Τι είναι το Airglow; Γιατί ο νυχτερινός ουρανός δεν είναι ποτέ πραγματικά σκοτεινός

Ποτέ δεν σκοτεινιάζει πραγματικά τη νύχτα εξαιτίας ενός φαινομένου που ονομάζεται airglow. Το Airglow είναι παρόμοιο σε χρώμα με το σέλας, αλλά δεν χρειάζεται να επισκεφτείτε μια πολική περιοχή για να το δείτε. Ενώ το σέλας είναι φως που απελευθερώνεται από την αλληλεπίδραση μεταξύ μαγνητόσφαιρας και ηλιακού ανέμου, η λάμψη του αέρα είναι μια μορφή χημειοφωταύγειας. Ακόμη και χωρίς φωτορύπανση, το καλύτερο επίγειο τηλεσκόπιο κοιτάζει στο διάστημα μέσα από ένα λεπτό πέπλο φωτός επειδή η ατμόσφαιρα λάμπει στο σκοτάδι!

•Το airglow ή nightglow είναι ένας τύπος χημειοφωταύγειας που κάνει την ατμόσφαιρα να λάμπει.
•Το φως παράγεται όταν τα άτομα και τα μόρια του αέρα απορροφούν ακτινοβολία και απελευθερώνουν φωτόνια.
•Το πιο κοινό χρώμα της λάμψης αέρα είναι το πράσινο, αλλά εμφανίζονται επίσης κόκκινο και μπλε.

Ιστορικό

Ο Σουηδός φυσικός Anders Ångström περιέγραψε για πρώτη φορά την λάμψη του αέρα το 1868. Εργαστηριακά πειράματα επαλήθευσαν τις χημικές αντιδράσεις μεταξύ αερίων στον αέρα που απελευθερώνουν φως. Η ενέργεια για τις αντιδράσεις προέρχεται από τις κοσμικές ακτίνες και τον φωτοϊονισμό των αερίων κατά τη διάρκεια της ημέρας. Ενώ η λάμψη του αέρα ονομάζεται μερικές φορές νυχτερινή λάμψη, είναι παρούσα και στις δύο πλευρές της ημέρας και της νύχτας του πλανήτη. Στην πραγματικότητα, η λάμψη είναι περίπου χίλιες φορές πιο φωτεινή όταν ο Ήλιος λάμπει στην ατμόσφαιρα. Επειδή η λάμψη τη νύχτα είναι αμυδρή, είναι καλύτερα να την δείτε σε μια περιοχή χωρίς φωτορύπανση.

Χρώμα αέρα και αιτίες

Τα πιο κοινά χρώματα αέρα είναι το πράσινο, το κόκκινο και το μπλε. Ωστόσο, εμφανίζονται και άλλα χρώματα. Τα χρώματα είναι χαρακτηριστικά των φωτοχημικών αντιδράσεων που συμβαίνουν σε διαφορετικά επίπεδα της ατμόσφαιρας. Το μεγαλύτερο μέρος του αποτελέσματος προέρχεται από το οξυγόνο στον αέρα.

Το πράσινο φως (μήκος κύματος 558 nm) είναι η πιο φωτεινή λάμψη αέρα. Προέρχεται από διεγερμένα άτομα οξυγόνου που βρίσκονται μεταξύ 90 και 100 km (56 έως 62 μίλια) σε ύψος. Αυτή η πράσινη ζώνη είναι εύκολα παρατηρήσιμη από το διαστημόπλοιο που κοιτάζει πίσω προς τη γη.

Η μπλε λάμψη αέρα προέρχεται από διεγερμένο μοριακό οξυγόνο (O₂ ) ύψους περίπου 95 χλμ. Η μπλε ζώνη είναι πιο αδύναμη από την πράσινη, αλλά είναι επίσης παρατηρήσιμη από το διάστημα.

Η κόκκινη λάμψη αέρα προέρχεται από διέγερση ατομικού οξυγόνου (Ο) στα 150 έως 300 km.

Τα άτομα νατρίου απελευθερώνουν κίτρινο φως σε ένα ατμοσφαιρικό στρώμα που βρίσκεται στα 92 km.

Οι ρίζες OH που βρίσκονται σε ένα στρώμα ύψους περίπου 86 έως 87 km εκπέμπουν κόκκινο και υπέρυθρο φως.

Ενώ η ένταση της λάμψης του αέρα εξαρτάται κυρίως από το αν είναι μέρα ή νύχτα, ποικίλλει επίσης ανάλογα με τον 11χρονο ηλιακό κύκλο. Η λάμψη αέρα είναι πιο φωτεινή κοντά στο ηλιακό μέγιστο.

Πώς να δείτε το Airglow

Εάν ζείτε σε μια περιοχή με σκοτεινό νυχτερινό ουρανό, μπορεί να μπορείτε να δείτε λάμψη αέρα αφού δώσετε στα μάτια σας χρόνο να προσαρμοστούν στο σκοτάδι. Το μπλε εμφανίζεται συχνά ως ένα αχνό μπλε πλύσιμο στον νυχτερινό ουρανό. Το κόκκινο εμφανίζεται ως μια αμυδρή λάμψη που μοιάζει με τον ελαφρύ θόλο πάνω από μια πόλη. Το πράσινο φαίνεται σαν μια αχνή λάμψη από ένα σέλας, αλλά αν το δείτε στα χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη, πιθανότατα είναι λάμψη αέρα.

Σε όλο τον κόσμο (εκτός από μια φωτεινή πόλη) μπορείτε να φωτογραφίσετε τη νυχτερινή λάμψη. Για να το δείτε, χρησιμοποιήστε μια κάμερα που έχει ρυθμιστεί σε μεγάλη έκθεση (20 έως 30 δευτερόλεπτα) και το ευρύτερο δυνατό διάφραγμα. Αν και η επιτυχία είναι πρακτικά εγγυημένη χρησιμοποιώντας μια καλή ψηφιακή φωτογραφική μηχανή με γρήγορο φακό, η λάμψη του αέρα μπορεί επίσης να παρατηρηθεί χρησιμοποιώντας ένα έξυπνο τηλέφωνο ή το GoPro που έχει ρυθμιστεί σε νυχτερινή λειτουργία.

Η αερολάμψη που παρατηρείται από την επιφάνεια της Γης έχει συχνά κυματιστή εμφάνιση ή σχηματίζει ακτίνες. Αυτό οφείλεται στα κύματα βαρύτητας στην ατμόσφαιρα. Το εφέ είναι ιδιαίτερα εύκολο να εντοπιστεί σε μια φωτογραφία μεγάλης έκθεσης.

Αερολάμψη από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό

Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS) έχει μια συνεχή θέα του σέλας και της λάμψης του αέρα. Σε αυτό το βίντεο, μπορείτε να δείτε το πράσινο, το κόκκινο και το μπλε σέλας ως κύματα που χορεύουν. Η λάμψη του αέρα εμφανίζεται ως το πράσινο σκέλος κατά μήκος του τόξου της καμπύλης της Γης και μερικές φορές ως μια μπλε λάμψη πιο κοντά στην επιφάνεια.

Αερολάμψη σε άλλους πλανήτες

Η Γη δεν είναι ο μόνος κόσμος με λάμψη αέρα. Το διαστημόπλοιο Venus Express εντόπισε φως σχεδόν IR από την ανώτερη ατμόσφαιρα της Αφροδίτης. Το φως προέρχεται από την αλληλεπίδραση μεταξύ ακτινοβολίας και μοριακού οξυγόνου και μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ). Εντοπίστηκαν επίσης εκπομπές υπεριώδους ακτινοβολίας.

Ο ανιχνευτής Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) της NASA φωτογράφισε νυχτερινή λάμψη στον Άρη. Η λάμψη βρίσκεται στην υπεριώδη περιοχή του φάσματος και προκαλείται από την εκπομπή μονοξειδίου του αζώτου.

Αναφορές

• Υψηλό, F. W.; et al. (2010). "Sky Variability in the y Band στην τοποθεσία LSST". Οι Εκδόσεις της Αστρονομικής Εταιρείας του Ειρηνικού . 122 (892):722–730. arXiv:1002.3637. doi:10.1086/653715
• Meinel, A. B. (1950). «Ζώνες εκπομπής OH στο φάσμα του νυχτερινού ουρανού I». Astrophysical Journal . 111:555. doi:10.1086/145296
• Mishin, E. V. et al. (2005). Αερολάμψη που προκαλείται από HF στο μαγνητικό ζενίθ:Θερμικές και παραμετρικές αστάθειες κοντά σε γυροαρμονικές ηλεκτρονίων. Επιστολές Γεωφυσικής Έρευνας Τομ. 32, L23106, doi:10.1029/2005GL023864
• Piccioni, G.; Zasova, L.; Migliorini, Α.; Drossart, Ρ.; Shakun, Α.; García Muñoz, Α.; Mills, F. P.; Cardesin-Moinelo, A. (1 Μαΐου 2009). «Νυχτερινή λάμψη οξυγόνου σχεδόν IR που παρατηρήθηκε από το VIRTIS στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Αφροδίτης». Journal of Geophysical Research:Planets . 114 (Ε5):E00B38. doi:10.1029/2008je003133