بحث عن ألوان الشفق القطبي وتفسيراتها

تعدّ ظاهرة الشفق القطبي من أجمل الظواهر الطبيعية، حيث تتلون السماء بمزيجٍ من الألوان البرّاقة المبهجة، ولكن ما سر ألوان الشفق القطبي وما هي أبرزها وما آلية حدوثها؟، جميع هذه التفاصيل وأكثر سنتعرف عليها في مقال اليوم المشوق...

متابعة ممتعة نرجوها لكم..

ألوان الشفق القطبي

تتعدد ألوان الشفق القطبي وتتداخل فيما بينها لتبدو بشكل رائع، وهناك مجموعة ألوان رئيسية في الشفق القطبي ينتج عن تداخلها ظهور ألوان إضافية، تشمل هذه الألوان:

• الأخضر: ينتج عن تصادم جزيئات الأوكسجين والنتروجين بغبار الشمس، ويحدث في ارتفاع 100_300 كم، ويبرز هذا اللون بوضوح، ويزداد وضوحاً بالتناسب مع زيادة كمية الغبار الشمسي في الغلاف الجوي.
• الأحمر: يحدث عند وصول الغبار الشمسي إلى جوف الغلاف الجوي واصطدامها بعنصر الاوكسجين، يحدث في ارتفاع 300_400 كم، غالباً ما يعلو الطبقة وردية اللون.
• الأزرق: ينتج عن تصادم غبار الشمس بذرات الهيدروجين والهيليوم، يبدو باللون الأرجواني أيضاً ويصعب رؤيته في الظلام الدامس، إذا يرى في السماء الصافية عند ارتفاع أقل من 120 كم.

آلية حدوث ظاهرة الشفق القطبي الرائعة 

إن هذه الظاهرة الفلكية المدهشة ترتكز على محورين، أولهما هو الغبار الشمسي الذي ينتشر عقب الانفجارات الشمسية، والثاني عبارة عن جزيئات العناصر الكيميائية المشحونة والأيونات المنتشرة في الغلاف الجوي، أهمها: الأوكسجين، الهيدروجين، النتروجين والهيليوم وغيرها..

يسبب هذا التصادم بين الغبار الشمسي والجزيئات الكيميائية اضطراب طاقي، وعندما تقوم هذه الجزيئات الذرية بالعودة إلى مستوياتها الطاقية الأولية تنبعث منها أطياف مرئية بأطوال موجية متباينة وتظهر ألوان متفاعلة ذات أشكال مبهجة ترى بالعين المجردة تعرف بظاهرة الشفق القطبي.

ما هو شكل الشفق القطبي؟

تكثر أوصاف ظاهرة الشفق القطبي حيث يراها الجميع على أنها لوحة فنية مبهرة من صنع الطبيعة.

لكن علمياً يعتبر الشفق القطبي ستائر ضوئية سماوية، تكون فيها التدرجات اللونية لولبية أو متقوسة.

تغير أشكال التدرج اللوني والتوزيعات المرئية يعزى إلى توزع الإلكترونات ضمن منطقة الغلاف الجوي والمغناطيسي والتسارع الفضائي لحركتها.

وعلى العموم يصنف علماء الفلك ظاهرة الشفق القطبي إلى شكلين كما يلي:

1. الشكل الغيمي: يبدو على هيئة تندفات ضخمة تكون سماكتها بمقدار مئات الأمتار.
2. الشكل الشريطي: يظهر هذا الشكل على هيئة تموجات لونية ممتدة على مئات الكيلومترات شرقاً وغرباً.

تفسير ألوان الشفق القطبي

كما ذكرنا مسبقاً، فإن ألوان الشفق القطبي المرئية تنجم عن تغيرات الأطوال الموجية المنبعثة من ذرات وجزيئات العناصر الكيميائية، يحدث ذلك عندما تعود الإلكترونات المضطربة إلى مستوياتها الطاقية الأولية.

تعتمد تغيرات الطول الموجي على الغازات الجوية والطيف المغناطيسي والكهربائي فيه، أي تتأثر طاقة الجسيمات الذرية المشحونة بالغبار الشمسي.

وفي حين تتكون طبقات الغلاف الجوي من مجموعة غازات كيميائية، كل من هذه الغازات الكيميائية تتدخل في ظهور درجات لونية محددة كما يلي:

• غاز النيتروجين: اللون الأزرق + اللون الأحمر الداكن.
• غاز الأوكسجين: اللون الأخضر (557.7 نانو متر) + اللون الأحمر (630 نانو متر).

وفيما يخص الألوان الإضافية خارج ألوان الطيف الرئيسية فهي تنتج بعوامل عديدة.

فقد تكون ألوان الشفق القطبي أصفر مخضر أو أحمر بأشعة طويلة نتيجة تحول الأشعة الموجية الطويلة إلى قمم الطيف وحوافه السفلية.

وفي بعض الأحيان النادرة للغاية والتي تظهر كل 10 سنوات على الأكثر، يمكن أن يظهر اللون الأزرق الباهت عند ملامسة أشعة الشمس للجزء العلوي من الشفق القطبي.

علاوةً على ذلك، يمكن أن يكون الشفق باللون الأحمر الداكن من المنطقة العلوية، ويمكن أن يظهر اللون الرمادي في القاع السفلي.

وفي الختام، كانت هذه أهم التفسيرات العلمية والتفاصيل المثبتة حول ألوان الشفق القطبي التي تبهج الناظرين وتشكل حدث فلكي مذهل ينتظره الملايين على مدار العام، آملين أن تكونوا قد استمتعتم معنا ودمتم بخير..

مع تحيات فريق معلومة..