בשני המקרים, האורורה נגרמת על ידי התנגשות בין חלקיקים טעונים מהשמש לגזים שונים באטמוספרה של כדור הארץ. ברוב המקרים, אורורה שמופיעה בקוטב אחד של כדור הארץ מופיעה כתמונת-מראה לאורורה בקוטב השני, בצורות ובצבעים דומים. תכף נבין מדוע זה קורה, אבל ראשית – מהו זוהר הקוטב?
זוהר הקוטב הוא אורות, לרוב ירוקים ולפעמים גם אדומים, צהובים, ירוקים, כחולים וסגולים, המופעים בשמי הקוטב הצפוני או הדרומי. האורורות יכולות להופיע במגוון צורות וגדלים, מרצועות צרות של אור לקשתות, אדוות או וילונות כבדים שמכסים את השמים בזוהר מסנוור. את הזוהר ניתן לראות בכל מקום שאין בו זיהום אור, כלומר רחוק מאורות העיר הגדולה.
למרות שהזוהר מופיע בדרך כלל מעל הקטבים של כדור הארץ, במקרים חריגים הוא יכול להתפשט גם לאזור קו המשווה. ב-1 ו-2 בספטמבר 1859, באירוע שנקרא אירוע קרינגטון ותכף נספר עליו, זוהר הקוטב האיר מדינות משווניות כמו קובה, מקסיקו, סין ואפילו ישראל.
אז מה גורם לשמים שלנו לזהור פתאום? התשובה נמצאת בפעילות השמש, ובאופן ספציפי, באופן שבו כדור הארץ הודף את החלקיקים הטעונים המגיעים מהשמש. את כדור הארץ מקיפות שתי חגורות של חלקיקים טעונים חשמלית הנקראות חגורות ואן אלן. מקורם של החלקיקים הטעונים בחגורות ואן אלן הוא בקרינה הקוסמית המגיעה מהחלל ובזרם המתמיד של החלקיקים הטעונים שפולטת השמש, זרם שנקרא רוח סולארית או רוח השמש. החגורות נצמדות לכדור הארץ מגובה רב – אחת פנימית בגובה של כמה אלפי קילומטרים מעל הקרקע, ואחת חיצונית בגובה עשרות אלפי קילומטרים – וזאת הודות לשדה המגנטי שהוא מייצר בזמן סיבובו על צירו, בדומה לדינמו.
כך כדור הארץ "משתמש" ברוח הסולארית כדי להגן על האטמוספרה שלו מפניה: חלקיקים טעונים חשמלית שנלכדו בעבר על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ הודפים את החלקיקים הטעונים חשמלית שנפלטים עכשיו מהשמש. אם החלקיקים הטעונים מהשמש היו חודרים לכדור הארץ הם היו מעיפים לחלל את החלקיקים באטמוספרה שלנו, כפי שקרה בעבר לכוכבי לכת אחרים, דוגמת מאדים, שמדענים סבורים שהיתה לו פעם אטמוספרה סמיכה הרבה יותר.
מהו הצבע של זוהר הקוטב?
מאחר ששתי חגורות החלקיקים קשורות לעולמנו בכוח השדה המגנטי של כדור הארץ, הן עוטפות את העולם שלנו בצורתם של קווי השדה המגנטי שסביב הכדור – כשתי לולאות תלת-ממדיות, המתחילות בקוטב אחד ומסתיימות בשני. מסיבה זו, החגורות יוצרות למעשה שני משפכים בקוטב הדרומי והצפוני של הכדור, כלומר בשני קטביו של המגנט הענק. שם, היכן שחגורות ואן אלן חלשות בהרבה, חלקיקים טעונים מהשמש מצליחים לפעמים להגיע גם לאטמוספרה בשעת עומס.
הזוהר שאנו רואים בשמים הוא תוצאה של חלקיקים טעונים מהשמש שהצליחו לחמוק מבעד לחגורות ואן אלן והתנגשו במולקולות האוויר בכדור הארץ, לרוב בגבהים של בין 80 ל-640 קילומטרים מעל פני הקרקע. החלקיקים מהשמש מעוררים את המולקולות שבאטמוספרה, כלומר מעבירים להן אנרגיה עודפת. כשהחלקיק חוזר לרמת היסוד שלו, האנרגיה העודפת הזו נפלטת בצורה של אור – בדומה, אגב, למה שקורה כשאנו מדליקים נורה פלואורסצנטית.
צבע הזוהר, אם כן, תלוי בסוג האטום המגיב להתנגשות. הצבעים הנפוצים ביותר הם ירוקים, והם נגרמים מהתנגשות של רוח השמש עם אטומי חמצן באטמוספרה. התנגשות עם אטומי מימן יוצרת צבעים אדומים ואילו החנקן מייצר צבעים כחולים וסגולים.
מתי נראה את הזוהר בישראל?
אז מתי נראה את הזוהר הצפוני גם בישראל הדרומית? כעיקרון, אורורה נגרמת כאשר פעילות שמש מוגברת משחררת כמות חריגה של חלקיקים טעונים, תופעה שנקראת התפרצות סולארית או סופת שמש. ככל שההתפרצות גדולה יותר – כך גדל הגודש בחגורות ואן אלן וכך נראה יותר התנגשויות בין החלקיקים הטעונים לאטמוספרה. כאמור, הזוהר מתרחש מעל הקטבים שכן אלו נקודות התורפה של חגורות ואן אלן, אבל במקרה של התפרצות סולארית עוצמתית – הזוהר יכול להתפשט כמעט עד קו המשווה.
כך היה באירוע קרינגטון של 1859. ב-1 בספטמבר 1859, האסטרונום האנגלי החובב ריצ'רד קרינגטון חזה – לראשונה בהיסטוריה – בהתפרצות סולארית בעטרת השמש. באותו הלילה, זרם אדיר של חלקיקים טעונים שנפלט מהשמש הגיע לכדור הארץ, והאורורה התפשטה עד לאוסטרליה (מצפון) עד לקולומביה (מדרום).
עם זאת, יש לזכור שהתפרצות סולארית כזאת תגרום לנזק אדיר. ההתפרצות הסולארית של אירוע קרינגטון קיצרה את קווי הטלגרף החדשים ברחבי אירופה וצפון אמריקה, כשרוב העולם עוד לא היה מחובר לרשתות אלקטרומגנטיות. לפי הערכות האקדמיה האמריקנית הלאומית למדעים, התפרצות דומה תעלה היום 2 טריליון דולרים – ותשאיר את כל החוף המזרחי של ארצות הברית בעלטה למשך שנה שלמה.
הזוהר הצפוני בצדק
ומה המצב אצל השכנים? ובכן, אורורות נצפו עד כה בשמי נוגה, מאדים, צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. מאחר שלנוגה אין שדה מגנטי, ולמאדים יש שדה מגנטי חלש ומעוות, האורורות שם נמוכות ומפוזרות על פני כוכב הלכת כולו. לעומת זאת, השדות המגנטיים החזקים בהרבה של צדק ושבתאי מייצרים אורורות עצומות ומרהיבות. למעשה, הגשושית ג'ונו של נאס"א גילתה ב-2017 שזוהר הקוטב בשמי צדק אינו פוסק לעולם, וזאת הודות לזרם מתמיד של חלקיקים טעונים שפוגע בענני הענק הגזי גם מכיוון הירח שלו, איו.
