Wat een spektakel is een grote aurora, zijn glinsterende gordijnen en kleurrijke lichtstralen die een donkere lucht verlichten. Veel mensen noemen aurora het noorderlicht (de aurora borealis), maar er is ook zuiderlicht (de aurora australis). Hoe dan ook, als je het geluk hebt een glimp op te vangen van dit fenomeen, zul je het niet snel vergeten.

De aurora wordt vaak eenvoudig uitgelegd als "deeltjes van de zon" die onze atmosfeer raken. Maar dat is technisch niet juist, behalve in een paar beperkte gevallen. Dus wat gebeurt er om dit natuurlijke wonder te creëren?

We zien de aurora wanneer energetisch geladen deeltjes - elektronen en soms ionen - botsen met atomen in de bovenste atmosfeer. Hoewel de aurora vaak volgt op explosieve gebeurtenissen op de zon, is het niet helemaal waar om te zeggen dat deze energetische deeltjes die de aurora veroorzaken van de zon komen.

Het magnetisme van de aarde, de kracht die de kompasnaald stuurt, domineert de bewegingen van elektrisch geladen deeltjes in de ruimte rond de aarde. Het magnetische veld nabij het aardoppervlak is normaal gesproken stabiel, maar de sterkte en richting fluctueren wanneer er aurora wordt weergegeven. Deze fluctuaties worden veroorzaakt door een zogenaamde magnetische substorm:een snelle verstoring van het magnetische veld in de ruimte nabij de aarde.

Om te begrijpen wat er gebeurt om een ​​substorm te veroorzaken, moeten we eerst iets leren over plasma. Plasma is een gas waarin een aanzienlijk aantal atomen is afgebroken tot ionen en elektronen. Het gas van de bovenste regionen van de aardatmosfeer bevindt zich in plasmatoestand, evenals het gas waaruit de zon en andere sterren bestaan. Er stroomt continu een plasmagas weg van de zon:dit wordt de zonnewind genoemd.

Plasma gedraagt ​​zich anders dan de gassen die we in het dagelijks leven tegenkomen. Zwaai met een magneet in je keuken en er gebeurt niet veel. De lucht van de keuken bestaat voor een groot deel uit elektrisch neutrale atomen, dus het is vrij ongestoord door de bewegende magneet. In een plasma met zijn elektrisch geladen deeltjes ligt dat echter anders. Dus als je huis gevuld was met plasma, zou het rondzwaaien van een magneet de lucht doen bewegen.

Wanneer zonnewindplasma bij de aarde aankomt, interageert het met het magnetische veld van de planeet (zoals hieronder geïllustreerd - het magnetische veld wordt weergegeven door de lijnen die een beetje op een spin lijken). Meestal reist plasma gemakkelijk langs de lijnen van het magnetische veld, maar niet eroverheen. Dit betekent dat de zonnewind die bij de aarde aankomt, om de planeet heen wordt geleid en weggehouden van de atmosfeer van de aarde. Op zijn beurt sleept de zonnewind de veldlijnen naar buiten in de langwerpige vorm die aan de nachtzijde te zien is, de magnetotail genoemd.

Soms brengt bewegend plasma magnetische velden uit verschillende regio's samen, waardoor het patroon van magnetische veldlijnen lokaal wordt afgebroken. Dit fenomeen, magnetische herverbinding genaamd, luidt een nieuwe magnetische configuratie in en, belangrijker nog, ontketent een enorme hoeveelheid energie.

Deze gebeurtenissen vinden vrij vaak plaats in de buitenste atmosfeer van de zon, waardoor een explosieve energie vrijkomt en wolken van gemagnetiseerd gas, de zogenaamde coronale massa-ejecties, van de zon weg worden geduwd (zoals te zien is in de afbeelding hierboven).

Als een coronale massa-ejectie bij de aarde aankomt, kan dit op zijn beurt leiden tot herverbinding in de magnetotail, waardoor energie vrijkomt die elektrische stromen aandrijft in de ruimte nabij de aarde:de substorm. Sterke elektrische velden die zich in dit proces ontwikkelen, versnellen elektronen tot hoge energieën. Sommige van deze elektronen kunnen afkomstig zijn van de zonnewind, die door herverbinding in de ruimte nabij de aarde zijn toegelaten, maar hun versnelling in de substorm is essentieel voor hun rol in de aurora.

Deze deeltjes worden vervolgens door het magnetische veld naar de atmosfeer hoog boven de poolgebieden geleid. Daar botsen ze met de zuurstof- en stikstofatomen, waardoor ze gloeien als de aurora.

Nu je precies weet wat het noorderlicht veroorzaakt, hoe optimaliseer je je kansen om het te zien? Zoek donkere luchten ver van steden en dorpen. Hoe verder naar het noorden, hoe beter, maar je hoeft niet in de poolcirkel te zijn. We zien ze af en toe in Schotland, en ze zijn zelfs gespot in het noorden van Engeland, hoewel ze nog steeds beter te zien zijn op hogere breedtegraden.

Websites zoals AuroraWatch UK kunnen u vertellen wanneer het de moeite waard is om naar buiten te gaan. En onthoud dat, hoewel gebeurtenissen op de zon ons een waarschuwing van een paar dagen kunnen geven, deze indicatief zijn en niet onfeilbaar. Misschien ligt een deel van de magie in het feit dat je een beetje geluk nodig hebt om de aurora in al zijn glorie te zien.