شفق قطبی

● باد خورشیدی و میدان مغناطیسی زمین
باد خورشیدی حاصل پرتاب مواد با دمای زیاد از قسمت تاج خورشید است . سرعت باد های خورشیدی متفاوت می باشد و سرعت متوسط آن را می توان حدود ۵۰۰ كیلومتر در ثانیه در نظر گرفت .
بدین ترتیب ذرات موجود در باد خورشیدی حدود ۵ روز طول می كشد تا به زمینبرسند ( توجه شود كه نور خورشید ۳/۸ دقیقه طول می كشد تا به زمین برسد) و در میدان مغناطیسی كرهٔ زمین به دام بیافتد . باد خورشیدی تا حدود ۱ واحد نجومی پس از مدار پلوتو نیز امتداد می یابد . ماهیت باد خورشیدی از ذرات اتمی باردار تاج خورشید می باشد كه عمدتاً دارای پروتون و الكترون می باشد .
انفجارهای مهیب در سطح خورشید كه روشنایی خیره كننده ای دارد , شراره های خورشیدی نامیده می شود كه بادهای خورشیدی را ایجاد كرده و سبب می گردد كه شفق گسترش یابد و حتی در عرض های جغرافیایی پایین نیز دیده می شود .
● چرا وقتی كه باد خورشیدی به زمین می رسد شفق شكل می گیرد ؟
جو زمین لایه ای است كه قسمت بیرونی آن ۱۰ تا ۱۰۰ برابر شعاع زمین گسترده شده و به شدت یونیزه شده می باشد ، وقتی كه باد های خورشیدی به ذرات كوچك هوا كه همه جا را احاطه كرده اند , برخورد می كند انرژی الكتریكی تولید می كنند . این انرژی وقتی كه بادهای خورشیدی از میان جو كه از لحاظ الكتریكی هادی است عبورمی كند تولید می گردد .
الكتریسته ای كه تولید می شود انرژی را به الكترون های موجود در هوای رقیق می رساند كه باعث می شود آنها در طول خطوط قطب های مغناطیسی زمین به جریان در آیند . برخورد الكترون ها در لایه های بالایی جو پرتوافكنی ای به نام شفق تولید می كند .
● چرا شفق به شكل حلقه مشاهده می شود؟
ذرات باد خورشیدی كه بر روی سطح خورشید توسط مغناطیس خود خورشید مغناطیسی می شوند , اثر متقابل یا فعل و انفعالات بین ذرات مغناطیسی خورشید و مغناطیس زمین فضایی را پدید می آورند كه میدان مغناطیسی نامیده می شود .
در این فضا شارژ الكتریكی تولید می شود و این شارژ ذرات پیرامون سطح فضای مغناطیسی را شتاب می دهد و این امر باعث می شود كه آنها در طول خطوط میدان مغناطیسی جریان می یابند و به بالای جو پیرامون قطبهای شمال و جنوب ضربه می زنند . با تخلیه شدن بارهای الكتریكی در این برخورد شفق شكل می گیرد . شكل حلقوی شفق توسط راهی كه خطوط مغناطیسی از زمین سرچشمه می گیرند توزیع می شود .
الكترون هایی كه در طول مرز بین این بخشها از حلقه ها در لایهٔ بالایی اتمسفر به دام می افتد به شكل حلقه ای شفق شكل می دهند به طور معمول شفق در مناطقی مثل : سیبری ، آلاسكا، قطب جنوب ، شمال كانادا و شمال اروپا و در نهایت شمال و جنوب زمین قابل دیدن است فعالیت های خورشید هر ۹ تا ۱۱ سال اوج می گیرد .
این فعالیت های خورشیدی باعث شتاب گرفتن باد خورشیدی می شود و آن را در میدان مغناطیسی گسترش می دهد . باد خورشیدی مقدار زیادی از خطوط نیروی مغناطیسی را كج می كند در ماكسیمم وضع فعالیت خورشیدی به اندازهٔ كافی قوی است تا یك شفق عظیم خلق كند و نتیجهٔ بسیار مهیجی در بردارد شعله های خورشیدی باعث می شود شفق حتی در عرضهای پایین تر قابل دیدن باشد .

مترجم: نگین سرشار

منبع : انجمن نجوم آماتوری ایران (IAAS)