تصویری که به‌تازگی از دید فضانوردان ایستگاه فضایی بین‌المللی منتشر شده، پدیده‌های زیبای جوی شفق قطبی و هواتاب را در یک نما نشان می‌دهد.
این عکس کمی پیش از طلوع خورشید در ماه مارس، توسط یکی از خدمه‌ی ایستگاه بین‌المللی فضایی و طی مأموریت Expedition 62 زمانی که ایستگاه فضایی بین‌المللی بر فراز شبه جزیره‌ی آلاسکا در حال حرکت بود، ثبت شده است.
برای اینکه بیشتر به زیبایی این عکس پی ببرید باید با توجه به توضیحات هر پدیده در آن دقیق شوید (برای دیدن عکس بزرگ‌تر کلیک کنید). در این تصویر رنگ‌های خارق‌العاده‌ای دیده می‌شود و ذرات ناشی از جو فوقانی زمین که به روش‌های گوناگون در تعامل هستند، دو پدیده‌ی کاملا متفاوت جوی را در این عکس ایجاد کرده‌اند. هرچند از نظر هنری بسیار جادویی به نظر می‌رسد اما از نظر علمی توضیح ساده‌ای برای این پدیده وجود دارد.
نخستین پدیده، شفق قطبی است که به صورت هاله‌ای درخشان و سبز رنگ در سمت چپ تصویر دیده می‌شود. شفق قطبی هنگامی رخ می‌دهد که ذرات باردار شده از بادهای خورشیدی به «مغناطیس‌سپهر» (Magnetosphere) که نوعی سپر مغناطیسی برای محافظت از زمین در برابر این ذرات است، برخورد می‌کنند.
این ذرات باردار با گازهای جو مانند اکسیژن و نیتروژن مخلوط می‌شوند و رنگ‌هایی را ایجاد می‌کنند که با عنوان شفق قطبی (Aurora) می‌شناسیم.
پس از برانگیخته شدن توسط بادهای خورشیدی، اتم‌های اکسیژن در بالاترین ارتفاع این انرژی اضافی را به صورت درخش قرمز آزاد می‌کنند، در حالی که رنگ سبز بر اثر آزاد شدن انرژی توسط اکسیژن یا نیتروژن در ارتفاع‌های پایین‌تر صورت می‌گیرد.
شفق قطبی تنها یک بخش از این عکس است. اگر به میانه‌ی تصویر توجه کنید، نوار کم‌رنگ زرد و قرمزی را به صورت منحنی بالای سیاره‌مان می‌بینید. این پدیده «هواتاب» (Airglow) نام دارد و هرچند خفیف‌تر از شفق قطبی است اما به همان اندازه جالب توجه است.
برای درک پدیده‌ی هواتاب که با عنوان «شب‌تابه» (Nightglow) هم شناخته می‌شود، باید به یاد بیاوریم که آسمان شب هرگز کاملا تاریک نیست؛ حتی زمانی که آلودگی نوری، نور ستارگان و پراکنش نور خورشید را به حساب نیاوریم. زیرا اتم‌ها زمانی که در حالت برانگیخته هستند از خود تابش دارند. برای نمونه، اکسیژن که در طول روز از هم جدا شده است، در شب انرژی اضافی خود را به صورت فوتون آزاد می‌کند. مولکول‌های نیتروژن و همچنین واکنش بین اکسیژن و نیتروژن نیز در این درخشش نقش دارند.
پدیده‌ی هواتاب | Credit: NASA
فوتون‌های آزاد شده در این روش، همان‌طور که در عکس دوم دیده می‌شود، به صورت سبز ظاهر می‌شوند اما گاهی نور زرد نیز در لایه‌ای پایین‌تر (حدود ۸۰ تا ۱۰۰ کیلومتری سطح زمین) رخ می‌دهد؛ چیزی که در این عکس تازه منتشر شده به‌خوبی مشخص است. شهاب‌ها در این لایه از جو می‌سوزند و اتم‌های سدیم را در هوا آزاد می‌کنند. در نتیجه به این لایه، لایه‌ی سدیم گفته می‌شود. اتم‌های سدیم برانگیخته، درخششی کاملا زرد ایجاد می‌کنند.
علاوه بر این دو پدیده، طلوع خورشید نیز بر فراز زمین و از سمت دیگر باعث می‌شود که لبه‌ی سیاره به رنگ آبی تیره دیده شود. این پدیده به همان دلیلی رخ می‌دهد که آسمان در طول روز آبی است. زمانی که نور خورشید به جو برخورد می‌کند، طول موج آبی (که یکی از کوتاه‌ترین طول موج‌هاست) پراکنده می‌شود در حالی که طول موج‌های دیگر اغلب عبور می‌کنند.
منبع: Science Alert
