Šta znamo o Aurori borealis i australis, magičnoj svetlosti na nebu

– Aurora, ili kako se još često naziva – aurora polaris, je specifična manifestacija svetlosti na noćnom nebu. Ona je naročito vidljiva na visokim geografskim širinama, bliže Zemljinim polovima. Auroru možemo opisati kao jedan veliki svetleći vrtlog različitih oblika, iz kojeg često ističu raznobojne plamičaste svetlosti, objašnjava dr Darko Donevski, doktor astrofizike i naučni komunikator.

Aurore su posledica plesa sunčevih čestica i magnetosfere u sudaru sa atomima i molekulima

Ljudi širom sveta, koji su imali prilike da posmatraju igre svetlosti Aurore, svedoče o njenoj mističnosti i nadzemaljskoj lepoti. Iz tog razloga, pre nego što je nauka pružila objašnjenje za njihov nastanak, različite kulture pridavale su im mitska svojstva, koja su se na pojedinim mestima i dan danas održala kao neke vrste legendi.

– U mnogim starim kulturama Aurora je od davnina pobuđivala znatiželju. Na pimer, meni su najdraže one koje potiču od plemena Aboridžina. Oni imaju nekoliko stotina priča koje se bave značenjem Aurore, mahom je povezujući sa velikim bakljama koje su zapaljene na nebu kako bi ljudima poslale određene poruke, ukazuje naš sagovornik.

Nasuprot legendama, Donevski nas upućuje u naučna objašnjenja nastanka Aurora.

– Danas, u vreme modernih astronomskih i geofizičkih istraživanja znamo da glavni uzrok aurore nije na Zemlji, već je za nju odgovorna nama najbliža zvezda – Sunce, velika užarena lopta sačinjena od plazme, tj. jonizovanih atoma i molekula. Iako je Sunce od nas udaljeno oko 148 miliiona kilometara, njeni efekti se protežu daleko izvan vidljive površine. Velike oluje na Suncu izbacuju mlaz naelektrisanih solarnih čestica koje se svemirom kreću velikim brzinama od oko 400 km u sekundi. Kada te naelektrisane čestice dođu do Zemljinog magnetnog omotača, magnetosfere, ona ih hvata i obrće kao u brzom okretnom plesu. Čestice koje čine sunčev vetar potom udaraju u atome i molekule u Zemljinoj atmosferi koji bivaju pobuđeni i počinju da emituju svetlost.  Pretpostavljam da se mnogi đaci u školama pitaju šta sve mogu da urade majušni elektroni. Eto, ovo je upravo jedan takav primer – elektroni prvo skoče na orbite više energije, dalje od jezgra, zatim se vrate na orbite niže energije i oslobode foton.

Zašto se Aurore borealis i australis javljaju na polovima

Da bismo shvatili zašto se Aurore javljaju na polovima, moramo da razumemo Zemljino magnetno polje, kaže Dušan Pavlović, naučni komunikator i urednik podkasta Radio Galaksija.

– Magnetno polje potiče od unutrašnjosti Zemlje i širi se oko Zemlje, te tako predstavlja tzv. magnetosferu, magnetni omotač Zemlje i štit od naelektrisanih čestica visokih energija koje potiču sa Sunca i iz drugih izvora u Svemiru. Zemlja se u ovom smislu ponaša kao magnetna šipka (magnetni dipol) koju svaki profesor fizike iznosi pred učenike u osnovnoj školi kako bi objasnio severni i južni magnetni pol, privlačnu i odbojnu magnetnu silu i linije sile magnetnog polja koje izviru na jednom (severnom, “N”), a uviru na drugom (južnom, “S”) polu šipke.

Da ne bi došlo do zabune, Pavlović pojašnjava nazive polova ukazujući na razliku između polova magnetnog dipola i geomagnetskih polova.

– Severni pol Zemljinog magnetnog dipola je zapravo Južni geomagnetski pol i obrnuto – Južni pol Zemljinog magnetnog dipola je Severni geomagnetski pol. Zašto? Zato što su geomagnetski polovi definisani u odnosu na to kako se igla kompasa orijentiše. Severni pol igle na kompasu uvek je okrenut ka Južnom polu magnetnog dipola Zemlje (jer se Sever i Jug privlače), i obrnuto. Dakle, sa južnog geomagnetskog pola (severnog pola dipola) linije sile izviru, šire se oko Zemlje i uviru u severni geomagnetski pol. Južni geomagnetski pol trenutno se nalazi u okolini čuvene istraživačke stanice Vostok na Antarktiku, dok je Severni geomagnetski pol na suprotnoj tački planete, na najsevernijem kanadskom arktičkom ostrvu Elsmir.

Govoreći o Aurorama, geomagnetski polovi (pogotovo severni) su mesta na planeti gde magnetosfera dopušta naelektrisanim česticama da duž linija sila Zemljinog magnetnog polja siđu u atmosferu i pobude atome i molekule atmosfere, te da tako “proizvedu” fantastične prizore polarne svetlosti. Drugim rečima, čestice koje su svoje putovanje započele na Suncu iskoristiće priliku da skliznu niz linije sila magnetnog polja i dopru do atmosfere kako bi napravile svetlosni šou za Zemljane.

Ciklus aktivnosti Sunca igra veliku ulogu u pojavi polarne svetlosti

Iako se Aurore najpre mogu uočiti u blizini polova, postoje izuzetni trenuci kada je aktivnost Sunca toliko jaka da proizvede velike solarne magnetske oluje koje će omogućiti posmatranje Aurora na mestima koja su znatno udaljena od polova.

– Sunce ima poznati ciklus aktivnosti sa periodom aktivnosti od nepunih 11 godina, tj. tokom 11 godina aktivnost sunca raste od nekog minimuma, dostiže maksimum, i onda opet polako padne na minimum. I tako u krug. Astronomi su tu pravilnost otkrili sredinom 19. veka praćenjem broja pega na Sunčevoj površini. Što je veći broj pega, veća je aktivnost Sunca, više ima solarnih oluja i eksplozivnih procesa na Sunčevoj površini. Kasnije je shvaćeno da i pojava polarne svetlosti na manjim geografskim širinama prati ovu pravilnost, pa je definitivno bilo jasno da velike i jake solarne magnetske oluje u periodima velike aktivnosti uzrokuju pojavu polarne svetlosti južnije nego što se to inače dešava, predočava Pavlović.

Polarna svetlost u Srbiji

Upravo takve pojačane sunčane aktivnosti omogućile su građanima Srbije da iznad sebe ugledaju divne prizore Aurore.

– Tako je, recimo, u novinskim člancima zabeležena pojava polarne svetlosti u Beogradu i severnim delovima Srbije u januaru 1938. godine. Poslednja zabeležena Aurora borealis na našim prostorima zapažena je u aprilu 2000. godine, a jedan od snimaka ovog, u tom trenutku, crvenog “požara” u atmosferi Zemlje snimljen je i u Istraživačkoj stanici Petnica. Nažalost, sa povećanjem svetlosnog zagađenja i količine aerosola u vazduhu, sve je teže uočiti polarnu svetlost iz južnijih predela, čak i kada su geomagnetske oluje jake, s obzirom da je svetlost gradova koja se reflektuje o prašinu u atmosferi daleko jača od svetlosti koja potiče od Aurora, kaže Pavlović za Danas, uz upozorenje da, i kada bi se Aurora javila u našim krajevima optimalno bi bilo udaljiti se od grada u mračnu sredinu i odatle pokušati lov na ovaj spektakularni prizor.

Različite boje i oblici Aurora borealis i australis

Polarna svetla na nebu mogu biti različitih boja, od zelene koja se najčešće može ugledati, preko ružičaste i različitih nijansi crvene pa sve do plave. Takođe, oblici konstruisani igrama svetlosti znaju varirati od lučne linije na nebu do valova. Od čega zavisi koje boje će se manifestovati i u kom obliku, predočava Donevski.

– Koju boju svetlosti aurore ćemo videti zavisi od gasova u atmosferi –  atomski kiseonik daje zelenu, a azot crvenkastu boju. Inače, plamenovi svetlosti koji se poput spirale uvijaju na nebu prate linije Zemljinog magnetnog polja. Do sada su registrovane aurore raznih oblika: od širokog bljeska na horizontu, preko onih u obliku svetlosnog luka, pa do aurore u obliku peščanih dina koje kao da se rasipaju na nebu… Međutim, naučnici još uvek ne znaju baš svaki mehanizam koji stoji iza različitih oblika.

Aurore se emituju i na drugim mestima u svemiru

Ono što Donevski ističe kao interesantno jeste činjenica da Zemlja nije i jedino telo u svemiru na kom se polarna svetlost emituje.

– Aurore se pojavjluju i na Jupiteru, Saturnu, Marsu, mnogim podzvezdanim nebeskim telima koje u nauci nazivamo braon patuljcima, čak i na nekim kometama.

Učestvujte u predviđanju mesta na kome će se pojaviti Aurora

Pored zanimljivosti o mestu emitovanja Aurora, Donevski skreće pažnju na zabavan a ujedno i edukativan projekat koji građanima daje priliku da učestvuju u mapiranju mesta na kojima se Aurore mogu pojaviti tokom godine.

– Taj prelepi projekat se zove Aurorasaurus, a u njemu možete učestvovati putem istoimenog sajta. Možda deluje kao lagana igra, ali predviđanje mesta na kom će se pojaviti aurora zahteva pažljivu analizu slika sa svemirskih satelita. Ovakvi projekti su višestruko korisni – građani imaju priliku da bolje razumeju razne naučne procese i šalju svoje snimke sa mesta gde su videli auroru, dok naučnicima pomaže da testiraju predviđanja lokacija na kom bi aurora trebalo da se pojavi.

Opasnosti po Zemlju i ljude gotovo da nema

S obzirom da su Aurore rezultat energetskog procesa, ljudi se često pitaju da li postoji potencijalna opasnost po zdravlje i da li se prilikom njihovog stvaranja emituje radijacija. Stručnjak za astrofiziku tvrdi da svetlosne pojave poput Aurore nisu nikako opasne po zdravlje ljudi, a jedina šteta koju mogu napraviti je vezana za prekid u telekomunikacijama (ukoliko su magnetne oluje baš jake), kao i opasnost po one letilice koje lete na izuzetno velikim visinama.

Posmatranje Aurore – vreme i mesto

Iako se Aurore emituju tokom cele godine, sagovornik Danasa kaže da ih je najjednostavnije uočiti kada su dani kraći.

–  Zato su, za posmatranje na zimskoj polulopti, najpopularniji meseci januar, februar i mart. Iako je teorijski moguće da se aurore vide i na srednjim geografskim širinama, najveći užitak je ipak ukoliko se ode što dalje ka polovima i tamo posmatra. Auroru je moguće videti i iz svemira, što je zabeleženo kamerama sa međunarodne svemirske stanice.

Za posmatranje severnih svetala u Ferbanksu idealne mesece predsavljaju avgust i maj. U Svalbardu su zimski meseci najpogodniji dok u nekim oblastima Laponije imate verovatnoću oko 50 odsto da ugledate polarnu svetlost ako su noći vedre. Pored navedenih, Auroru možete videti i na Šetlandskim ostrvima, različitim delovima Kanade, Grenlandu, Islandu i mnogim drugim mestima.

Polarna svetlost i mitologija

Pre nego što je nauka došla do racionalnih objašnjenja šta se zbiva prilikom nastanka polarne svetlosti i zbog čega se ona manifestuje, ljudi su tražili objašnjenja za ono što vide, a njih su, kako obično i biva, pronalazili u mitologiji.

U grčkoj i rimskoj mitologiji svetla Aurore povezana su sa verovanjem u nagoveštaj dolaska novog dana. Aurora borealis je izvedena od grčkih reči aurora – izlazak sunca i boreas – vetar. Grci su Auroru (grč. Eja) videli kao sestru Heliosa (Sunce) i Selene (Mesec) koja u svojim višebojnim kočijama prolazi nebom da upozori svoju braću i sestre na dolazak novog dana. Slično je i kod rimljana kojima Aurora predstavlja boginju zore i jutra.

Estonci su verovali da je prikaz Aurore veličanstvena konjska kočija koja prevozi nebeske goste na spektakularno nebesko venčanje.

Stanovnici Italije i Francuske verovali su da su polarna svetla loš predznak koji sluti na izbijanje rata, kuge i smrti.

Englezi i Škoti polarnu svetlost smatrali su znakom za izbijanje Francuske revolucije. U nedeljama pre svrgavanja monarhije, jarko crvena Aurora viđena je na nebu iznad Engleske i Škotske, a stanovnici su tvrdili da su čuli ogromne vojske koje se bore na nebu.

Šveđani su verovali u suprotno – da Aurora donosi dobre vesti. Svetla su percepirali kao dobronamerni dar bogova koji pružaju toplinu i svetlost, a u nekim delovima odraz svetlosti tumačili su kao jata haringi što donose sreću ribarima i zemljoradnicima.

Za razliku od nekih Evropljana koji su pojavu polarne svetlosti videli kao nagoveštaj tragedije, japanska kultura Auroru smatra srećom. Naime, u Japanu postoji verovanje da se dete začeto ispod polarne svetlosti rađa sa lepim izgledom, intelektom i dobrom srećom.

Mnoge rane kineske legende koje se vezuju za zmajeve bile su povezane sa Aurorom, koja je posmatrana kao nebeska bitka između dobrih i zlih zmajeva. Tako je polarna svetlost uživala strahopoštovanje od strane kineske kulture.

U Finskoj, ime za polarnu svetlost je revontulet – vatrena lisica. Finci su smatrali da arktičke lisice proizvode Auroru svojim krznenim repovima tako što trče kroz planine i trenjem proizvode varnice koje obasjavaju nebo. Kako bi objasnili zbog čega se svetla mogu videti zimi, njihova mitologija sadrži verziju da vatreni repovi lisica raspršuju pahulje snega u nebo i da tako nastaje svetlost u dodiru sa mesečinom.

Aurora polaris kroz istoriju

Fascinacija svetlosnom igrom koja se zbiva tokom sudara sunčevih čestica sa atomima i molekulima zemlje obuzimala je ljude kroz istoriju. Iako nije naučno potvrđeno, pretpostavlja se da se najraniji prikazi Aurore mogu datirati u 30.000 godina p.n.e., koji su uočeni u Kromanjon pećini u Francuskoj.

Znatno kasnije, ilustrovan crtež Aurore kao sveća koje gore iznad oblaka datira se u 1570. godinu i nalazi se u Edinburškoj observatoriji.

Godine 1619. izraz “Aurora borealis” skovao je Galileo Galilej prema rimskoj boginji jutra – Aurori. Nažalost, Galilej je imao pogrešnu pretpostavku da su Aurore posledice sunčeve svetlosti koja se reflektuje iz atmosfere.