شفق قطبی چگونه ایجاد می‌شود؟

العربیه: شفق قطبی پدیده‌ای رنگارنگ است که در بالای جو زمین در هر دو نیمکره شمالی و جنوبی به رنگ‌های سبز و قرمز یا بعضی وقت‌ها آبی و بنفش ظاهر می‌شود.

ستاره‌شناس ایتالیایی گالیله که به خطا به این باور رسیده بود که پدیده مذکور در اثر انعکاس نور خورشید بر جو زمین ایجاد می‌شود، با الهام از الهه رومی سپیده‌دم، نام شفق (Aurora) را در سال 1619 برای آن برگزید.

شفق قطبی در حقیقت نتیجه بَرهَم‌کُنش باد خورشیدی و گازهای جو زمین است. باد خورشیدی جریانی از ذرات باردار الکتریکی به نام یون‌هاست که گهگداری از خورشید ساطع می‌شود و در فضا به همه سو حرکت می‌کند.

هنگامی که باد خورشیدی به جو زمین می‌رسد، با میدان مغناطیسی سیاره برخورد می‌کند و جریان‌هایی از ذرات باردار تولید می‌کند که به سمت قطب‌های زمین کشیده می‌شوند، و برخی از یون‌ها در لایه‌ای از جو به نام یونوسفر به دام می‌افتند.

یون‌ها با اتم‌های گاز، عمدتاً اکسیژن و نیتروژن، برخورد می‌کنند و آنها را با انرژی اضافی باردار می‌کنند. انرژی حاصل از بَرهَم‌کُنش یون‌ها و اتم‌ها به صورت ذرات نور یا فوتون آزاد می‌شود. رنگ‌های مختلف شفق قطبی نشان می‌دهد که باد خورشیدی در کجای جو زمین و با کدام گازها برخورد کرده است.

شفق قطبی در تمام سیاره‌های منظومه شمسی به جز عطارد مشاهده شده‌اند. حتی زهره و مریخ که میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی دارند یا اصلا ندارند، شفق قطبی دارند. این پدیده حتی در یک «سیاره سرکش» غول‌پیکر در فاصله 20 سال نوری از منظومه شمسی مشاهده شده است.

وقوع شفق قطبی در برخی سال‌ها بیشتر می‌شود، چرا که فعالیت لکه‌های خورشیدی که بادهای خورشیدی را ایجاد می‌کنند، در یک چرخه یازده‌ساله کم و زیاد می‌شود. روند افزایشی فعلی در سال 2019 آغاز شده است و در 2024 یا 2025 به اوج خود می‌رسد.