Σέλας – τα μυστηριώδη φώτα του νυχτερινού ουρανού

Το σέλας αποτελεί αδιαμφισβήτητα ένα από τα πιο φαντασμαγορικά φαινόμενα που μπορεί να παρατηρήσει κανείς στον νυχτερινό ουρανό και έχει εμπλουτίσει με θρύλους και μύθους τη λαογραφία των βόρειων πολιτισμών. Η παρουσία του συνδέεται συνήθως με μεγάλα γεωγραφικά πλάτη, συναντάται δηλαδή σε περιοχές που βρίσκονται κοντά στους πόλους της Γης. Ωστόσο, σε μερικές σπάνιες περιπτώσεις το φαινόμενο του σέλαος έχει παρατηρηθεί και σε μικρότερα γεωγραφικά πλάτη, ακόμη και στη χώρα μας! Πώς, όμως, προκύπτει αυτό το αξιοσημείωτο φυσικό φαινόμενο;

Το σέλας είναι συνέπεια έντονης ηλιακής δραστηριότητας. Εκρηκτικά φαινόμενα που συμβαίνουν στον Ήλιο έχουν ως αποτέλεσμα την εκτίναξη φορτισμένων σωματιδίων υψηλών ενεργειών στον διαπλανητικό χώρο. Τα σωματίδια που προκύπτουν από την ηλιακή δραστηριότητα μετά από κάποιες μέρες φτάνουν στη Γη. Μεγάλο μέρος αυτών
εκτρέπεται από το μαγνητικό πεδίο της Γης, αλλά ικανός αριθμός σωματιδίων ακολουθεί τις δυναμικές γραμμές της γήινης μαγνητόσφαιρας και τελικά φτάνει στα ανώτερα ατμοσφαιρικά στρώματα όπου και αλληλεπιδρά με τα μόρια του αέρα. Η αλληλεπίδραση αυτή είναι και το κλειδί για την εξήγηση του φαινομένου, καθώς τα φορτισμένα σωματίδια, συγκρουόμενα με τα άτομα που αποτελούν τον ατμοσφαιρικό αέρα, προκαλούν τη διέγερσή τους (δηλαδή τα ηλεκτρόνια που κινούνται γύρω από τον πυρήνα των ατόμων διαγράφουν μεγαλύτερες τροχιές- αποκτούν μεγαλύτερη ενέργεια). Όμως, τα άτομα δεν παραμένουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στη διεγερμένη τους κατάσταση και όταν αποδιεγείρονται απελευθερώνουν φωτόνια. Η διαδικασία αυτή πραγματοποιείται ταυτόχρονα για τεράστιο αριθμό σωματιδίων και έτσι προκύπτει το σέλας!

Θεμελιώδης και διεγερμένη κατάσταση ενός ατόμου. Στη θεμελιώδη κατάσταση το ηλεκτρόνιο κινείται στην πιο κοντινή στον πυρήνα τροχιά (μικρότερη δυνατή ενέργεια) ενώ στις διεγερμένες καταστάσεις διαγράφει μεγαλύτερες τροχιές. Όταν το ηλεκτρόνιο προσπέσει από μία τροχιά μεγαλύτερης σε μία τροχιά μικρότερης ενέργειας, απελευθερώνει ένα φωτόνιο του οποίου η ενέργεια είναι ίση με την ενεργειακή διαφορά των δύο σταθμών.

Το εν λόγω εντυπωσιακό φαινόμενο δύναται να έχει ένα πλήθος χρωμάτων, το οποίο εξαρτάται
από τέσσερις κυρίως παράγοντες: τη σύσταση της ατμόσφαιρας σε αέρια, το ύψος στο οποίο παρουσιάζεται το σέλας, την πυκνότητα της ατμόσφαιρας και το πόσο μεγάλες είναι οι ενέργειες για τις οποίες μιλάμε. Το συνηθέστερο χρώμα του είναι το πράσινο το οποίο παράγεται όταν φορτισμένα σωματίδια συγκρούονται με μόρια οξυγόνου σε ύψη 100-300 km. Αποχρώσεις του ροζ και σκούρου κόκκινου συναντώνται πιο σπάνια και είναι απόρροια της αλληλεπίδρασης με μόρια αζώτου σε ύψη περίπου 100 km, το κόκκινο χρώμα προκαλείται επίσης από μόρια οξυγόνου σε ύψη 300-400 km και τέλος, μπλε και μωβ αποχρώσεις δημιουργούνται από συγκρούσεις φορτισμένων σωματιδίων με μόρια υδρογόνου και ηλίου. Όμως, τα δύο τελευταία χρώματα δεν είναι τόσο εύκολο να τα ξεχωρίσουμε στον νυχτερινό ουρανό.

Φωτογραφία του βορείου σέλαος. Οι ροζ αποχρώσεις στο κάτω άκρο του σέλαος δημιουργούνται από την αλληλεπίδραση με τα μόρια του αζώτου. Πηγή εικόνας: Canadian Space Agency.

Συνεπώς, η επιστημονική έρευνα που έχει διεξαχθεί γύρω από το φαινόμενο μας έχει δώσει μία αρκετά καθαρή εικόνα για το τι ακριβώς συμβαίνει. Παρ’ όλα αυτά, διεθνείς οργανισμοί και επιστήμονες συνεχίζουν τις παρατηρήσεις από το διάστημα, από το έδαφος αλλά και μέσα από την ατμόσφαιρα όταν εμφανίζεται το σέλας για να προσφέρουν περαιτέρω πληροφορίες σχετικά με τη φαινομενικά αλλοπρόσαλλη συμπεριφορά του. Όλη αυτή η έρευνα θα μας δώσει απαντήσεις σε ερωτήματα που παραμένουν ανοιχτά και θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα το πώς η μαγνητόσφαιρα του πλανήτη μας αντιδρά στο διαστημικό καιρό κοντά στη Γη.

Ας δούμε μερικές ακόμη εντυπωσιακές φωτογραφίες του βορείου και νοτίου σέλαος:

More From My Blog