Näyttämötunneleita kutsutaan napapiirillä nimellä revontulet eli aurora borealis eli pohjoiset valot, kun taas napapiiriä ympäröivillä alueilla niitä kutsutaan nimellä australis eli eteläiset valot eli revontuli.
Nämä dramaattiset ja värikkäät valot syntyvät, kun aurinkotuulen sähköisesti varautuneet hiukkaset pääsevät Maan ilmakehään ja ovat vuorovaikutuksessa ilmakehän kaasujen kanssa.
Korkea-energisten hiukkasten virta
Aurinko lähettää jatkuvasti avaruuteen sähkömagneettista säteilyä ja korkeasti virittyneitä hiukkasia, jotka aiheuttavat avaruussään. Aurinkotuuli on osa avaruussäätä. Se on jatkuva korkeasti virittyneiden hiukkasten – enimmäkseen elektronien ja protonien – virta, joka virtaa Auringosta ulos avaruuden halki hyvin suurella nopeudella ja korkeassa lämpötilassa. Aurinkotuuli voi saavuttaa miljoona mailia tunnissa.
Maa: Maa on jättimagneetti, jonka magneettikenttä ulottuu Maan ytimestä avaruuden alueelle, jossa se kohtaa aurinkotuulet. Tämän kentän aluetta, jossa Maan magneettinen vaikutus hallitsee aurinkotuulia, kutsutaan magnetosfääriksi. Sen muoto ja koko muuttuvat jatkuvasti, kun aurinkotuulet pommittavat sitä.
Maailman magneettikehä suojaa maapalloa aurinkotuulilta ja muilta haitallisilta kosmisilta säteiltä. Se torjuu suurimman osan aurinkotuulen voimakkaasti varautuneista hiukkasista ja estää niitä pääsemästä Maan ilmakehään.
Korkea-energiset törmäykset
Maapallon magnetosfäärin tehtävänä on suojella maapalloa aurinkotuulen voimakkaasti varautuneilta hiilidioksidihiukkasilta, mutta toisinaan, kun olosuhteet ovat sopivat, nämä hiukkaset pääsevät Maan ilmakehän molemmilla navoilla oleviin tiloihin, joissa ne törmäävät toisiinsa ja ovat vuorovaikutuksessa kaasumolekyylien ja -atomeiden kanssa.
Kun tällaisia törmäyksiä tapahtuu, aurinkotuulen elektronien energia siirtyy ilmakehän eri kaasujen atomien elektroneihin. Mahdollinen ylimääräinen energia vapautuu sitten näistä virittyneistä atomeista valon muodossa.
Auroraaliset valonäytökset tapahtuvat yleensä 80,46 kilometrin (50 mailin) ja 321,87 kilometrin (200 mailin) korkeudella Maan pinnasta.
Monia eri värejä
Vapautuvan valon väri riippuu siitä, millaisia kaasumolekyylejä on kyseessä oleva kaasumolekyylityyppi, mikä on niiden sähköinen olotila törmäyshetkellä, ja minkä tyyppisiin aurinkotuulen hiukkasiin ne törmäävät. Happiatomit säteilevät kelta-vihreää tai punaista valoa, kun taas typpiatomit tuottavat sinistä tai purppuranpunaista valoa. Kaasujen sekoitus Maan ilmakehässä synnyttää monivärisiä revontulia.
Koska aurinkotuulen hiukkaset kulkeutuvat jatkuvasti Maan ilmakehään ja ovat vuorovaikutuksessa kaasuatomien kanssa, revontulinäytökset voivat olla sekä staattisia että dynaamisia – ne voivat vaihtaa muotoaan ja värejään ja sykkiä taivaalla.
Ja monia erilaisia muotoja
Auroraalien muodot jakautuvat yleensä kuuteen luokkaan – verhot, kaistaleet, hunnut, koronat, laikut ja säteet.
Parhaat paikat nähdä revontulia
Etelävalot nähtynä avaruudesta.
NASA
Jos ihminen katsoisi avaruudesta, hän näkisi renkaanmuotoisen revontulen, joka ulottuu noin 2500 mailin (4000 km) päähän molempien napojen ympäri. Tämä revontulivyöhyke kattaa Keski- ja Pohjois-Alaskan ja Kanadan, Grönlannin, Pohjois-Skandinavian ja Venäjän pohjoisella pallonpuoliskolla sekä Etelämantereen eteläisellä pallonpuoliskolla. Etelässä revontulia voi joskus nähdä Etelä-Australiasta, Uudesta-Seelannista ja Chilestä.
Joskus suuri auringon aktiivisuus voi johtaa voimakkaisiin ja rajuihin aurinkotuulen puuskiin, jotka ovat vuorovaikutuksessa Maan magnetosfäärin kanssa ja aiheuttavat geomagneettisen myrskyn. Tämä voi laajentaa napojen ympärillä olevaa aluetta, josta revontuliaktiivisuutta voidaan havaita, mikä lisää revontulien havaitsemismahdollisuuksia alemmilla leveysasteilla.
Hyvin harvoin revontulinäytöksiä voidaan havaita paikoista, jotka ovat lähellä päiväntasaajaa. Esimerkiksi vuonna 1909 erittäin voimakkaan geomagneettisen myrskyn vuoksi Singaporessa asuvat ihmiset pystyivät havaitsemaan revontulinäytöksiä.
Milloin on paras aika nähdä revontulia?
Vaikka revontuliaktiviteettia ja revontulia voi esiintyä ympäri vuoden, päivällä ja yöllä, paras aika niiden havaitsemiseen on yöllä talvikuukausina. Tämä johtuu siitä, että talvella pohjois- ja etelänavan ympärillä olevilla alueilla on pidemmät pimeysjaksot.
Aurorit on parasta havaita keskiyön tienoilla – jolloin on pimeintä – kirkkaana yönä ja paikassa, joka on kaukana kaupungista. Valonlähteet – keinotekoiset tai luonnolliset, kuten täysikuun aiheuttamat – voivat vaikeuttaa revontulien havainnointia.
Kuun vaiheet kaupungissasi
11 vuoden sykli
Aurorit ovat suoraan yhteydessä Auringon aktiivisuuteen, jota mitataan auringonpilkkujen lukumäärällä – Auringon pinnalla olevilla tummilla pilkkuilla, jotka johtuvat Auringon korkeasta magneettisesta toiminnasta. Suurempi auringonpilkkujen määrä tarkoittaa, että Aurinko työntää ulos suuremman määrän voimakkaasti varattuja hiukkasia. Tämä puolestaan voi johtaa suurempaan revontuliaktiivisuuteen maapallolla.
Aurinkotähtitieteilijät ovat havainneet, että aurinko käy läpi auringon aktiivisuuden syklejä. Tämä sykli, jota kutsutaan myös aurinkosykliksi, toistuu 11 vuoden välein.
Tutkijat ovat havainneet 24 aurinkosykliä vuodesta 1755 lähtien, jolloin ihmiset alkoivat rekisteröidä auringon aktiivisuutta. 24. aurinkosyklin sanotaan saavuttaneen huippunsa joskus vuoden 2013 puolivälissä.
Tiesitkö?
Auroroita on havaittu myös joillakin muilla planeetoilla. Kaikilla planeetoilla, joilla on magneettikenttä ja ilmakehä, on revontuliaktiivisuutta.
Teemat: Aiheet: Tähtitiede, aurinko, ilmakehän ilmiöt
