Kutup ışıkları ya da aurora, gökyüzünde daha yüksek enlemlerde görülen renkli ışık şeritlerine verilen addır. Tam adıyla aurora borealis özellikle kuzey kutup dairesi yakınında görülür. Güney yarımkürede de aurora australis veya güney ışıkları görülmektedir. Gördüğünüz ışık, üst atmosferdeki oksijen ve azot tarafından salınan fotonlardan geliyor. Güneş rüzgârındaki enerji dolu parçacıklar iyonosfer denilen atmosferin katmanına çarparak atomları ve molekülleri iyonlaştırıyor. İyonlar stabil hale geldiğinde saldıkları enerji kuzey ışıklarını oluşturuyor.
Kutup ışıkları nasıl oluşur?
Bir Güneş patlaması sırasında Güneş'ten yayılan yüklü parçacıklar, Dünya'nın manyetik kalkanına nüfuz eder ve atmosferimizdeki atomlar ve moleküllerle çarpışır. Bu çarpışma kuzey ışıklarını (aurora borealis) oluşturur; sayısız küçük ışık patlaması yani fotonlar meydana getirir.
Her element belirli dalga boylarını yansıtır, bu nedenle gördüğünüz renkler enerji kazanan atomun türüne, ne kadar enerji aldığına ve ışığın dalga boylarının birbiriyle nasıl birleştiğine bağlıdır. Güneş'ten ve aydan yansıyan ışık da renkleri etkileyebilir.
Tek renkli bir aurora da görebilirsiniz. Ayrıca şeritlerde gökkuşağı benzeri bir efektle karşılaşmak da mümkündür. Güneş'ten saçılan ışık kutup ışığına mor veya menekşe rengini verebilir. Ayrıca yeşil veya sarı-yeşil katmanın üzerinde kırmızı ışıklara rastlanabilir. Yeşil ve mavi sıklıkla bir arada olur. Tabanı pembe kutup ışıkları görülebilir.
Tek renkli kutup ışıkları
Daha önce düz yeşil ve koyu kırmızı olanları da görülmüştür. Yeşil en üst enlemlerde görülürken, kırmızı nadirdir. Öte yandan, alt enlemlerde daha çok kırmızı olma eğilimindedirler.
Elementlerin emisyon renkleri
- Oksijen: Kutup ışıklarındaki en yaygın element oksijendir. Oksijen canlı yeşil (557.7 nm dalga boyu) ve ayrıca koyu kahverengimsi kırmızının (630.0 nm dalga boyu) oluşumundan sorumludur. Saf yeşil ve yeşilimsi sarı renk, oksijenin uyarılmasından kaynaklanır.
- Azot: Azot, mavi (çoklu dalga boylarında) ve kırmızı ışık yayar.
- Diğer gazlar: Atmosferdeki diğer gazlar da uyarıldıklarında ışık yayar, ancak dalga boyları insan görüşünün dışında olabilir veya görünemeyecek kadar soluk olabilir. Hidrojen ve helyum mavi ve mor ışık yayar. Gözlerimiz bu renklerin hepsini göremese de, fotoğraf filmi ve dijital kameralar genellikle daha geniş bir renk yelpazesine sahiptir.
Rakıma göre kutup ışıkları renkleri
- 240 km yukarıda – kırmızı – oksijen
- 240 km'ye kadar kadar – yeşil – oksijen
- 100 km üzeri – mor – azot
- 100 km'ye kadar – mavi – azot
Siyah kutup ışıkları
Bazen bir kutup ışığında siyah şerit bulunabilir. Siyah bölge yıldız ışığını engelleyebilecek yapıda olabilir. Siyah kutup ışığı büyük olasılıkla elektronların gazlarla etkileşmesini önleyen üst atmosferdeki elektrik alanlarından kaynaklanmaktadır.
Diğer gezegenlerde gözlenir mi?
Dünya kutup ışıkları olan tek gezegen değildir. Gökbilimciler örneğin Jüpiter, Satürn ve İo'da aurora fotoğrafları çektiler. Ancak bu gezegenlerde kutup ışıklarının renkleri farklıdır çünkü atmosferleri aynı değildir. Bir gezegenin veya ayın kutup ışığına sahip olması için tek şart, enerji dolu parçacıklar tarafından bombalanan bir atmosfer bulundurmasıdır. Gezegenin manyetik alanı varsa, kutup ışığı her iki kutupta da oval bir şekle sahip olacaktır. Manyetik alanı olmayan gezegenlerde hala kutup ışıkları oluşabilir, ancak düzensiz olarak şekillenecektir.