Aurora, a Föld felső légkörének fényes jelensége, amely elsősorban a két félteke magas szélességein fordul elő; a sarki fényt az északi féltekén aurora borealisnak, aurora polarisnak vagy északi fénynek, a déli féltekén pedig aurora australisnak vagy déli fénynek nevezik.
NASA/Johnson Space Center/Earth Sciences and Image Analysis Laboratory
A brief treatment of auroras follows. For full treatment, see ionosphere and magnetosphere.
Auroras are caused by the interaction of energetic particles (electrons and protons) of the solar wind with atoms of the upper atmosphere. Ez a kölcsönhatás nagyrészt a magas szélességekre korlátozódik, a Föld mágneses pólusait körülvevő, a Naphoz képest többé-kevésbé állandó tájolást fenntartó ovális alakú zónákban. Alacsony naptevékenység idején a sarki fényzónák a pólus felé tolódnak. Az intenzív naptevékenység időszakaiban a sarki fény időnként a középső szélességi körökre is kiterjed; a sarki fényt például az Egyesült Államokban egészen a 40°-os szélességi kör déli részére is megfigyelték. A sarki fény kibocsátása jellemzően körülbelül 100 km (60 mérföld) magasságban jelentkezik, de a Föld felszíne felett 80 és 250 km (kb. 50 és 155 mérföld) között bárhol előfordulhat.
NASA
NASASee all videos for this article
Auroras take many forms, including luminous curtains, arcs, bands, and patches. Az egységes ív a sarki fény legstabilabb formája, néha órákig fennmarad észrevehető változás nélkül. Egy nagy látványosság során azonban más formák is megjelennek, amelyek általában drámai változásokon mennek keresztül. Az ívek és ráncok alsó szélei általában sokkal élesebbek, mint a felső részek. A mágneses zenittől pólusirányban az égbolt nagy részét zöldes sugarak boríthatják be, amelyek egy ívben végződnek, amely általában hajtogatott, és néha egy alsó vörös szegéllyel szegélyezett, amely drapériaszerűen fodrozódhat. A látvány a sarki fény formáinak pólus felé való visszahúzódásával ér véget, a sugarak fokozatosan fehér fény diffúz területeivé válnak.
Aurorák energiájukat a Nap és a Föld között kötegelt, kötélszerű mágneses mezők mentén haladó töltött részecskékből nyerik. A részecskéket a napszél hajtja, a Föld mágneses mezeje (lásd geomágneses mező) felfogja őket, és lefelé, a mágneses pólusok felé irányítja. Összeütköznek az oxigén- és nitrogénatomokkal, elektronokat verve el tőlük, és gerjesztett állapotú ionokat hagyva maguk után. Ezek az ionok különböző hullámhosszúságú sugárzást bocsátanak ki, létrehozva a sarki fény jellegzetes színeit (vörös vagy zöldeskék).
A Földön kívül a Naprendszer más, légkörrel és jelentős mágneses mezővel rendelkező bolygói – azaz a Jupiter, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz – is nagymértékben mutatnak sarki fénytevékenységet. Sarki fényeket figyeltek meg a Jupiter Io nevű holdján is, ahol az Io légkörének és a Jupiter erős mágneses mezejének kölcsönhatásából keletkeznek.
Photo AURA/STScI/NASA/JPL (NASA photo # PIA01254, STScI-PRC98-04)