Cực quang: khoa học về Bắc cực quang và cách nhìn thấy chúng

Trở lại tháng 9 năm 2008, Joanna Lumley, ngôi sao của Tuyệt đối tuyệt vời , đã đưa người xem BBC vào cuộc hành trình chứng kiến Cực quang. Lumley đã bị mê hoặc bởi cực quang trong nhiều thập kỷ và khao khát được nhìn thấy nó, cuối cùng bà bắt tay vào chuyến thám hiểm của riêng mình tới các cực của Na Uy.

Bộ phim tài liệu, Joanna Lumley in the Land of the Northern Lights , đã thực hiện đúng lời hứa với một cao trào đầy cảm xúc, được bổ sung bằng những bức ảnh tua nhanh thời gian tuyệt đẹp đọng lại trong tâm trí của nhiều người sẽ trở thành những người săn tìm cực quang.

Trong những năm đi cùng người Anh đến các vùng khí hậu phía bắc để xem Ánh sáng, tôi đã nghe nhiều lời kể về việc xem bộ phim tài liệu đó, khía cạnh đáng nhớ nhất là phản ứng cảm động của chính Lumley.

Đọc thêm:

Sau một thời gian dài dự đoán, những người đó sau đó đã tự mình chạm trán với Ánh sáng, phản ứng của họ phản ánh hoàn hảo về người đã thúc đẩy họ.

Có một điều gì đó phổ biến về sự sợ hãi mà chúng ta cảm thấy trước một cuộc gặp gỡ kỳ lạ và tuyệt vời như vậy. Hình ảnh đầu tiên của tôi về màn hình cực quang sống động trên cao đã mê hoặc đến mức tôi không chút do dự bước về phía trước trong sự sợ hãi, bước lên một dòng suối đóng băng và lao một chân qua lớp băng.

Không cần phải nói, điều đó đã đưa tôi trở lại Trái đất một cách nhanh chóng! Nhưng ngay sau đó, tôi lại hoàn toàn bị mê hoặc bởi bầu trời, cái lạnh chỉ là một cảm giác nền không thể phá vỡ sự chú ý của tôi. Đó là một hiện tượng thực sự hấp dẫn hoàn toàn không giống bất kỳ thứ gì khác mà bạn từng thấy.

Đọc Thêm:  Hướng dẫn về các hành tinh: Sao Hải Vương

Không có gì đáng ngạc nhiên khi trình theo dõi đề xuất ‘danh sách nhóm’ lớn nhất trên internet xếp hạng nhìn thấy Đèn phía Bắc ở vị trí số một và bằng một biên độ rộng.

Tin đồn lan truyền khắp nơi, và những người may mắn được chứng kiến một màn trình diễn nổi bật ngay lập tức vừa hào hứng kể cho bạn bè của họ vừa không thể tìm đủ ngôn ngữ để diễn đạt công bằng. “Bạn chỉ cần nhìn thấy nó cho chính mình”.

Tất nhiên, không phải ai cũng cần phải đi du lịch để xem Đèn phía Bắc thường xuyên. Đối với vài triệu người ở các vùng phía bắc của địa cầu, chúng là một sự kiện quen thuộc hàng đêm giữa mùa thu và mùa xuân.

Không có hồ sơ chính xác về việc phát hiện ra chúng – những khu định cư sớm nhất ở Bắc Cực có niên đại hơn 1.000 năm – nhưng có những đề cập đáng chú ý về những lần nhìn thấy lịch sử ở những khu vực mà chúng hiếm khi xuất hiện; ví dụ, Hy Lạp cổ đại và Trung Quốc. Điều này chỉ có thể xảy ra trong những trường hợp đặc biệt, có lẽ chỉ một lần trong khoảng thời gian của nhiều thế hệ.

Cảnh tượng cực quang hẳn là không thể giải thích được đối với những nhân chứng ban đầu và khó tin, nếu không muốn nói là truyền thuyết tuyệt đối, đối với những người mà họ đã cố gắng giải thích.

Đọc Thêm:  Hai thiên hà vô tuyến khổng lồ được tìm thấy là một trong những thiên hà sáng nhất trong vũ trụ

Galileo, người đã rất quan tâm đến việc nghiên cứu các báo cáo, đề xuất rằng chúng được hình thành bởi ánh sáng mặt trời phản chiếu từ bầu khí quyển. Năm 1619, ông đặt ra thuật ngữ ‘aurora borealis’, từ tiếng Latinh: ‘Bình minh của phương Bắc’.

Trên thực tế, ‘Ánh sáng phương Bắc’ thực sự là cái tên cũ hơn nhiều. Trong ngôn ngữ Iceland cổ đại, chúng được gọi là ‘ Norðurljós ‘ – nghĩa đen là ‘Đèn phía Bắc’.

Đề xuất khoa học nghiêm túc đầu tiên về nguồn gốc của chúng đã không xuất hiện cho đến tận cuối thế kỷ 19, khi nhà vật lý người Na Uy Kristian Birkeland tái tạo chúng trong phòng thí nghiệm.

Sử dụng một quả cầu nhiễm từ để đại diện cho Trái đất, ông đã chứng minh rằng các hình bầu dục phát sáng xuất hiện xung quanh các cực từ khi chất khí bị kích thích bởi các electron năng lượng cao.

Ngày nay, không có bí mật nào về nguyên nhân gây ra hiện tượng cực quang. Cực quang là lời nhắc nhở liên tục về mối liên hệ không gián đoạn của hành tinh chúng ta với ngôi sao mẹ của nó.

Những gì chúng ta có xu hướng tưởng tượng là không gian trống rỗng trong Hệ Mặt trời thực sự tràn ngập bức xạ Mặt trời: các proton và electron thoát ra khỏi bầu khí quyển của Mặt trời với tốc độ trung bình 1,6 triệu km/h.

Đọc Thêm:  Mất bao lâu để đến Mặt trăng?

Các sự kiện khổng lồ, năng lượng cao như phóng xạ khối vành nhật hoa (CME) cũng giải phóng một lượng khổng lồ plasma mặt trời và năng lượng từ trường vào khu vực hành tinh.

Không hề phân bố trơn tru, gió Mặt trời có dạng cục, ảnh hưởng của nó đối với Trái đất luôn thay đổi.

Nghiên cứu về thời tiết không gian cho phép chúng ta dự đoán nguyên nhân của Cực quang, khi các hạt gió mặt trời bị từ trường của Trái đất bắt giữ và tăng tốc về phía các cực từ.

Lặn sâu vào bầu khí quyển, chúng tấn công các nguyên tử và phân tử khí, làm ion hóa chúng và dẫn đến giải phóng các màu sắc ánh sáng khác nhau. Sóng vô tuyến cũng được giải phóng và trong những điều kiện cụ thể, âm thanh răng rắc có thể được tạo ra.

Cường độ và chuyển động của Cực quang thay đổi một cách nhạy cảm với cả cường độ của gió Mặt trời và sự ổn định của môi trường từ tính của Trái đất.

Khi một túi năng lượng từ trường Mặt trời, được giải phóng trong CME, tấn công Trái đất, một cơn bão địa từ xảy ra, mở rộng kích thước của các hình bầu dục cực quang và đưa Cực quang đi xa hơn về phía nam.

Vào những thời điểm như vậy, chúng có thể che phủ bầu trời như đã thấy ở Bắc Cực và tách khỏi đường chân trời đối với những người quan sát ở Scotland, có thể nhìn thấy trên phần lớn phía bắc Vương quốc Anh.

Đọc Thêm:  Ngắm sao: Ảnh chụp Bầu trời đêm từ Kho lưu trữ của NASA

Màu sắc nổi bật nhất của cực quang là màu xanh lục, được giải phóng bởi các nguyên tử oxy bị kích thích ở độ cao 100–150 km so với mặt đất. Mắt của chúng ta nhạy cảm với màu này, ngay cả trong ánh sáng yếu.

Màn hình động của những tấm màn gợn sóng, nhảy múa thường có viền hơi hồng ở phía dưới và trong những khoảnh khắc thoáng qua, màu sắc có thể rất nổi bật so với màu xanh lá cây ở trên.

Màu hồng của cực quang là kết quả của sự pha trộn giữa ánh sáng xanh lam và đỏ do nitơ phân tử phát ra ở độ cao thấp hơn.

Máy ảnh, không có độ lệch màu của mắt thích ứng với bóng tối, có thể tạo ra dải màu đặc biệt từ màn hình sáng. Để biết thêm về điều này, hãy đọc hướng dẫn của chúng tôi về cách chụp ảnh cực quang.

Ở độ cao lớn, oxy nguyên tử tạo ra màu đỏ đậm, gần như đỏ thẫm phai dần từ đỉnh của bức màn cực quang đến các ngôi sao phía trên nó. Sự pha trộn màu sắc cũng có thể dẫn đến màu vàng và xanh lam xuất hiện với các mức độ rõ ràng khác nhau.

Trong khi đó, rèm cửa có thể treo lơ lửng hoặc nhảy múa tinh nghịch. Đôi khi chúng phân chia hoặc hợp nhất theo các ‘tờ’ trong từ trường của Trái đất.

Trong một màn hình cường độ cao, bạn có thể may mắn và thấy mình đang nhìn thẳng vào một vầng hào quang cực quang ở thiên đỉnh, khiến nó có vẻ như đang bao bọc lấy bạn.

Đọc Thêm:  Hedgehog Quiz Câu hỏi và câu trả lời

Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng cực quang chỉ có thể nhìn thấy ở đỉnh của chu kỳ mặt trời, xảy ra 11 năm một lần.

Do chúng ta đã bước vào Chu kỳ Mặt trời thứ 25 vào năm ngoái và hoạt động năng lượng mặt trời tối đa được dự báo vào năm 2025, điều này có nghĩa là phải chờ đợi khá lâu.

May mắn thay, điều này là không cần thiết. Mặc dù hoạt động năng lượng mặt trời tăng lên thực sự mang lại nhiều cơ hội hơn cho các hiện tượng cực quang bùng nổ, nhưng chúng vẫn có thể được nhìn thấy trong những năm yên tĩnh hơn với tần suất hợp lý.

Giữa tháng 9 và tháng 10 là thời điểm đặc biệt tốt để thực hiện chuyến thám hiểm đầu tiên của bạn để xem cực quang. Giữa tháng 11 và tháng 1, cái lạnh khắc nghiệt của những đêm phía bắc có thể là một thử thách thực sự.

Tháng 2 và tháng 3 là những tháng tốt hơn một chút và thường ít tốn kém hơn để đi du lịch. Trong những tháng mùa hè phía bắc, nhiều nơi ở các vĩ độ cao phía bắc trải qua những giờ ban đêm ngắn hoặc hoàn toàn không có đêm thực sự, vì vậy bầu trời không đủ tối để có thể nhìn thấy Cực quang.

Vương quốc Anh có nhiều điểm đến tuyệt vời để săn cực quang: Iceland, Na Uy, Thụy Điển và Phần Lan đều nổi tiếng với khả năng tiếp cận Cực quang trên mặt đất vững chắc, trong khi các chuyến du ngoạn và chuyến bay ngắn có thể đưa bạn đến Vòng Bắc Cực trên một chuyến đi chuyên dụng. chuyến đi.

Đọc Thêm:  Dân trí Khoa học và 'người nhện' trên sao Hỏa

Nhưng có thể nhìn thấy cực quang từ Vương quốc Anh. Hãy xem xét một chuyến đi săn cực quang đến Inverness. Tôi đã trải qua một phần thời thơ ấu của mình gần Lossiemouth, nơi có thể nhìn thoáng qua Ánh sáng trên Biển Bắc.

Trong những dịp hiếm hoi, chúng có thể được nhìn thấy xa về phía nam như Bắc Wales, mang đến cho hàng triệu người Anh cơ hội trải nghiệm hiện tượng này mà không cần phải đi quá xa.

Theo đuổi cực quang thành công là vấn đề chọn đúng thời gian và địa điểm, nhưng may mắn sẽ luôn đóng một phần, giống như bất kỳ hình thức thiên văn học nào khác.

Tuy nhiên, bất kể điều kiện nào, cái nhìn đầu tiên của bạn về kỳ quan thiên nhiên tráng lệ này sẽ luôn ở lại với bạn. Lạnh cóng hay một phần mây cũng không thể làm hỏng nó.

Hầu như tất cả những người mà tôi đã giới thiệu về Cực quang ban đầu đều mong đợi được hồi tưởng lại trải nghiệm trên truyền hình của Joanna Lumley, nhưng cô ấy đã may mắn hơn hầu hết những người khác.

Tuy nhiên, những gì cuối cùng họ nhìn thấy còn tuyệt vời hơn nhiều: vật thật. Đó là giá trị cuộc phiêu lưu!

Tom Kerss là một nhà thiên văn học, nhà truyền thông khoa học và là tác giả của The Northern Lights: The Definitive Guide to Auroras. Nghe podcast ngắm sao hàng tháng của anh ấy tại starsigns.live.

Viết một bình luận