الشفق القطبى.. كيف ترسم الشمس لوحات الضوء فى سماء الأرض؟

منذ عامين وبالتحديد في مثل هذا اليوم، 10 مايو 2024، وقعت سلسلة من العواصف الشمسية تؤثر على الأرض، مما أدى إلى ظهور الشفق القطبي عند خطوط عرض أقل من المعتاد.

وظل الشفق القطبي، المعروف باسم “الأضواء الشمالية” أو “الأورورا بورياليس”، واحدًا من أكثر الظواهر الطبيعية إثارة لدهشة البشر عبر آلاف السنين، لما يحمله من ألوان متحركة ومشاهد ضوئية ساحرة تزين السماء ليلًا، خاصة في المناطق القريبة من القطبين.

ويُطلق اسم “الأضواء الشمالية” على الظاهرة عندما تظهر في نصف الكرة الأرضية الشمالي، بينما تُعرف باسم “الأضواء الجنوبية” أو “الأورورا أوستراليس” عندما تظهر في نصف الكرة الجنوبي.

كيف يتشكل الشفق القطبي؟

بحسب الدراسات العلمية، يحدث الشفق القطبي نتيجة تفاعل معقد بين المجالين المغناطيسيين للشمس والأرض، فيما يعرف بـ”طقس الفضاء”.

وتنتج الشمس باستمرار جسيمات مشحونة عالية الطاقة ضمن ما يعرف بالرياح الشمسية، وعندما تصل هذه الجسيمات إلى الأرض، يقوم المجال المغناطيسي للكوكب بصد معظمها، بينما تتجه بعض الجسيمات نحو القطبين الشمالي والجنوبي، لتصطدم بذرات وجزيئات الغلاف الجوي.

وعند حدوث هذا الاصطدام، تطلق الذرات طاقة على هيئة أضواء ملونة تظهر في السماء بأشكال متحركة ومتموجة، وهي ما يعرف بالشفق القطبي.

لماذا تتعدد ألوان الشفق؟

تختلف ألوان الشفق القطبي بحسب نوع الذرات التي تصطدم بها الجسيمات المشحونة وارتفاعها في الغلاف الجوي.

ويُعد اللون الأخضر الأكثر شيوعًا، وينتج عن اصطدام الجسيمات بذرات الأكسجين على ارتفاع يتراوح بين 100 و200 كيلومتر فوق سطح الأرض.

أما اللون الأحمر، فيظهر على ارتفاعات أعلى من 200 كيلومتر نتيجة تفاعل الجسيمات مع الأكسجين أيضًا، لكنه يُعتبر أقل شيوعًا.

في حين تنتج الألوان الوردية والبنفسجية والزرقاء عن اصطدام الجسيمات بذرات النيتروجين في الطبقات المنخفضة نسبيًا من الغلاف الجوي. كما قد يظهر اللون الأصفر أحيانًا نتيجة اختلاط عدة ألوان معًا.

نشاط الشمس وتأثيره

يرتبط ظهور الشفق القطبي بشكل مباشر بالنشاط الشمسي، إذ تمر الشمس بدورة تستغرق نحو 11 عامًا، تتغير خلالها قوة مجالها المغناطيسي.

وخلال ذروة النشاط الشمسي، تزداد الانفجارات الشمسية والعواصف المغناطيسية، ما يؤدي إلى إطلاق كميات أكبر من الجسيمات المشحونة نحو الأرض، وبالتالي تصبح ظاهرة الشفق أكثر قوة ووضوحًا.

أين يمكن مشاهدة الشفق القطبي؟

تُعد الدول القريبة من القطب الشمالي، مثل آيسلندا وفنلندا وكندا، من أفضل الأماكن لرؤية الشفق القطبي، نظرًا لقربها من المنطقة التي تدخل منها الجسيمات المشحونة إلى الغلاف الجوي بسهولة أكبر.

لكن في فترات النشاط الشمسي القوي، قد يمتد ظهور الشفق إلى مناطق أبعد جنوبًا، مثل بريطانيا والولايات المتحدة.

أفضل أوقات المشاهدة

يؤكد العلماء أن أفضل أوقات مشاهدة الشفق القطبي تكون غالبًا خلال شهري مارس وأبريل، وأيضًا سبتمبر وأكتوبر، خاصة في فترات الاعتدالين الربيعي والخريفي، عندما تتفاعل المجالات المغناطيسية للشمس والأرض بطريقة تعزز ظهور الظاهرة.

كما يُفضل الابتعاد عن المدن ومصادر الإضاءة القوية، واختيار أماكن مرتفعة وسماء صافية للحصول على أفضل فرصة لرؤية الشفق بوضوح.

ظاهرة لا تقتصر على الأرض

ولم تقتصر ظاهرة الشفق القطبي على كوكب الأرض فقط، إذ رصد العلماء ظهورها أيضًا على كواكب أخرى مثل المشتري وزحل والمريخ، بل وحتى حول بعض الأجرام البعيدة خارج النظام الشمسي.