Polarna Svjetlost | Što Je To I Kako Nastaje (Aurora)

Postoje prizori u prirodi koji vas natjeraju da zastanete. Prizori koji vas podsjete koliko smo sićušni, a svemir velik i čudesan. Za mene, ništa ne utjelovljuje taj osjećaj kao polarna svjetlost. Gledati te goleme, obojene zavjese kako nečujno plešu preko noćnog neba iskustvo je koje se ureže u pamćenje. To je čista magija.

Ali, što je zapravo ta magija? Što je to što gledamo?

Mnogi je znaju kao ‘Sjeverna svjetla’ ili Aurora Borealis, ali to je samo polovica priče. Ovaj fenomen nije samo lijep; on je vidljivi dokaz stalne, nevidljive bitke koja se odvija visoko iznad naših glava. To je kozmički ples između našeg Sunca i našeg planeta. U ovom ćemo članku zaroniti duboko u znanost, povijest i čisto čuđenje koje polarna svjetlost izaziva.

Više iz kategorije UČENJE

Aktivni Ugljen

Ketonal

Ključne Informacije (Key Takeaways)

Prije nego što krenemo u dubinu, evo što apsolutno morate znati o polarnoj svjetlosti:

• Što je to? Polarna svjetlost je prirodni svjetlosni fenomen na nebu, vidljiv u visokim geografskim širinama (oko Arktika i Antarktika).
• Što je uzrokuje? Nju uzrokuju električki nabijene čestice sa Sunca (solarni vjetar) koje se sudaraju s plinovima u Zemljinoj atmosferi.
• Gdje se događa? Zemljino magnetsko polje usmjerava te čestice prema polovima, zbog čega se svjetlost pojavljuje u prstenovima oko Arktika (Aurora Borealis) i Antarktika (Aurora Australis).
• Zašto različite boje? Boja ovisi o tome koji plin u atmosferi biva pogođen i na kojoj visini. Kisik obično daje zelenu i crvenu boju, dok dušik daje plavu i ljubičastu.

Što mi to zapravo gledamo kada vidimo Auroru?

Krenimo od osnova. Kada vidite polarnu svjetlost, vi doslovno gledate kako energija sa Sunca, udaljenog 150 milijuna kilometara, interagira s vrhom naše atmosfere.

Zamislite to ovako: Sunce nije samo mirna, sjajna kugla. Ono neprestano ‘ispuhuje’ mlaz supervrućih, nabijenih čestica u svim smjerovima. Taj mlaz nazivamo solarni vjetar.

Taj vjetar putuje svemirom nevjerojatnim brzinama, noseći sa sobom i vlastito magnetsko polje. Većina tog vjetra promaši Zemlju. Ali dio nas pogodi. Da nemamo zaštitu, taj bi vjetar doslovno ‘oderao’ našu atmosferu. Srećom, imamo je.

Naš planet ima moćno magnetsko polje—magnetosferu—koje djeluje kao štit. Ono odbija većinu solarnog vjetra. Međutim, taj štit nije savršen. Na najslabijim točkama, blizu Sjevernog i Južnog pola, dio tih solarnih čestica uspijeva se ‘prokrijumčariti’.

Kada te brze, energične čestice konačno udare u atome plinova visoko u našoj atmosferi (desecima i stotinama kilometara iznad tla), dogodi se nešto predivno.

One ‘pobude’ te atome.

Jednostavno rečeno, daju im višak energije. Atomi ne vole biti u tom ‘pobuđenom’ stanju. Da bi se vratili u svoje normalno, stabilno stanje, moraju se osloboditi tog viška energije. Čine to tako što ispuštaju sićušnu česticu svjetlosti—foton.

Kada se milijarde i milijarde tih sudara događaju istovremeno, mi s tla vidimo taj rezultat. Vidimo polarnu svjetlost.

Koja je razlika između Aurore Borealis i Aurore Australis?

Iskreno? Nema je.

To je potpuno isti fenomen, samo na različitim hemisferama.

• Aurora Borealis (Sjeverna svjetlost) ime je koje dajemo polarnoj svjetlosti koja se pojavljuje na Sjevernoj hemisferi. ‘Boreas’ je bio grčki bog sjevernog vjetra.
• Aurora Australis (Južna svjetlost) ime je za svjetlost na Južnoj hemisferi. ‘Auster’ je rimski naziv za južni vjetar.

Budući da je Južni pol okružen golemim, uglavnom nenaseljenim kontinentom (Antarktikom) i oceanima, Aurora Australis je puno teža za vidjeti. Većina ljudi koji je vide čine to s južnih rubova Novog Zelanda, Tasmanije (Australija) ili Južne Amerike.

S druge strane, ‘Auroralni oval’ na sjeveru prelazi preko mnogo naseljenijih područja poput Norveške, Švedske, Finske, Islanda, Kanade i Aljaske, čineći Auroru Borealis daleko poznatijom i dostupnijom.

Kako uopće nastaje taj svemirski ples?

Zaronimo sada malo dublje u fiziku. Da bi se polarna svjetlost dogodila, potrebna su vam tri ključna sastojka: Sunce kao izvor, Zemljino magnetsko polje kao ‘akcelerator’ i naša atmosfera kao ‘platno’.

Tko je glavni ‘krivac’? Naše Sunce.

Sve počinje sa Suncem. Sunce je divovski nuklearni reaktor. Ponekad, posebno tijekom aktivnih razdoblja, ono može imati ‘ispad’.

Zamislite divovske eksplozije na površini Sunca, poznate kao koronalni izbačaji mase (CME). Kada se to dogodi, Sunce izbaci golemi oblak plazme (tih nabijenih čestica) u svemir. Ako je taj oblak usmjeren prema Zemlji, imamo recept za predstavu.

Tom oblaku treba otprilike jedan do tri dana da stigne do nas. Kada stigne, on svom snagom udara u Zemljino magnetsko polje. Ovaj sudar ‘stlači’ naše magnetsko polje na strani okrenutoj Suncu i rastegne ga u dugačak ‘rep’ na noćnoj strani.

Taj rep je nestabilan. U jednom trenutku, poput prenapete gumice, on pukne. To ‘pucanje’ katapultira zarobljene čestice natrag prema polovima nevjerojatnom brzinom.

To je ono što uzrokuje najspektakularnije prikaze polarne svjetlosti—ono što zovemo ‘geomagnetska oluja’.

Zašto je aurora zelena? A zašto ponekad crvena ili plava?

Ovo je moje omiljeno pitanje. Boja polarne svjetlosti je doslovno potpis kemije naše atmosfere.

Kao što sam rekao, boja ovisi o tome koji je plin pogođen i na kojoj visini se sudar događa. Dva glavna igrača su kisik i dušik.

1. Kisik (O2): Naš glavni slikar

• Zelena (Najčešća boja): Kada solarna čestica udari atom kisika na visini od oko 100 do 240 kilometara, taj kisik ispušta višak energije kao foton zelene svjetlosti. Naše oči su najosjetljivije na ovu boju, zbog čega nam se čini da je aurora gotovo uvijek zelena.
• Crvena (Rjeđa, na velikim visinama): Ako se sudar dogodi puno više, iznad 240 kilometara, gdje je kisika puno rjeđi, on emitira crvenu svjetlost. Budući da je tako visoko, ovu boju je teže vidjeti golim okom, ali se često pojavljuje na fotografijama s dugom ekspozicijom. Tijekom iznimno jakih oluja, vrhovi ‘zavjesa’ mogu biti tamnocrveni.

2. Dušik (N2): Specijalni efekti

• Plava i Ljubičasta (Često na dnu): Kada čestice pogode molekule dušika, one mogu emitirati plavu ili ljubičasto-crvenu svjetlost. To se često događa na nižim visinama, bliže 100 km. Zbog toga ponekad možete vidjeti kako rubovi plešućih zelenih zavjesa imaju ljubičasti ili ružičasti obrub.

Dakle, kada gledate zelenu auroru s ljubičastim rubom, vi zapravo vidite kako solarni vjetar udara u slojeve kisika (zeleno) i dušika (ljubičasto) u isto vrijeme.

Moje prvo, zbunjujuće iskustvo: Je li ono stvarno bila polarna svjetlost… u Hrvatskoj?

Dopustite mi da podijelim nešto osobno. Godinama sam, kao i mnogi, mislio da je polarna svjetlost rezervirana isključivo za polarne ekspedicije i fotografije iz Norveške.

A onda se dogodilo.

Bila je to jedna noć prije nekoliko godina. Znao sam da je najavljena jaka solarna oluja, ali bio sam u Hrvatskoj. Realno, nisam očekivao ništa. Ipak, izašao sam van na tamno mjesto, daleko od gradskih svjetala, više iz navike nego iz nade.

Isprva nije bilo ničega. A onda, gledajući prema sjeveru, primijetio sam nešto čudno. Nije bilo zeleno. Nije plesalo. Bio je to golemi, tamnocrveni sjaj na horizontu. Izgledalo je kao da daleki grad gori, ali nije bilo grada u tom smjeru.

Sjaj je pulsirao. Polako. Bilo je gotovo sablasno.

Stajao sam tamo dobrih 20 minuta, pitajući se što gledam. Je li to neka vrsta oblaka? Refleksija? Jesam li umislio?

Tek kasnije, kada sam provjerio fotografije drugih promatrača diljem središnje Europe, shvatio sam. Gledao sam polarnu svjetlost. Gledao sam onu rijetku, visinsku crvenu svjetlost koju emitira kisik, toliko visoko u atmosferi da je bila vidljiva stotinama kilometara južnije od uobičajenog ovala.

Nije to bilo ono što sam zamišljao. Nije bilo zelenih zavjesa. Ali bilo je moje prvo, i bilo je zbunjujuće, moćno i potpuno neočekivano. Taj crveni ‘duh’ na horizontu samo je produbio moju fascinaciju.

Gdje i kada možete vidjeti ovaj spektakl vlastitim očima?

Vidjeti blijedocrveni sjaj s lokacije poput Hrvatske je rijetkost koja se dogodi možda nekoliko puta u desetljeću, i to samo tijekom ekstremnih solarnih maksimuma.

Ako želite vidjeti onu ‘pravu’ polarnu svjetlost—svijetle, plešuće zelene i ljubičaste rijeke—morate ići na sjever.

Što je točno ‘Auroralni Oval’?

Polarna svjetlost se ne događa točno na polovima. Događa se u prstenu (ili ovalu) koji okružuje magnetske polove. Taj se prsten naziva ‘Auroralni oval’.

Lokacija tog ovala nije fiksna. Kada je solarna aktivnost niska, oval je malen i nalazi se daleko na sjeveru. Ali tijekom jake solarne oluje, taj se oval širi i spušta prema jugu. Zato je tijekom jakih oluja možemo vidjeti iz Škotske, Danske, pa čak i Hrvatske.

Da biste si dali najveće šanse, želite biti unutar ili vrlo blizu tog ovala u normalnoj noći.

Koje su najbolje zemlje za lov na Auroru Borealis?

Postoji ‘zlatni pojas’ za lovce na auroru. To su mjesta koja se nalaze unutar tog prosječnog ovala.

• Norveška: Posebno sjeverni dio, iznad Arktičkog kruga. Gradovi poput Tromsøa (koji se često naziva ‘Parizom sjevera’) doslovno leže točno ispod ovala.
• Švedska: Švedski Lapland, posebno područje oko Abiska. Nacionalni park Abisko poznat je po svojoj ‘plavoj rupi’, mikroklimi koja često rezultira vedrim nebom čak i kad je okolno područje oblačno.
• Finska: Finski Lapland. Mjesta poput Rovaniemija (doma Djeda Mraza) i Ivala su fantastične baze.
• Island: Cijeli otok je izvrsna lokacija. Relativno blaga klima (zahvaljujući Golfskoj struji) i nestvarni krajolici čine lov na auroru tamo posebnim iskustvom.
• Kanada: Sjeverna Kanada je golema i uglavnom nenaseljena, ali mjesta poput Yellowknifea (Sjeverozapadni teritoriji) poznata su po nevjerojatno pouzdanim prikazima.
• Aljaska (SAD): Grad Fairbanks na Aljasci još je jedno vrhunsko mjesto, smješteno idealno ispod ovala.

A što je s južnom polutkom (Aurora Australis)?

Kao što sam spomenuo, jug je puno kompliciraniji. Najbolje mjesto na svijetu za vidjeti južnu svjetlost je, bez sumnje, Antarktika. Ali to nije baš pristupačna destinacija.

Za nas ‘obične smrtnike’, najbolje šanse su:

• Tasmanija, Australija: Južna obala otoka.
• Novi Zeland: Posebno Južni otok, oko Queenstowna i jezera Tekapo.
• Patagonija (Argentina i Čile): Sam jug kontinenta.

Koje je najbolje doba godine za putovanje?

Ovo je ključno: polarna svjetlost se događa stalno. 24/7/365.

Mi je ne vidimo ljeti iz jednostavnog razloga: nije dovoljno mračno. Zamislite da pokušavate vidjeti svijeću na sunčevoj svjetlosti. Nemoguće. U Arktičkom krugu, ljeti sunce uopće ne zalazi (polarni dan).

Dakle, sezona lova na auroru traje od otprilike kraja kolovoza do početka travnja. To je razdoblje kada su noći dovoljno duge i tamne.

Unutar te sezone, mnogi iskusni lovci kažu da su najbolji mjeseci oko jesenskog i proljetnog ekvinocija (rujan i ožujak). Znanstveni razlog za to je pomalo kompliciran (ima veze s nagibom Zemljine osi u odnosu na solarni vjetar), ali tada su geomagnetske oluje statistički češće.

Putovanje na Sjever: Kako je to izgledalo kad sam napokon ugledao ‘pravu’ stvar

Nakon onog ‘crvenog duha’ u Hrvatskoj, znao sam da moram vidjeti pravu stvar. Godinama sam štedio i planirao, i konačno, uputio sam se u Tromsø, u Norveškoj, usred siječnja.

Sjećam se tog osjećaja dok sam izlazio iz aviona. Hladnoća. Ali ne ona vlažna, neugodna hladnoća na koju sam navikao. Bila je to suha, oštra hladnoća koja vam je govorila da ste negdje drugdje. Negdje ozbiljno. Snijeg je škripao pod čizmama na poseban način.

Prve dvije noći? Ništa.

Potpuna naoblaka. Osjećao sam onu poznatu tjeskobu putnika. “Jesam li prešao sav ovaj put uzalud?”

Treću noć, nebo se razvedrilo. Pridružio sam se maloj grupi koja je odlazila kombijem izvan grada, dalje od svjetlosnog onečišćenja. Vozili smo se sat vremena u potpuni mrak, okruženi samo snijegom prekrivenim fjordovima.

Stali smo. Izašao sam. Bilo je -20°C. Tišina je bila apsolutna. Toliko tiho da sam čuo vlastiti dah kako se ledi u zraku.

Vodič je pokazao prema sjeveru. “Tamo”, rekao je. “Počinje.”

Isprva, bio je to samo blijedi, zelenkasti luk. Izgledao je kao čudan oblak. Da mi nitko nije rekao, možda ne bih ni primijetio. Gledao sam ga, pomalo razočaran.

A onda.

Kao da je netko okrenuo prekidač.

Luk je eksplodirao. U sekundi, cijelo nebo iznad mene pretvorilo se u rijeku svijetlozelene boje. Kretala se. Ne polako, ne statično kao na fotografijama. Plesala je. Uvijala se, pulsirala, stvarala zavjese koje su se njihale brže nego što sam mogao pratiti. Pojavili su se ljubičasti rubovi. Ponekad bi se smirila, a onda bi opet buknula u nečemu što se zove ‘korona’—eksplozija svjetlosti točno iznad glave, gdje se sve linije spajaju.

Stajao sam tamo, otvorenih usta, nesposoban izustiti riječ. Samo sam se smijao.

Osjećao sam se nevjerojatno maleno. Bio sam samo čovjek, koji stoji na smrznutom komadu stijene, dok svemir izvodi balet visoko iznad mene. Taj osjećaj—mješavina strahopoštovanja, poniznosti i čiste, dječje radosti—to je ono što fotografije ne mogu prenijeti. To je ono što vas promijeni.

Priprema za lov: Više od pukog gledanja u nebo

Ako se odlučite na ovakvo putovanje, postoji nekoliko stvari koje morate znati.

Prvo, trebate tamu. Što dalje od gradskih svjetala, to bolje. Drugo, trebate vedro nebo. Oblaci su vaš najveći neprijatelj. Treće, trebate strpljenje. Aurora je hirovita. Može se pojaviti na pet minuta i nestati, ili plesati satima.

I četvrto, trebate dobru prognozu. Postoje aplikacije (poput “My Aurora Forecast”) koje prate podatke sa solarnih satelita i daju vam kratkoročnu prognozu (tzv. Kp-indeks) o tome kolika je vjerojatnost da vidite svjetlost.

Kako fotografirati polarnu svjetlost? (Savjeti za početnike)

Vaš pametni telefon vjerojatno neće uspjeti (iako noviji modeli s ‘noćnim načinom’ rada mogu uhvatiti blijedu sliku). Ljudsko oko je zapravo loše u viđenju boja u mraku, pa će fotoaparat s dugom ekspozicijom često ‘vidjeti’ puno življe boje nego vi.

Ako želite dobre fotografije, trebat će vam:

• Fotoaparat s ručnim postavkama (DSLR ili mirrorless): Morate moći sami kontrolirati postavke.
• Stativ (Tripod): Apsolutno nužno. Ne možete držati fotoaparat mirno 10-20 sekundi.
• Širokokutni objektiv s velikim otvorom blende (npr. f/2.8 ili niže): Da uhvati što više svjetla.

Osnovne postavke za početak:

1. Način rada: Manual (M).
2. Fokus: Prebacite na ručni fokus (MF) i fokusirajte na najsjajniju zvijezdu ili daleki objekt na horizontu (tzv. fokus na beskonačnost).
3. ISO: Počnite s 1600 ili 3200.
4. Otvor blende (Aperture): Postavite na najniži mogući broj (npr. f/1.8, f/2.8).
5. Brzina zatvarača (Shutter Speed): Ovo je ključ. Počnite s 10 sekundi. Ako je aurora blijeda, probajte 15-20 sekundi. Ako je jaka i brzo pleše, probajte 3-5 sekundi da ‘zamrznete’ kretanje.

I ne zaboravite rezervne baterije! Hladnoća ih ubija nevjerojatnom brzinom.

Što su naši preci mislili o ovim svjetlima?

Možete li zamisliti da vidite ovo, a nemate apsolutno nikakvo znanstveno objašnjenje?

Stoljećima je polarna svjetlost bila izvor straha, mitova i legendi.

• Vikinzi: Neki su vjerovali da je to Bifröst—gorući, drhtavi most koji povezuje Midgard (Zemlju) s Asgardom (domom bogova). Drugi su mislili da je to odraz štitova i oklopa Valkira, božanskih djevica koje su vodile pale ratnike u Valhalu.
• Narod Sámi (starosjedioci Skandinavije): Oni su svjetla poštovali, ali ih se i bojali. Vjerovali su da su to duše mrtvih. Nije bilo pametno mahati im ili zviždati, jer bi vas mogle primijetiti i odnijeti.
• Inuiti (Grenland, Kanada): Vjerovali su da su svjetla duhovi njihovih predaka koji igraju nogomet na nebu s lubanjom morža.
• U srednjovjekovnoj Europi: Kada bi se rijetka, crvena aurora vidjela južnije, gotovo uvijek se smatrala zlim znakom. Znamenjem rata, kuge ili nadolazeće katastrofe.

Tek u posljednjih stotinjak godina, s radom znanstvenika poput Kristiana Birkelanda, počeli smo shvaćati fizičku prirodu ovog fenomena.

Imaju li i drugi planeti svoju ‘polarnu svjetlost’?

Apsolutno da! Ovo nije fenomen jedinstven za Zemlju. Sve što vam treba je atmosfera i jako magnetsko polje.

A neki planeti u našem sustavu imaju oboje, i to na veliko.

Plinoviti divovi poput Jupitera i Saturna imaju magnetska polja koja su stotinama puta jača od Zemljinog. Rezultat? Imaju stalne, nevjerojatno moćne aurore na svojim polovima.

Hubbleov svemirski teleskop snimio je zapanjujuće slike aurora na Jupiteru koje su veće od cijelog našeg planeta. Zanimljivo je da Jupiterove aurore ne ovise samo o solarnom vjetru; velikim dijelom ih napajaju čestice koje izbacuju njegovi vulkanski mjeseci, poput Ioa.

Čak su i Mars i Venera, koji nemaju jaka globalna magnetska polja, pokazali da imaju slabe, raštrkane aurore.

Ovo nam pokazuje da je fizika koja stvara ljepotu na našem nebu univerzalni proces koji se odvija diljem Sunčevog sustava. Za više informacija o ovim izvanzemaljskim aurorama, NASA-ina stranica o Jupiterovoj aurori je fascinantno štivo.

Vječna fascinacija: Zašto nas ovaj nebeski ples nikada neće prestati oduševljavati?

Živimo u svijetu u kojem je gotovo sve objašnjeno, katalogizirano i dostupno na dlanu. Možemo vidjeti sliku bilo kojeg mjesta na svijetu u sekundi.

Ali polarna svjetlost se opire tome.

Ne možete je ‘naručiti’. Ne možete je staviti u raspored. Ne možete je skinuti s interneta. Morate biti tamo. Morate čekati na hladnoći. Ona odlučuje kada će se i hoće li se pojaviti.

Ona nas podsjeća da, unatoč svoj našoj tehnologiji, priroda i svemir još uvijek drže glavnu riječ.

Mislim da je u tome njezina ljepota. To je savršeni spoj znanosti i magije. Mogu vam objasniti svaki dio fizike—kako solarni vjetar pogađa magnetosferu, kako se kisik pobuđuje i emitira zeleni foton. Ali kada stojite tamo, u tišini arktičke noći, a nebo iznad vas eksplodira u bojama koje se kreću, sva ta znanost nestaje.

Ostaje samo čudo.

Često postavljena pitanja – Polarna Svjetlost