physique question #3173



Richard (Genre: mâle, Àge: 12 années) de Flesherton sur 13 janvier, 2006 demande:

Q:

Quelles sont les causes des aurores

boréale? Ont-ils un rapport avec les gaz à effet de serre dans l'atmosphère? J e sais qu'ils ont une relation au froid. En outre, quelle est la couleur la plus commune a noté quand les aurores boréales sont vu? Qu'est-ce qui est le moins commun?

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la réponse

Donald J. Barry répondu le 13 janvier, 2006, R:

Réponse courte:
1. Les aurores boréales sont causées par le vent solaire qui frappe le champ magnétique de la Terre.
2. Ils n'ont aucun rapport avec les gaz à effet de serre.
3. La couleur la plus commune est de couleur verte.
4. La couleur la plus rare est bleu.

Les lumieres Nord (et du Sud) , plus scientifiquement appelé aurores boréales (et aurores australes dans l'hémisphère sud) résultent de plusieurs choses qui interagissent les uns avec les autres.

Vous avez peut être vu des images du champ magnétique de la Terre, ressemblant beaucoup l'image classique fait quand saupoudrer la limaille de fer au-dessus d'un morceau de papier sur une barre aimantée. Lignes de magnétisme connectent le pole Nord au pôle Sud en des boucles en constante expansion.

Les particules chargées ont beaucoup de difficulté croisant ces lignes, bien que il est facile pour eux de voyager le long de ces lignes. En conséquence, si les particules chargées sont injectés dans le champ magnétique de la Terre, ils se déplacent plus ou moins le long des lignes - et le seul endroit les lignes approchent la surface de la Terre se trouve à proximité des pôles nord et sud - plus spécifiquement, de la Terre magnétique les pôles, et non pas les les pôles de l'axe de rotation de la Terre.

Lorsque une particule chargée frappe l'atmosphère de la Terre, il peut exciter les atomes pour des états plus élevés de l'énergie - ces atomes peut alors se désintégrer en émettant de la lumière. Cette lumière est ce que nous voyons comme un spectacle aurorale

Maintenant, pour répondre à vos questions: d'abord, les particules chargées comment entre t'ils dans le champ magnétique de la Terre? Le Soleil est constamment jetant des particules chargées sous la forme d'un flux rapide de matériel que nous appelons le vent solaire. Lorsque ce vent passe la Terre, il appuie sur le champ magnétique de la Terre et même elle se plie en arrière, comme un arbre pliant sous le vent. En général, le champ magnétique arrete les particules chargées du vent solaire d'entrer, mais certains le font à travers des fuites. C'est ce qui explique l'aurore qui se passe plus ou moins constante d'un ciel sombre à des latitudes très élevées. Parfois, le vent solaire a une champ magnétique plus fort de sa propre passage au travers d'elle, et si ce champ magnétique se trouve dans une direction opposée à celle de la Terre, puis une sorte de "annulation" peut avoir lieu, ce qui permet un transfert de grandes quantités de particules chargé dans le champ magnétique de la Terre. C'est ce qui provoque des tempêtes aurorales, quand l'aurore peut être vu à partir des latitudes plus centrales, et quand il peut devenir beaucoup plus lumineux à des latitudes extrêmes.

Ces particules chargées qui entrent dans l'atmosphère peuvent interagir avec tous les gaz présents dans notre atmosphère, mais le gaz qui produit la plupart de la lumière visible que nos yeux voient est l'oxygène. Haut dans l'atmosphère, c'est présente non pas comme une molécule, mais comme les atomes individuels. Elle tend à émettre deux couleurs - rouge, où il vaut mieux ne lorsqu'il est excité à des pressions très faibles, qui ont lieu très haut, et vert. C'est pourquoi la plupart des écrans aurorales sont vertes, devenant un rouge pâle à leurs parties supérieures.

Les spectacles intenses avec des particules en mouvement rapide peut atteindre dans l'atmosphère basse excitent de l'azote et les molécules d'oxygène: ce qui provoque un aurore d'un vert brillant avec le rouge vif aux bords inférieurs.
Aux latitudes très centraux, comme les États-Unis méridional, les aurores sont très rares et ne peuvent être vus lors de grandes tempêtes aurorales. Les particules qui peuvent frapper l'atmosphère ici ne sont que ceux qui bougnent très lentement qui ont perdu la plupart de leur énergie à tisser leur chemin à travers le champ magnétique de la Terre pour se rendre aux lignes centrales magnétiques: ils ne peuvent pas pénétrer profondément dans l'atmosphère et ils produisent seulement l'lueur rouge des atomes d'oxygène qui sont frappé très haut dans l'atmosphère.

Les gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone et le méthane sont présents dans l'atmosphère que dans de petites quantités, et ne jouent aucun rôle significatif dans les aurores visibles.
Bien que les aurores sont vu mieux aux regions de climats froids, il n'est pas le froid qui les produit. Il arrive juste à être froid à des latitudes élevées.

En ce qui concerne les autres couleurs, parfois
les aurores bleu-violet  peuvent être vus faiblement. Cela ne peut se produire seulement dans de rares circonstances, lorsque la région de l'interaction des particules avec l'atmosphère est toujours en cours éclairés par la lumière du soleil alors qu'il fait déjà nuit sur ​​le terrain. Lorsque la lumière du soleil et des particules chargés excitent les gaz dans l'atmosphère, en particulier l'azote moléculaire, il produit une couleur bleu-violet. Très peu de gens ont jamais vu cette couleur d'aurore.

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