Hogyan születik a sarki fény?

A sarki fényhez lényegében három dologra van szükség: légkörre, mágneses térre, és naptevékenységre, szerencsére a Föld mindháromhoz megfelelő adottságokkal rendelkezik.

A folyamat egészen leegyszerűsítve: a Napból érkező, mágneses tulajdonságokat hordozó napszél teli van olyan, nagy energiás részecskékkel, amelyek a bolygónk mágneses terének erővonalai mentén áramolva beérkeznek a légkörünk felső részébe, amit ionoszférának hívunk. Az itt lévő gázokkal ütközve átadják energiájukat, s ezzel a gázokat gerjesztik, vagyis magasabb energiaszintre emelik őket. A gázok azonban igyekeznek megszabadulni a „felesleges” energiától, és ennek során fényt, fotonokat bocsátanak ki. Hasonló elven működnek a „neon” lámpáink is.

A sarki fények színét az határozza meg egyrészt, hogy milyen légköri gáz (oxigén, nitrogén, ionizált nitrogén) bocsátja ki a kérdéses fényt, másrészt pedig az, mennyire sok az a felesleges energia, amelyet a gerjesztés során kapott. Bíborszínű a felszínhez közeli, 80-100 kilométeres magasságban lévő ionizált nitrogén fénylés, jellegzetes zöld a 100-250 kilométeres magasságban lévő atomi oxigén fénylése, a legmagasabban pedig a 250-600 kilométeren lévő atomi oxigén, e magasságban már piros színnel járul hozzá az élményhez, de az itt lévő kevéske nitrogén is piros fényt bocsát már ki.

Ha Magyarországról sarki fényt látunk, leginkább ennek a pirosnak a megpillantására van esélyünk, mivel igen távol helyezkedik el hazánk a mágneses északi sarktól, erősebb eseményeknél a zöld is láthatóvá válik.
Extrém ritka esetben kékeslila fénylés is kialakulhat, ehhez a nitrogénionok igen nagy magasságban, és csak igen erős geomágneses háborgás esetén válnak alkalmassá.

Akik a sarki fényt csak manapság készült fotókból ismerik, azok hajlamosak nagyon erős fényű és erős színű jelenséget elképzelni, holott ezt leginkább a fotósok ízlése és a technika fejlődése okozza, nem a napszél. A valóságban visszafogott színeket láthatunk, s csak a legerőteljesebb eseményeknél válnak élénkebbé a színek.

A sarki fények alakja is változatos, és elsősorban attól függ, hol helyezkedünk el a sarki fényhez képest. Legtöbbször fénylő szalagokat láthatunk, amelyek a mágneses erővonalakat követve finoman mozognak, mintha csak a szél lebegtetne egy függönyt. Ugyanígy az erővonalak jelennek meg akkor, ha a fejünk felett egy pontba összefutó sávokként látjuk a sarki fényt – ez az ún. sarki fény korona jelensége –, ám ekkor más perspektívából látunk rá a fényekre, hasonlóan ahhoz, mintha egy metropolisz égbe nyúló felhőkarcolói közt állnánk az utcán.

A sarki fények bolygónk sarkvidékei körül egy gyűrűszerű régióban alakulnak ki, amelynek elhelyezkedése, kiterjedése az aktuális geomágneses és napszél-viszonyoktól függ, a gyűrű középpontjában a mágneses sark található. Mivel a mágneses Északi-sark jelenlegi, kanadai helyszíne felől közeledik Európa felé, ezért néhány évtized múlva kicsit kedvezőbb helyzetben lesz hazánk a sarki fények szempontjából.

A sarki fény azon légköri jelenségek közé tartozik, amelyekre van viszonylag megbízható előrejelzés, persze ez sem helyettesíti azt, hogy a sarkvidékekhez közelebb kell lenni a megfigyeléshez, azonban a naptevékenység erősödésével hazánkban is nő az előfordulás esélye a következő évek során.

Sarki fényeket más, légkörrel és mágneses térrel rendelkező bolygókon is láthatunk, s gyakran szabad szemmel nem megfigyelhető tartományú fény születik, például ilyen a Jupiter ultraibolya sarki fénye.