidentalmente de las auroras de Júpiter. Sin embargo, utilizando el telescopio infrarrojo del Observatorio del Sur de Europa, los científicos pueden observar más claramente las auroras de Júpiter y la neblina sobre el Polo Norte.
Los científicos señalan que las auroras se encuentran alrededor del eje magnético de Júpiter, y estas neblinas se encuentran alrededor del eje de rotación de Júpiter, pero debajo de los anillos polares. El humo se ve afectado por los vientos zonales de Júpiter, que se mueven en la misma latitud. Los científicos creen que la rápida rotación de Júpiter, de 10 horas de duración, también afectará al movimiento del humo sobre los polos.
Se ha observado que el brillo de la aurora también varía mucho, desde el brillo de la nebulosa de la Vía Láctea que apenas era visible hasta el brillo de la luna durante la luna llena. Cuando aparecen auroras intensas, se pueden ver los contornos de los objetos en el suelo e incluso se pueden reflejar las sombras de los objetos. Por supuesto, lo más conmovedor son, por supuesto, las maravillosas y cambiantes vistas provocadas por el movimiento de la aurora. Cuando describimos cómo las cosas cambian rápidamente, solemos decir: "En un abrir y cerrar de ojos, una gallina vieja se convierte en un pato". La aurora es realmente así: convierte tu mano en nubes y tu mano en lluvia, impredecible, Y todo esto suele suceder en cuestión de segundos o minutos. El movimiento y los cambios de la aurora son un vívido drama escenificado por la naturaleza, la maestra de la magia. Con el cielo como escenario, hay cientos de metros arriba y abajo, e incluso un cinturón de auroras de casi 10.000 kilómetros de largo. Esta magnífica escena natural parece tener un toque de espíritu mágico y es bastante misteriosa.
Lo sorprendente es el color de la aurora, que ya no se puede describir como colorido. En última instancia, su apariencia original no es más que rojo, verde, morado, azul y amarillo, pero la naturaleza, la súper pintora, utiliza habilidades magníficas para convertir las sombras y la luz y la oscuridad ocultas en un caleidoscopio. Según estadísticas incompletas, hay más de 160 tonos de auroras que se pueden distinguir claramente.
La noche del 6 de abril de 2000 apareció una aurora en el norte de Europa y América. Las auroras ya han aparecido en el hemisferio norte de la Tierra, incluso en Florida, en el sur de Estados Unidos, y en el centro-sur de Alemania. Esa noche, luces rojas, azules y verdes llenaron el cielo nocturno y la escena fue muy espectacular. Aunque se trata de una rara bendición, la repentina aparición de colores brillantes en el cielo, que antes era suave, ha provocado pánico en muchas zonas. Según Kaminski, director del Observatorio de Bochum en Alemania, esa noche continuaron las llamadas a la comisaría de policía y al observatorio en la región alemana de Renania del Norte, y algunas personas incluso sospecharon que se había producido otra fuga de gas. Este fenómeno de auroras fue descubierto por la nave espacial ACE, que observó el sol a una altitud de 160 km y emitió una advertencia. A las 0:30 horas del 7 de abril, hora de Beijing, la nave espacial ACE descubrió un viento solar. Unas poderosas partículas cargadas se aceleraron repentinamente de 375 kilómetros por segundo a 600 kilómetros por segundo. Al llegar al borde exterior de la atmósfera terrestre, se nos muestra un raro milagro de la naturaleza.
Viento solar
El viento solar es una corriente de partículas supersónicas cargadas de plasma emitidas desde la atmósfera superior de una estrella. Cuando no es el sol, esta corriente de partículas cargadas a menudo se denomina "viento estelar".
El viento solar es un flujo de plasma continuo proveniente del sol y que se mueve a una velocidad de 200 ~ 800 km/s. Aunque este material es diferente del aire de la Tierra, no está compuesto de moléculas de gas. , pero formados por partículas elementales más simples, como protones y electrones, son un nivel más pequeños que los átomos, pero cuando fluyen el efecto es muy similar al de las corrientes de aire, por eso se le llama viento solar.