شفق قطبی چیست و در کدام کشورها می توان آن را دید؟

اگر بگوییم شفق قطبی یک پدیده دراماتیک در آسمان زمین است که چشم تان را ساعت ها خیره می کند، اغراق نکرده ایم.

شفق قطبی نمایشی جادویی از نورهای رنگی است که هزاران سال است همه جهان را مجذوب خود کرده است. اما چرا این رویداد رخ می‌دهد؟ شفق قطبی کجاست؟ چطور باید شفق قطبی را ببینیم؟ کجا به انتظار شفق قطبی بنشینیم؟ اگر شما مشتاقید تا درباره شفق قطبی بدانید یا مسافر تور شفق قطبی ایوار هستید، این مطلب را تا انتها بخوانید. شگفتی‌های زیادی در انتظارتان است.

فهرست مطالب

• شفق قطبی چیست؟
• شفق قطبی در کدام کشور است؟
• بهترین زمان برای دیدن شفق قطبی
• بهترین مکان برای دیدن شفق قطبی
• آیا شفق قطبی خطرناک است؟

شفق قطبی چیست؟

برای اینکه بدانیم شفق قطبی چیست و چطور ایجاد می‌شود، باید از خورشید شروع کنیم. خورشید توپی از گازهای فوق‌العاده داغ است که در اطرافش یک جو چند میلیون درجه‌ای قرار دارد که به آن تاج خورشید می‌گویند. گاهی اوقات روزنه‌های بزرگی در تاج خورشید به‌وجود می‌آید و ذرات باردار خورشید از این سوراخ‌ها به‌صورت جریان‌های باریک خارج می‌شود. به این جریان که در فضا امتداد پیدا می‌کند، باد خورشیدی یا طوفان خورشیدی می‌گویند. باد خورشیدی از ذرات باردار الکتریکی به‌نام یون تشکیل شده‌ است. ۲ تا ۳ روز طول می‌کشد تا این باد خورشیدی به زمین برسد. با نزدیک شدن طوفان خورشیدی به زمین، ذرات پرانرژی با سرعت ۷۲ میلیون کیلومتر در ساعت به میدان مغناطیسی زمین برخورد می‌کنند.

میدان مغناطیسی زمین از ما در برابر این هجوم محافظت می‌کند و اگر این میدان مغناطیسی وجود نداشت، طوفان خورشیدی جو زمین را از بین می‌برد و در نهایت حیات روی این کره خاکی پایان می‌یافت. بیشتر ذرات باد خورشیدی در لایه‌ای به‌نام لایه مگنتوسفر در جو فوقانی زمین متوقف می‌شوند و به حرکت خود در اعماق فضا ادامه می‌دهند. تعدادی از این یون‌ها نیز برای مدت کوتاهی، در ناحیه‌ای از جو زمین به نام یونوسفر، گیر می‌افتند. در نهایت میدان مغناطیسی زمین این ذرات را به‌سمت قطب‌ها، یعنی قطب شمال و قطب جنوب منحرف می‌کند و آنجا است که این ذرات با اتم‌های جو زمین برخورد می‌کنند. انرژی آزاد شده در اثر این برخوردها، باعث ایجاد نورهای درخشان رنگارنگ و رقصان در اطراف قطب‌ها می‌شود که به این پدیده شفق قطبی می‌گویند. شفق قطبی به انگلیسی «Aurora»است. بیشتر شفق های قطبی در حدود ۹۷ تا ۱۰۰۰ کیلومتری بالای سطح زمین اتفاق می‌افتند. هرچه باد خورشیدی قوی‌تر باشد، شفق‌ قطبی واضح‌تر خواهد بود.

شفق قطبی در کدام کشور است؟

شفق قطبی پدیده منحصربه‌ منطقه خاصی نیست. این پدیده نوری معمولا بین ۶۰ تا ۷۵ درجه عرض جغرافیایی زمین رخ می‌دهد که بخش‌های شمالی کانادا، نروژ، سوئد، فنلاند، آلاسکا، روسیه و همچنین کل کشور ایسلند را پوشش می‌دهد. پس اگر می‌پرسید شفق قطبی کجاست، می‌توانید شفق قطبی در نروژ، شفق قطبی در کانادا، شفق قطبی در روسیه، شفق قطبی در فنلاند و غیره را تجربه کنید. البته اگر طوفان خورشیدی شدید باشد، در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر مثل اسکاتلند و شمال انگلستان نیز می‌توان این پدیده نوری را تماشا کرد. با این وجود شانس رخ‌دادن شفق قطبی در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر مثل شفق قطبی در ایران بسیار نادر است!

بهترین زمان برای دیدن شفق قطبی

شفق قطبی ۲۴ ساعت شبانه‌روز، ۷ روز هفته و ۳۶۵ روز سال رخ می‌دهد. اما این بدان معنا نیست که بتوانید همیشه آن‌ها را ببینید. برای دیدن این پدیده زیبا، باید در زمان مناسب در مکان مناسب باشید. بهترین زمان برای دیدن شفق قطبی، بین ماه‌های سپتامبر تا آپریل است. در این ماه‌ها آسمان به‌اندازه کافی تاریک است و می‌توانید به‌وضوح شفق قطبی را ببینید. از نوامبر تا فوریه آسمان‌ در تاریک‌ترین و شب‌‌ها در طولانی‌ترین وضعیت خود قرار دارد که شانس دیدن شفق‌ها را افزایش می‌دهد. از ماه می تا آگوست شفق‌های قطبی کم‌رنگ‌تر از نور خورشید هستند و دیدن آن‌ها امکان پذیر نیست. در بین فصول مختلف نیز، دو فصل بهار و پاییز شرایط آب‌وهوایی پایدارتر و دماهای ملایم‌تری دارند که کار را برای دیدن شفق قطبی آسان‌تر می‌کند. همچنین باید به‌خاطر داشته باشید که در حوالی اعتدال پاییزی و بهاری نیز فعالیت شفق های قطبی بیشتر می‌شود.

طبق اعلام موسسه ژئوفیزیک دانشگاه آلاسکا فیربنکس بیشترین تعداد شفق‌های قطبی معمولا بین ساعت ۲۱:۰۰ تا ۰۳:۰۰ بامداد رویت می‌شوند. بین ساعت ۴ صبح تا ۵ بعدازظهر نور خورشید در بیشترین حالت خود است و شفق‌ها دیده نمی‌شوند. از آنجایی که دیدن شفق قطبی در آسمان ابری کاری دشوار و حتی غیرممکن است، حتما قبل از رفتن برای تماشای شفق قطبی، پیش‌بینی‌ آب‌وهوای آن منطقه را بررسی کنید. همچنین نور ماه می‌تواند روی دیدن شفق قطبی تاثیر بگذارد. در شب‌هایی که ماه کامل و آسمان نورانی است، شفق‌های قطبی کم‌رنگ‌تر به‌نظر می‌رسند و دیدن آن‌ها با چشم غیرمسلح سخت‌ است.

بهترین مکان برای دیدن شفق قطبی

به‌گفته رصدخانه ژئوفیزیک ترومسو در نروژ، بهترین مکان برای دیدن این پدیده نوری زیبا «منطقه شفق قطبی» است. منظور از منطقه شفق قطبی، منطقه‌ای به شعاع ۲۵۰۰ کیلومتری از قطب شمال است. شفق قطبی اغلب در این منطقه رخ می دهد اما اگر طوفان خورشیدی شدیدتر باشد ممکن است در شعاع دورتری نیز پدیده شفق قطبی را ببینید. برای اینکه در منطقه شفق قطبی، شانس بیشتری برای دیدن شفق‌ها داشته باشید بهتر است تا جای ممکن از نور شهر فاصله بگیرید؛ البته قرار نیست یک‌تنه به اعماق قطب شمال بروید. انتخاب مقاصدی با زیرساخت های محکم مثل شهر فربنکس در آلاسکا، شهر یلونایف در کانادا، شهر ترومسو در نروژ، پارک ملی آبیسکو در سوئد، شهر رووانیمی در فنلاند و تقریبا همه‌جای کشور ایسلند از بهترین نقاط برای دیدن شفق قطبی است.

شفق شمالی و شفق جنوبی

همانطور که پیش از این اشاره کردیم ذرات باردار خورشیدی در میدان مغناطیسی زمین به سمت قطب‌ها منحرف می‌شوند. این یعنی شفق قطبی، هم در قطب جنوب و هم در قطب شمال اتفاق می‌افتد. شفق قطبی در شمال با نام شفق شمالی (Aurora Borealis) و در قطب جنوب با نام شفق جنوبی (Aurora Australis) شناخته می‌شود. شفق جنوبی و شمالی از نظر فیزیکی یکسان هستند و فقط مکان وقوع‌شان متفاوت است. به‌گفته دانشمندان شفق شمالی و جنوبی در طول یک طوفان خورشیدی و به‌طور همزمان رخ می‌دهند، اما گاهی اوقات شروع یکی از دیگری عقب می‌افتد. محققان حدس می‌زنند تداخل میدان مغناطیسی خورشید با میدان مغناطیسی زمین عامل این اتفاق باشد اما تحقیقات در مورد این پدیده همچنان ادامه دارد. به‌طور کلی شفق شمالی در مقایسه با شفق جنوبی بسیار مشهورتر است و افراد برای دیدن این پدیده جوی معمولا به قطب شمال می‌روند. برای همین وقتی درباره شفق قطبی صحبت می‌کنیم، اغلب منظورمان همان شفق شمالی است.

نحوه نامگذاری شفق قطبی

نخستین شواهد از شفق قطبی در تاریخ، به یک نقاشی غاری در فرانسه برمی‌گردد که ۳۰ هزار سال قدمت دارد. ستاره‌شناسان اولیه نیز در یادداشت‌های خود از این پدیده یاد کرده‌اند. به عنوان مثال، یک ستاره‌شناس در زمان نبوکد نصر دوم، پادشاه بابل، گزارش خود از این پدیده را روی یک لوح به‌جا مانده از سال ۵۶۷ قبل از میلاد نوشته است. یک لوح چینی هم از سال ۱۹۳ قبل از میلاد به‌جای مانده است که این پدیده را شرح می‌دهد. سال‌ها بعد ستاره‌شناسان روم و یونان باستان نیز درباره این پدیده به تحقیق و مطالعه پرداخته‌اند. این پدیده در دوران باستان با نام‌های متعددی مثل الهه سپیده دم (Aurora) و بورئاس (Boreas)، خدای باد شمال، نامگذاری شده است. با این‌حال اولین‌بار گالیله نام «شفق شمالی» را در سال ۱۶۱۹ میلادی ابداع کرد. او واژه «Aurora»، نام الهه سپیده دم روم باستان، را با واژه «Boreas»، نام خدای باد شمالی یونان باستان، ترکیب کرد که در زبان فارسی این ترکیب به شفق شمالی ترجمه شده است. با این وجود، هنوز منطق علمی پشت این پدیده کشف نشده بود. اولین‌بار در قرن نوزدهم میلادی بود که کریستین بیرکلند، دانشمند نروژی، این نظریه را مطرح کرد که الکترون‌هایی که از لکه‌های خورشیدی ساطع می‌شوند، توسط میدان مغناطیسی زمین به قطب‌ها هدایت می‌شوند و نورهای اتمسفری را تولید می‌کنند.

افسانه های شفق قطبی

شفق قطبی در افسانه‌ها هم به‌وفور به‌چشم می‌خورد. تمدن‌های سراسر جهان همیشه از این پدیده آسمانی شگفت‌زده شده‌اند و انواع اسطوره‌ها را به این نورهای رقصنده نسبت داده‌‌اند. در فنلاند شفق قطبی «Revontulet» نامیده می‌شود که به‌طور تحت‌الفظی به‌معنای آتش روباه است. این نامگذاری برخاسته از یک افسانه قدیمی فنلاندی است و اهالی این سرزمین معتقدند عامل اصلی ایجاد این نورهای رنگی یک روباه جادویی است که دم خود را روی برف می‌کشد و در اثر این برخورد جرقه‌هایی را به آسمان می‌فرستد. یکی از افسانه‌های آمریکای شمالی نیز می‌گوید که شفق‌های شمالی ارواحی هستند که با سر شیر‌دریایی توپ بازی می‌کنند! وایکینگ‌ها هم فکر می‌کردند این پدیده نوری بازتابی از زره دوشیزگان والکری است که جنگجویان را به زندگی پس از مرگ می‌بردند.

علت رنگ های مختلف شفق قطبی

شفق قطبی به رنگ‌های مختلفی مثل سبز، بنفش، آبی و حتی قرمز دیده می‌شود که بسیار رویایی است. اما چرا رنگ شفق‌های قطبی متفاوت است؟ در واقع رنگ شفق قطبی بسته به ارتفاع وقوع این پدیده و نوع اتم‌های درگیر در جو متفاوت است. هر نوع اتم یا مولکول، مجموعه رنگ‌های منحصربه‌فردی را جذب و تابش می‌کند. حالا اگر ذرات باردار خورشید در لایه‌های بالایی اتمسفر زمین به اتم‌های اکسیژن برخورد کنند، این برهمکنش باعث ایجاد یک نور قرمز می‌شود که نادرترین و زیباترین شفق قطبی است. اما اگر در ارتفاعات پایین‌تر به اتم اکسیژن برخورد کنند، نور سبز و زرد آزاد می‌شود که بسیار رایج است. نورهای آبی رنگ نیز حاصل برخورد یون‌ها به اتم‌های نیتروژن است. برخورد یون‌هایی با اتم‌های هیدروژن و هلیوم نیز شفق‌ قطبی بنفش  و آبی ایجاد می‌کند، اگرچه چشمان ما به‌ندرت می‌توانند این بخش از طیف الکترومغناطیسی را تشخیص دهند.

علت حرکت شفق های قطبی

حتما بارها تصاویر رقص شفق‌های قطبی را در آسمان دیده‌اید که گویی مثل پرده‌های بلند در حال پرواز هستند. عوامل زیادی روی نحوه شکل و حرکت شفق‌های قطبی تاثیر می‌گذارند. تغییرات مداوم سطح خورشید، پاسخ‌های متفاوت در جو فوقانی زمین، حرکت زمین، میدان مغناطیسی زمین و غیره همگی روی شفق قطبی تاثیر می‌گذارند و باعث می‌شوند تا این جریان ذرات شکل‌های منحصربه‌فردی به‌خودش بگیرد.

پیش بینی شفق قطبی

از کجا بدانیم شفق قطبی کجا و چه زمانی رخ می‌دهد. وب‌سایت‌های متعددی در زمینه پیش‌بینی فعالیت شفق‌های قطبی فعالیت می‌کنند که با توجه به تغییرات مدام آب‌وهوایی، معمولا پیش‌بینی وقوع شفق قطبی را برای یک دوره ۳ روزه ارائه می‌کنند. وب‌سایت «مرکز پیش‌بینی هواشناسی فضایی اداره‌ی ملی اقیانوسی و جوی» (NOAA) یک نقشه متحرک از شفق‌های قطبی بر اساس شرایط باد خورشیدی دارد که هر ۳۰ دقیقه یک‌بار به‌روز می‌شود. وب‌سایت «اسپیس ودرلایو» (SpaceWeatherLive) نیز یک پیش‌بینی ۲۷ روزه و همچنین یک پیش‌بینی استاندارد ۳ روزه از این پدیده ارائه می‌کند. وب‌سایت دانشگاه آلاسکا هم یک بخش پیش‌بینی روزانه شفق قطبی دارد که میزان شدت این پدیده در مناطق مختلف را می‌سنجد. وب‌سایت «auroraforecast.com» نیز یک منبع مفید و معتمد در زمینه پیش‌بینی شفق‌های قطبی است. ایستگاه آسمان شفق قطبی در ابیسکو سوئد هم هر ۵ دقیقه یک‌بار روی وب‌کم خود از این پدیده عکس می‌گیرد و منتشر می‌کند.

مشاهده شفق قطبی با چشم

دیدن شفق قطبی با چشم غیرمسلح یکی از  آرزوهای علاقه‌مندان به نجوم و سفر است. خوشبختانه، این اتفاق امکان‌پذیر است. شفق‌های قطبی سبز یا سفید به‌راحتی با چشم غیرمسلح دیده می‌شوند اما بسته به‌شدت فعالیت شفق قطبی، رنگ‌های صورتی و قرمز ممکن است دیده نشوند. البته اگر می‌خواهید از این پدیده عکس بگیرید، بسته‌به شدت و میزان وضوح شفق‌های قطبی باید دوربین‌های قوی به‌همراه داشته باشید. شفق قطبی همیشه یکی از اهداف محبوب عکاسان است. نوارهای رنگارنگ نور که با قدرت‌نمایی میدان مغناطیسی زمین می‌رقصند، منظره‌ای خیره‌کننده است اما عکاسی از شفق قطبی بدون چالش نیست. نور کم، دمای پایین هوا و ماهیت غیرقابل پیش‌بینی شفق‌های قطبی، آن‌ها را به یک سوژه پیچیده تبدیل می‌کند.

آیا شفق قطبی خطرناک است؟

شفق‌های قطبی در ارتفاع بسیار بالایی از جو زمین رخ می‌دهند؛ بنابراین هیچ تهدیدی برای افرادی که از روی زمین آن‌ها را تماشا می‌کنند، ندارند. با این وجود ذرات باردار شفق های قطبی می‌تواند روی عملکرد ماهواره‌ها و سایر زیرساخت‌های الکترونیکی تاثیر بگذارد و آن‌ها را دچار اختلال کند.

شفق قطبی در دیگر سیارات منظومه شمسی

تنها آسمان زمین نیست که صحنه هنرنمایی شفق‌های قطبی است. هر سیاره‌ای که میدان مغناطیسی و جو داشته باشد، می‌تواند میزبان پدیده شفق قطبی شود. به‌گفته «جف رجستر» (Jeff Regester)، مدرس فیزیک و نجوم در دانشگاه «های پوینت» (High Point) کارولینای شمالی، شفق‌های قطبی در اتمسفر همه سیارات بزرگ گازی دیده شده‌اند؛ چراکه همه این سیارات میدان‌های مغناطیسی قوی دارند. اما شگفت‌آورتر اینکه شفق‌های قطبی در زهره و مریخ که میدان مغناطیسی بسیار ضعیفی دارند نیز کشف شده‌اند. از آنجایی که میدان مغناطیسی و جو این سیارات با زمین متفاوت است، شفق‌های قطبی آن‌ها نیز با زمین متفاوت است. به‌طور مثال، میدان مغناطیسی سیاره مشتری ۲۰ هزار برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین است، بنابراین شفق‌های قطبی این سیاره بسیار درخشان‌تر از شفق‌هایی هستند که در آسمان ما دیده می‌شوند.

در این مطلب از مجله ایوار به طور کامل توضیح دادیم که شفق قطبی چیست و چگونه رخ می‌دهد که امیدواریم برایتان مفید بوده باشد.