เมื่อวันที่ 24 เมษายน 2023 รายงานเกี่ยวกับเหตุการณ์อากาศที่ไม่ปกติได้แพร่กระจายไปทั่วโซเชียลมีเดีย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผู้คนได้เห็นแสงเหนือในสถานที่ที่ปรากฏการณ์บรรยากาศนี้ไม่เกิดขึ้นตามปกติ ท้องฟ้าได้ถูกแต่งแต้มด้วยสีม่วง เขียว และเหลืองในแอริโซนา แคลิฟอร์เนียตอนกลาง และทางตอนใต้ของอังกฤษ ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า พายุแม่เหล็กได้ทำให้เกิดการแสดงแสงที่น่าตื่นตาตื่นใจในสถานที่เหล่านั้น แต่แสงเหนือเกิดขึ้นได้อย่างไรตามปกติและทำไมถึงมีสีสันเช่นนั้น? มาค้นหาคำตอบในบทความนี้
แหล่งที่มาของภาพ: The New York Times, โดย Ted Warren/Associated Press
แสงเหนือเกิดขึ้นได้อย่างไร?
แสงเหนือ หรือแสงออโรร่า เป็นปรากฏการณ์แสงธรรมชาติที่มักเกิดขึ้นใกล้กับขั้วโลกเหนือ แสงออโรร่าเกิดจากดวงอาทิตย์ แต่ไม่ใช่จากแสงของมัน มันคือลมสุริยะที่แต่งแต้มแสงหลากสีเหล่านี้เข้าสู่บรรยากาศของเรา นอกเหนือจากวงกลมอาร์กติก คุณสามารถเห็นแสงออโรร่าได้เกือบทุกวัน และยังสามารถเห็นได้ที่ขั้วโลกใต้ ซึ่งเรียกว่าแสงออโรร่าออสตราลิส
แสงออโรร่าเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคลมสุริยะที่มีประจุถูกจับโดยสนามแม่เหล็กของโลกและทำปฏิกิริยากับก๊าซในบรรยากาศ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเห็นปรากฏการณ์นี้ไม่เพียงแต่บนโลก แต่ยังบนดาวพฤหัสบดีด้วย นี่คือวิธีการทำงาน:
- โลกของเราพบกับกระแสของอนุภาคที่มีประจุจากดวงอาทิตย์
- สนามแม่เหล็กดึงอนุภาคออกไป ทำหน้าที่เหมือนเกราะป้องกัน
- แรงกดดันจากดวงอาทิตย์ “ปล่อย” ส่วนหนึ่งของเส้นสนามแม่เหล็ก
- ในบริเวณขั้วแม่เหล็ก อนุภาคที่มีประจุจากดวงอาทิตย์แทรกซึมเข้าสู่ชั้นป้องกันของโลก
- อนุภาคที่มีประจุเริ่มเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง นี่คือวิธีที่รังสีเกิดขึ้นในบรรยากาศของโลก
- อนุภาคที่มีประจุทำปฏิกิริยากับก๊าซในบรรยากาศ ทำให้เกิดก๊าซที่ตื่นเต้นและไอออนไนซ์ เป็นผลให้เกิดแสงสว่าง
บนดาวพฤหัสบดี อะตอมของไฮโดรเจนถูกกระตุ้นด้วยกระบวนการเดียวกัน แต่พวกมันเปล่งแสงในช่วงอัลตราไวโอเลต
แสงออโรร่าแต่ละอันมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว มีช่วงของแสง รูปร่าง และระยะเวลาที่แตกต่างกัน นี่เป็นเพราะองค์ประกอบของบรรยากาศที่ไม่สม่ำเสมอและ ปรากฏการณ์ทางอากาศ
สีของแสงออโรร่าขึ้นอยู่กับอะไร?
เมื่ออนุภาคที่มีประจุพบกับธาตุต่าง ๆ พวกมันจะสร้างสีที่แตกต่างกันของแสงออโรร่า สีที่พบมากที่สุดของแสงเหนือคือสีเขียวอ่อน มันเกิดจากการชนกันของอิเล็กตรอนกับอะตอมของออกซิเจน การชนกันของอนุภาคเดียวกันนี้ยังสามารถทำให้เกิดแสงสีแดงเข้มได้ ในขณะเดียวกัน อิเล็กตรอนที่ชนกับอะตอมของไนโตรเจนจะทำให้เกิดแสงออโรร่าสีม่วง
ความเข้มและความถี่ของลมสุริยะยังมีบทบาทในสีและรูปแบบของแสงออโรร่า ลมสุริยะที่แรงสามารถสร้างการแสดงที่เข้มข้นและแพร่หลายมากขึ้นด้วยสีที่สว่างและสดใสกว่า
ตารางด้านล่างสรุปสีของแสงออโรร่าและลักษณะของมัน:
| สีของแสงออโรร่า | ประเภทของก๊าซ | ความสูง |
|---|---|---|
| แดง | ออกซิเจนที่ระดับความสูงสูง | สูงกว่า 150 ไมล์หรือ 241 กม. |
| เขียว | ออกซิเจนที่ระดับความสูงต่ำ | สูงถึง 150 ไมล์หรือ 241 กม. |
| ม่วง | ไนโตรเจน | สูงกว่า 60 ไมล์หรือ 96 กม. |
| น้ำเงิน | ไนโตรเจน | สูงถึง 60 ไมล์หรือ 96 กม. |
ประเภทของแสงเหนือ
ท้องฟ้าสามารถเปล่งแสงได้หลายวิธีและด้วยความเข้มที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสาเหตุของแสงขั้วโลก พวกมันถูกแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:
- อิเล็กตรอน แสงเหนือประเภทนี้เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนที่มีประจุชนกับอนุภาคในอากาศ ทำให้เกิดแสงออโรร่าที่สว่างทั้งหมดที่ผู้คนชื่นชม
- โปรตอน ปรากฏการณ์ที่ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างดี ส่วนใหญ่โปรตอนชนกับอากาศในระหว่างพายุแม่เหล็ก แสงอาจมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า แต่คุณสามารถเห็นมันผ่านเลนส์ของกล้อง
- STEVE ในปี 2015 รอยแถบสีม่วงสว่างปรากฏขึ้นในท้องฟ้าของแคนาดา มันเกิดขึ้นเมื่อกระแสก๊าซร้อนประมาณ 5432°F (3,000°F) ชนกับอากาศ ดร. เอลิซาเบธ แมคโดนัลด์ นักฟิสิกส์อวกาศที่ NASA ได้คิดชื่อที่เหมาะสมสำหรับปรากฏการณ์ที่ไม่ซ้ำกันนี้ - การเพิ่มความเร็วการปล่อยความร้อนที่แข็งแกร่ง ชื่อย่อดั้งเดิมของวลีนี้คือ STEVE
แหล่งที่มาของภาพ: Elfiehall, CC BY-SA 4.0, ผ่าน Wikimedia Commons
ตามรูปแบบ การแสดงแสงออโรร่าถูกจัดประเภทเป็นประเภทต่อไปนี้:
- โค้ง โค้งเป็นหนึ่งในประเภทที่พบมากที่สุดของแสงออโรร่าและมีลักษณะเป็นแถบสว่างที่เปล่งแสงที่ยืดข้ามท้องฟ้า มักจะเห็นเป็นโค้งเดียวหรือหลายโค้งที่ตัดกันและสามารถแตกต่างกันในขนาดและรูปร่าง
- แถบ นี่เป็นอีกประเภทหนึ่งของแสงออโรร่าที่คล้ายกับโค้งแต่ปรากฏกว้างกว่าและมีโครงสร้างน้อยกว่า
- รังสี นี่เป็นประเภทของแสงขั้วโลกที่ดูเหมือนลำแสงแคบที่แผ่ออกมาจากจุดศูนย์กลาง พวกมันสามารถคงอยู่ได้นานหลายนาทีหรือแม้กระทั่งชั่วโมง และการเคลื่อนไหวของพวกมันอาจไม่สามารถคาดเดาได้ บางรังสีอาจดูเหมือนเต้นหรือกระพริบในท้องฟ้า เพิ่มความงดงามและความมหัศจรรย์ของแสงเหนือ
- กระจาย แสงออโรร่ากระจายเป็นจุดที่ไม่สม่ำเสมอในท้องฟ้า แสงชนิดนี้สงบ ไม่สว่าง มันสามารถคงอยู่ในท้องฟ้าได้นานพอสมควร ถึงหลายชั่วโมง แต่ไม่สามารถมองเห็นได้เสมอไปแม้ในเวลากลางคืน บางครั้งกล้องที่มีความไวต่อแสงสูงเท่านั้นที่สามารถช่วยได้
- แยก แสงเหนือประเภทนี้เป็นโครงสร้างที่สว่างและเปล่งแสงซึ่งมักจะยืดตามเส้นแม่เหล็ก แสงออโรร่าแยกมีอายุสั้น - บางครั้งพวกมันมีอยู่ไม่นานกว่าสองสามวินาที
- โคโรนา แสงออโรร่าโคโรนา หรือที่รู้จักกันในชื่อมงกุฎขั้วโลก ปรากฏเป็นวงแหวนรูปวงกลมหรือวงรีที่สว่างรอบขั้วแม่เหล็ก แสงออโรร่าประเภทนี้ค่อนข้างหายากและมีลักษณะเด่นด้วยขนาดที่น่าประทับใจและรูปร่างที่ไม่ซ้ำกัน ประเภทอื่น ๆ ของแสงออโรร่า เช่น โค้งหรือรังสี สามารถมาพร้อมกับโคโรนาและตัดกับวงแหวน
แหล่งที่มาของภาพ: Aurora Live
แสงเหนือเกิดขึ้นบ่อยแค่ไหน?
การเห็นแสงออโรร่าในท้องฟ้าทางเหนือไม่ใช่สิ่งที่แน่นอนสำหรับนักเดินทาง ในบางภูมิภาค มันปรากฏขึ้นถึง 200 ครั้งต่อปี ในขณะที่ในบางแห่งเพียงไม่กี่ครั้ง อย่างไรก็ตาม มีปัจจัยบางอย่างที่สามารถทำให้โอกาสในการเห็นภาพที่ไม่ซ้ำกันเพิ่มขึ้น
การเกิดแสงออโรร่าขึ้นอยู่กับกิจกรรมทางแม่เหล็กและสุริยะ พายุแม่เหล็กที่เรียกว่าช่วยเพิ่มความเป็นไปได้ในการเห็นมัน มีแม้กระทั่งเว็บไซต์และแอปพลิเคชันเฉพาะที่สามารถแสดงการพยากรณ์แสงออโรร่าได้ ในขณะเดียวกัน การรบกวนที่รุนแรงสามารถกระตุ้นให้เกิดแสงออโรร่าแม้ในละติจูดที่ต่ำกว่าปกติ เช่นเดียวกับในเดือนเมษายน 2023
สถานที่ที่ดีที่สุดในการดูแสงเหนือคือที่ไหน?
แหล่งที่มาของภาพ: Visit Finland, โดย Hannes Becker
แสงออโรร่ามักจะเห็นในวงแหวนที่ไม่สม่ำเสมอรอบเข็มขัดแม่เหล็กของโลก มันตั้งอยู่รอบ ๆ เส้นขนานที่ 77-79 และกว้างประมาณ 19 องศา ใกล้กับขั้วโลกโดยตรง คุณสามารถสังเกตแสงออโรร่าได้น้อยลง ส่วนใหญ่ในระหว่างพายุย่อยของแสงออโรร่า
สำหรับประสบการณ์ใหม่ในการไล่ตามแสงเหนือ ควรไปที่:
- สวีเดน ไอซ์แลนด์ ฟินแลนด์;
- อังกฤษหรือสกอตแลนด์;
- แคนาดา หรืออลาสก้า
แสงใต้เกิดขึ้นส่วนใหญ่ในแอนตาร์กติกาและทะเลอินเดีย แต่พวกมันยังปรากฏที่ Cape Willson ในออสเตรเลีย ในแทสเมเนีย นิวซีแลนด์ และทางตอนใต้ของอาร์เจนตินา
ฤดูแสงออโรร่า: เวลาที่ดีที่สุดในการสังเกตแสงขั้วโลกคือเมื่อไหร่?
บางครั้งคุณอาจต้องรอแสงออโรร่าหลายวันหรือแม้กระทั่งหลายสัปดาห์ ขึ้นอยู่กับภูมิภาค แต่เพื่อเพิ่มโอกาส คุณสามารถมุ่งเน้นไปที่ธรรมชาติที่เป็นวัฏจักรของกระบวนการ:
- รายวัน ผู้ชมมักจะสังเกตเห็นแสงออโรร่าระหว่างเวลา 21.00 น. ถึง 02.00 น. ตามเวลาท้องถิ่น
- ตามฤดูกาล แสงออโรร่าปรากฏบ่อยขึ้นระหว่างฤดูใบไม้ผลิ (20 มีนาคม) และฤดูใบไม้ร่วง (22-23 กันยายน) ดังนั้นจึงควรไป “ล่าแสงออโรร่า” ในฤดูใบไม้ผลิหรือฤดูใบไม้ร่วง
- สุริยะ ดวงอาทิตย์มีจุดสูงสุดของกิจกรรมทุก 11 ปี ในปี 2019-2020 ดวงอาทิตย์ผ่านช่วงต่ำสุดของกิจกรรมและเข้าสู่เฟสใหม่ จุดสูงสุดของมัน และดังนั้นประเภทของแสงออโรร่าที่สว่างที่สุด ถูกคาดการณ์ไว้สำหรับฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง 2025
แสงเมืองและเมฆหนาสามารถซ่อนแสงขั้วโลกจากการมองเห็นได้ ดังนั้นจึงควรสังเกตพวกมันกลางแจ้งและเฉพาะในสภาพอากาศที่แจ่มใส
