הזוהר הצפוני

מתוך Astropedia

קפיצה אל: ניווט, חיפוש
תמונות של הזוהר הצפוני. מימין ניתן לראות תמונה שנלקחה מהחלל  (ע"י מעבדת החלל של מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב)  ומשמאל תמונה שנלקחה מכדור הארץ ע"י פרופ' ניר שביב מהאוניברסיטה העברית, ברשותו.  תמונה זו לקוחה מהאתר המדעי שלו: פיסות מדע (sciencebits)
תמונות של הזוהר הצפוני. מימין ניתן לראות תמונה שנלקחה מהחלל (ע"י מעבדת החלל של מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב) ומשמאל תמונה שנלקחה מכדור הארץ ע"י פרופ' ניר שביב מהאוניברסיטה העברית, ברשותו. תמונה זו לקוחה מהאתר המדעי שלו: פיסות מדע (sciencebits)
הזוהר הצפוני כפי שניראה מהחלל- צבע ירוק מתאים לעירור של אטומי חמצן. צילום: האסטרונאוט - קצין המדע דון פטיט (Don Pettit), בעט שהיתו בתחנת החלל הבין לאומית ומנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
הזוהר הצפוני כפי שניראה מהחלל- צבע ירוק מתאים לעירור של אטומי חמצן. צילום: האסטרונאוט - קצין המדע דון פטיט (Don Pettit), בעט שהיתו בתחנת החלל הבין לאומית ומנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

הזוהר הצפוני (באנגלית: Aurora Borealis) היא תופעה אטמוספרית הנצפת בקירבת הקטבים של כדור הארץ. בתופעה זו רואים מעין פסים צבעוניים שכביכול רוקדים על פני השמים, ראו תמונות משמאל. השם "הזוהר הצפוני" מטעה כיוון שאת המחזה ניתן לראות גם בקוטב הדרומי של כדור הארץ. לזוהר הנצפה מחצי הכדור הדרומי נהוג לקרוא זוהר דרומי (באנגלית: Aurora Australis).


תוכן עניינים

מקור הזוהר הצפוני

הזוהר הצפוני נגרם בעיקבות אינטראקציה של חלקיקים טעונים ואנרגטים (קרניים קוסמיות שמקורן בד"כ בשמש) והשדה המגנטי של כדור הארץ. האנרגיה של החלקיקים הגורמים לזוהר הצפוני צריכה להיות מספיק קטנה כך שחלקיקים אילו יכלו להיות מוסטים בעקבות פלקטואציות בשדה המגנטי של כדור הארץ - אם האנרגיה גדולה הם פשוט יחצו את השדה המגנטי ויפלו לכדור הארץ. החלקיקים עוקבים אחרי קווי השדה. בקטבים, השדה המגנטי של כדור הארץ חוצה את האטמוספירה ונכנס לעבר כדור הארץ. כאשר החלקיקים העוקבים אחר קווי השדה נכנסים לאטמוספרה הם מתנגשים במולקולות האוויר בה. התנגשות החלקיקים עם מולקולות האוויר גורמת לכך שהחלקיקים מיננים (מפרידים אלקטרון אחד או יותר מהאטומים באטמוספירה) ומעררים (מעלים את האנרגיה של האטומים באטמוספירה ע"י התנגשות בה הם מעבירים אנרגיה לאטומים) את האטומים באטמוספירה. כאשר האטומים חוזרים לאנרגית מצב היסוד שלהם, או כאשר האטומים משתחברים מחדש נפלט אנרגיה בצורת פוטון (חלקיק של אור) שאנו רואים כזוהר הצפוני. חלק משרשרת החלקיקים המוזכרת למעלה, כלומר הווצרות של חלקיקים קלים יותר ע"י אינטראקציה של חלקיק אנרגטי עם האטומים באטמוספירה, משחררת פוטונים שאנו יכולים לראות. כאשר מתרחשות התפרצויות שמש (Solar Flares) ערב רב של חלקיקים אנרגטים מגעים לכדור הארץ ורובם יכולים לגרום לזוהר הצפוני. החלקיקים הטעונים הנוצרים בשמש הם בעלי אנרגיה יחסית נמוכה בהשוואה לשאר החלקיקים המרכיבים את טווח האנרגיות של קרניים קוסמיות, על כן התפרציות שמש הם הגורם העיקרי לזוהר הצפוני.

צבעי הזוהר הם בדרך כלל אדום וירוק שנגרמים מאניטראקציה עם חמצן אטומי. חנקן (אשר מהווה את כ -75% מהרכב הכימי של האטמוספירה) מייצר באינטראקציה עם חלקיקים טעונים בעיקר קרינה בתחום האולטרא-סגול. בתמונה העליונה מצד שמאל ניתן לראות את הזוהר הצפוני כפי שניראה מכדור הארץ. את הזוהר ניתן גם לראות מהחלל כפי שניתן ליראות בתמונות לעיל. התמונה העליונה נילקחה מהחלל.

תופעת הזוהר הצפוני מתרחשת בגובה של בין כ- 90 ל 200 ק"מ מעל פני כדור הארץ. הגובה הממוצע של הפליטה המירבית הינו כ-110 ק"מ ועובי שכבת הפליטה נע בד"כ בין כ-20 ל 40 ק"מ.

השדה המגנטי של כדור הארץ ורוח השמש

סירטוט סכמטי של המגנוטוספירה של כדור הארץ הנראים כקווים שחורים מקווקוים. באדום ניתן לראות את מסלול החלקיקים ואת השדה המגנטי של השמש. הסירטוט איננו בסקאלה הנכונה!
סירטוט סכמטי של המגנוטוספירה של כדור הארץ הנראים כקווים שחורים מקווקוים. באדום ניתן לראות את מסלול החלקיקים ואת השדה המגנטי של השמש. הסירטוט איננו בסקאלה הנכונה!

בדרך כלל הזוהר הצפוני נראה כמעיין ווילון או מסך של אור המשתרע ממזרח למערב. לעיתים ניתן לראות קשתות שאף יכולות להשתנות באופן דינמי. כיוון שחלקיקים טעונים נעים לאורך קווי שדה מגנטי אזאי צורת הזוהר מצביעה על כיוונו וסידורו של השדה. יתרה מזאת, קשתות (זוהר) המשתנות באופן דינמי מצביעות על כך שישנם פלקטואציות (קרי, הפרעות) בשדה המגנטי. את הזוהר רואים בעיקר קרוב לקטבים של כדור הארץ כיוון שקרוב לקטבים השדה המגנטי חוצה את כדור הארץ. השדה שמגנטי של כדור הארץ הנקרא גם המגנטוספירה (באנגלית: Magnatoshpere), משתרע עד לכ 190,000 קלימוטר). בסירטוט הסכמטי משמאל ניתן ליראותו ע"י הקווים השחורים המקוקווים. השדה המגנטי חוצא את האטמוספירה בקטבים.

כדור הארץ מופצץ באופן רציף ברוח השמש. רוח השמש היא פלסמה דלילה וחמה המגיעה מהשמש, קרי חלקיקים מיוננים, בעיקר אלקטרונים ופרוטונים. חלקיקים אילו נפלטים מהקורונה של השמש בטמפרטורה של כמה מליוני מעלות צלזסיוס במהירות של כ- 400 קילומטר לשניה. חלקיקים אילו של רוח השמש נעים על גבי שהשדה המגנטי של השמש. חשוב לציין כי השדה המגנטי של השמש לא מוגבל רק לשמש אלה משתרע על פני כל מערכת השמש. בעצם השדה המגנטי נישא על גבי הפלסמה של רוח השמש. הפלסמה מאוד מיוננת ומוליכה באופן חשמלי, לכן היא נושאת איתה את השדה המגנטי. בעצם השדה המגנטי "קופא" בתוך הפלסמה וכך השדה המגנטי של השמש ממלא את מערכת השמש. החלקיקים של רוח השמש נפלטים לכל הכיוונים. דרכם מוסטת בעיקבות אניטראקציה עם השדה המגנטי של כדור הארץ (הסטה זו הכי משמעותית במרחק של כ- 70,000 קילומטר. בסירטוט הסכמטי משמאל ניתן ליראות (קווים אדומים) את מסלולם של החלקיקם הללו, וכיצד מסלולם מוסט ממסלול ישר. החלקיקים הללו חוצים את האטמוספירה בקטבים.

זוהר הקטבים על כוכבי לכת אחרים

זוהר הקטבים על כוכב הלכת שבתאי כפי שצולם ע"י טלסקופ החלל ע"ש האבל. בשלוש התמונות שהורכבו מתמונות בתחון האולטרא סגול והאור הנראה ניתן להבחין בזוהר הקטבים באטמוספרה של שבתאי (האור הכחלחל בקרבת הקוטב הדרומי). צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.
זוהר הקטבים על כוכב הלכת שבתאי כפי שצולם ע"י טלסקופ החלל ע"ש האבל. בשלוש התמונות שהורכבו מתמונות בתחון האולטרא סגול והאור הנראה ניתן להבחין בזוהר הקטבים באטמוספרה של שבתאי (האור הכחלחל בקרבת הקוטב הדרומי). צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

זוהר הקטבים נצפה גם על כוכבי לכת אחרים במערכת השמש, כגון צדק, שבתאי, נגה ומאדים שלהם אטמוספרה ושדה מגנטי חזק. בכוכב הלכת צדק זוהר הקטבים נגרם לא רק ע"י רוח השמש כי גם ע"י פליטה של חלקיקים טעונים מהירח איו.

בצילום משמאל נראה זוהר הקטבים על כוכב הלכת שבתאי כפי שצולם ע"י טלסקופ החלל ע"ש האבל. בשלוש התמונות שהורכבו מתמונות בתחום האולטרא סגול והאור הנראה ניתן להבחין בזוהר הקטבים באטמוספרה של שבתאי (האור הכחלחל בקרבת הקוטב הדרומי).

ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית

מחברים


סמדר נאוז

כלים אישיים