ധ്രുവദീപ്തി

thumb|400px|അലാസ്ക|അലാസ്കക്കു മുകളിലെ ധ്രുവദീപ്തി
ഭൂമിയുടെ കാന്തികധ്രുവങ്ങളിൽ നിന്ന് 18° മുതൽ 23° വരെ അകലെയുള്ള ഉപര്യന്തരീക്ഷമേഖലകളിൽ രാത്രിയുടെ ആദ്യയാമം മുതൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന ദീപ്തിപ്രസരത്തെയാണ് ധ്രുവദീപ്തി () എന്ന് പറയുന്നത്. ഇത് പച്ച, ചുവപ്പ് നിറങ്ങളിലാണ് സാധാരണ കാണുന്നത്. സൗരക്കാറ്റിൽ നിന്ന് വരുന്ന ചാർജിത കണങ്ങൾ ഭൂമിയുടെ കാന്തികവലയത്തിന്റെ സ്വാധീനത്താൽ ആകർഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ കണങ്ങൾ ഭൗമാന്തരീക്ഷത്തിലെ വാതക തൻമാത്രകളുമായി കൂട്ടിയിടിച്ചാണ് ധ്രുവദീപ്തി ഉണ്ടാകുന്നത്. ദക്ഷിണധ്രുവത്തിൽ ഇത്തരത്തിൽ കാണപ്പെടുന്ന പ്രതിഭാസമാണ് അറോറ ഓസ്ട്രേലിസ് (aurora australis). ഉത്തരധ്രുവത്തിൽ രാത്രി ആകാശത്തുകാണപ്പെടുന്ന ദീപ്തിപ്രസരമാണ് അറോറ ബോറിയാലിസ് (aurora borealis).
പ്രത്യക്ഷപ്പെടൽ

മിക്കപ്പോഴും ഏതാനും മിനിട്ടുകൾ മാത്രം നീണ്ടുനില്ക്കുന്ന ഈ പ്രകാശധോരണി ചിലപ്പോൾ മണിക്കൂറുകളോളം തുടർന്നു പോവാറുണ്ട്. വിദൂരതയിൽ അഗ്നിജ്വാലപോലുള്ള ഒരു തേജസ്സ് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. വിവിധ വലിപ്പത്തിലും വർണത്തിലുമുള്ള പ്രകാശനാടകളായി അവ ആകാശത്തിന്റെ ഉച്ചകോടിയിലേക്കു നീളുന്നു. പിന്നെ അവ അങ്ങനെതന്നെ തങ്ങിനിന്നു വെളിച്ചം വിതറും. ചുവപ്പ്, പച്ച, നീല വർണങ്ങളാണ് പ്രധാനമായും ഉണ്ടാവുക. ചിലപ്പോൾ മൂടൽമഞ്ഞുപോലെ തോന്നിക്കുന്ന ഇരുട്ടിന്റെ നേരിയ പാടയിൽ ഈ ദീപ്തിപ്രസരം പാടെ മങ്ങിപ്പോകുന്നു. അല്പസമയത്തിനുശേഷം ഈ മറ ഭേദിച്ചു വീണ്ടും പ്രകാശം പരക്കുന്നു. അപ്പോൾ ഉലയിലിട്ടു പഴുപ്പിച്ച ഇരുമ്പുപാളിയുടെ ശോഭയായിരിക്കും പ്രകാശവീചികൾക്കുണ്ടാവുക. പ്രഭാതമാകുന്നതോടെ ഈ പ്രകാശം ക്രമേണ വിളറിവെളുത്ത് അന്തർധാനം ചെയ്യുന്നു. തീവ്രതയിലും വർണപ്പകിട്ടിലും പ്രകൃതിയിലും വ്യത്യസ്തമായിട്ടായിരിക്കും ഇവ ആവർത്തിക്കുന്നത്. ഒരേ സ്ഥാനത്തുതന്നെ തുടർന്നു പ്രത്യക്ഷപ്പെടണമെന്നുമില്ല. ഇവ ചന്ദ്രികയുള്ള രാത്രികളിൽ പ്രായേണ മങ്ങിക്കാണപ്പെടും. അറോറാകളിലെ വർണവിശേഷങ്ങളിൽ പ്രമുഖം പച്ചകലർന്ന മഞ്ഞയാണ്. ചിലപ്പോൾ ഇളം നീലയോ ചുവപ്പോ ആയിക്കൂടെന്നില്ല. സൗരപ്രജ്ജ്വാലകളുടെ ആധിക്യമുള്ളപ്പോൾ വർണരാജിയിലെ മുന്തിയ നിറം കടുംചുവപ്പായിരിക്കും. പച്ചകലർന്ന മഞ്ഞയുടെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ ചുവപ്പും നീലയും ഇടകലർന്ന നാടകളോടുകൂടിയ തൊങ്ങലുകളാണ് അറോറാപ്രകാശത്തിലെ അത്യന്തം ആകർഷകമായ ദൃശ്യം.
400px|thumb|വിവിധ നിറങ്ങളിൽ
രാത്രിയുടെ ആരംഭത്തിൽത്തന്നെ പ്രഭാവൈചിത്ര്യം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ അർധരാത്രിക്ക് ഒന്നോ രണ്ടോ മണിക്കൂറുകൾക്കു മുൻപാണ് പ്രകാശം ഏറ്റവും തീക്ഷ്ണമാകുന്നത്. വിഷുവ (Equinox) കാലങ്ങൾക്കടുത്ത് അറോറാകളുടെ ആവൃത്തി അധികമായി കാണുന്നു. സൗര ആളലുകൾക്കു (solar flares) ശേഷം അറോറകൾ വളരെ തീവ്രമായിരിക്കുന്നതായും കാണുന്നു. ഉത്തര ദക്ഷിണ ധ്രുവദീപ്തികൾ തമ്മിൽ കാര്യമായ യാതൊരു വ്യത്യാസവുമില്ല. ഭൂമിയുടെ കാന്തികധ്രുവത്തെ ചുറ്റി 23° അകലത്തോളമുള്ള മേഖലയിലാണ് അറോറാ ബോറിയാലിസ് പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത്. അറോറാ ആസ്റ്റ്രേലിസ് ആകട്ടെ കാന്തികധ്രുവത്തിന് 18° അകലത്തോളം മാത്രം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ഉത്തരാർധഗോളത്തിൽ കാന്തികധ്രുവത്തിന്റെ സ്ഥാനം ഗ്രീൻലൻഡിന്റെ വ.പടിഞ്ഞാറു ഭാഗത്തുള്ള തൂലെ (Thule) ആണ്. അലാസ്ക, ഹഡ്സൺ ഉൾക്കടൽ, ലാബ്രഡോർ, നോർവേ, സ്വീഡൻ, സൈബീരിയയുടെ വടക്കൻതീരം എന്നീ പ്രദേശങ്ങൾ അറോറാ മേഖലയിൽ ഉൾ പ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ദക്ഷിണാർധഗോളത്തിൽ കാന്തികധ്രുവവും അറോറാ മേഖലയും അന്റാർട്ടിക്കയിലാണ്.
കാരണം

thumb|400px|ചുവന്ന നിറത്തിലുള്ള ധ്രുവദീപ്തി
സൗര-പ്രജ്ജ്വാലകളുമായുള്ള ബന്ധം പരിഗണിച്ചാൽ സൂര്യനിൽനിന്നുള്ള കണവികിരണങ്ങളാണ് (corpuscular radiation) ധ്രുവദീപ്തിക്കു ഹേതുവെന്ന് അനുമാനിക്കാം. കാരണം മേല്പറഞ്ഞ സമയാന്തരാളം അടിസ്ഥാനമാക്കി നോക്കുമ്പോൾ കാന്തികവിക്ഷോഭങ്ങൾക്കും അറോറാകൾക്കും നിദാനമാകുന്ന സൗരോത്സർജങ്ങൾ പ്രകാശരശ്മികളോളം വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നില്ല; വിദ്യുത് കാന്തിക (electro magnetic) വികിരണംകൊണ്ടല്ല അറോറാകൾ ഉണ്ടാകുന്നതെന്നു സാരം.

അറോറാപ്രകാശത്തിനു ധ്രുവണം (polarisation) സംഭവിച്ചുകാണുന്നില്ല. ഇതിൽനിന്നു പ്രതിപതനമോ, അപവർത്തനമോ മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രകാശ വിശേഷമല്ല ധ്രുവദീപ്തിയുടേതെന്നു നിർണയിക്കാം. സ്വയം പ്രകാശികവസ്തുക്കളാണ് അറോറായ്ക്കു ഹേതു. വർണരാജിയുടെ വിശ്ലേഷണത്തിലൂടെ വിവിധ ശാസ്ത്രകാരന്മാർ ധ്രുവദീപ്തിയുടെ സ്വഭാവം നിർണയിച്ചിട്ടുണ്ട്. പച്ചയും ചുവപ്പും നിറങ്ങൾക്കു നിദാനം അണു ഓക്സിജനാണ്. ചുവപ്പിന്റെയും അവരക്തവർണത്തിന്റെയും മേഖലകളിൽ നൈട്രജൻ തന്മാത്രകളാണ്. അൾട്രാവയലറ്റ് മേഖലയിൽ നൈട്രജൻ തന്മാത്രകളുടെ മറ്റൊരു വീചിയാണുള്ളത്. അണുഹൈഡ്രജന്റെ സാന്നിധ്യവും തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട് (വേഗാഡ്; 1939). ന്യൂട്ടന്റെ കണക്കനുസരിച്ചുള്ള സമയാന്തരാളം സൂര്യനിൽനിന്ന് ഉത്സർജിക്കപ്പെടുന്ന അണുഹൈഡ്രജന് അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ അതിർത്തിയോളം സഞ്ചരിച്ചെത്തുന്നതിനു വേണ്ടിവരുന്ന സമയമാണെന്നു മെയ്നെൽ (1950) ഊഹിച്ചു. ബഹിരാകാശത്തിൽ നിന്ന് അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കടിഞ്ഞുകയറുന്ന പ്രോട്ടോണുകളാണ് അറോറാകൾക്കു നിദാനമെന്നായിരുന്നു മെയ്നെലിന്റെ സിദ്ധാന്തം. സൂര്യനിൽനിന്നു പ്രസരിക്കുന്ന പ്രോട്ടോണുകൾ സെക്കൻഡിൽ 3,200 കി.മീ. വേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു. അവയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കുള്ള നുഴഞ്ഞുകയറ്റം, അന്തരീക്ഷഘടകങ്ങളുടെ തന്മാത്രകളിൽനിന്നും ഇലക്ട്രോണുകളെ മോചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ഇലക്ട്രോണുകൾ വിസർജിക്കുന്ന ചാലകോർജം പ്രകാശോത്സർജനത്തിനു കാരണമാകുന്നതാണ് അറോറാകളെന്നായിരുന്നു മെയ്നെലിന്റെ വിശദീകരണം.
thumb|300px|നാസ|നാസയുടെ ഇമേജ് ഉപഗ്രഹമെടുത്ത ചിത്രം
അടുത്തകാലത്ത് സ്പേസ്ഷട്ടിലും ഉപഗ്രഹങ്ങളും നടത്തിയ അന്വേഷണങ്ങൾ അറോറകളെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ അറിവുകൾ ലഭ്യമാക്കിയിട്ടുണ്ട്. സൂര്യനിൽ നിന്നുള്ള കണങ്ങളുടെ, മുഖ്യമായും പ്രോട്ടോണുകളുടെ, പ്രവാഹത്തെ സൗരവാതം എന്നു വിളിക്കുന്നു. ഭൂമിയിലെത്തുന്ന സൗരവാതകണങ്ങളിൽ ഏറിയപങ്കും ഭൂമിക്കു ചുറ്റുമുള്ള കാന്തികമണ്ഡലത്തിൽ (magnetosphere) മന്ദനത്തിനു വിധേയമാവുകയും, അതിനെ മുറിച്ചു കടക്കാൻ കഴിയാതെ ഭൂമിയുടെ വശങ്ങളിലൂടെ പ്രവഹിച്ചുപോവുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നാൽ ഊർജ്ജം കൂടിയ കണങ്ങൾ കാന്തികമണ്ഡലത്തെ തുളച്ചു കടക്കും. ഇത് ഏറെയും സംഭവിക്കുക ഭൂമിയുടെ കാന്തികധ്രുവങ്ങളോടു ചേർന്ന് ഫണൽ രൂപത്തിലുള്ള, കാന്തികബലരേഖകളില്ലാത്ത മേഖലയിലാണ്. ഭൗമോപരിതലത്തിൽനിന്ന് ഏതാണ്ട് 100 കി.മീ. ഉയരത്തിലെത്തുമ്പോൾ ഈ കണങ്ങൾ അന്തരീക്ഷതന്മാത്രകളുമായി കൂട്ടിയിടിച്ച് അവയെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ ഫലമായാണ് പ്രകാശധോരണി ഉണ്ടാകുന്നത്.
ചരിത്രം

പുരാതന യവനപണ്ഡിതന്മാർക്കും റോമാക്കാർക്കും ഈ പ്രകാശപ്രസരത്തെക്കുറിച്ച് അറിവുണ്ടായിരുന്നു. അരിസ്റ്റോട്ടൽ, പ്ലിനി, സെനേക്കാ എന്നിവർ ഇതേക്കുറിച്ചു വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഉത്തര ധ്രുവീയമേഖലകളിൽ കണ്ടുപോരുന്ന ഈ പ്രകാശവൈചിത്ര്യത്തെ പൗരാണികർ 'അറോറാ ബോറിയാലിസ്' (Aurora Borealis) എന്നു വിളിച്ചു.

ദക്ഷിണധ്രുവ മേഖലയിലെ ദീപ്തിവിശേഷത്തെപ്പറ്റി ആദ്യം സൂചന നല്കിയത് ക്യാപ്റ്റൻ കുക്ക് (1773) ആയിരുന്നു. അദ്ദേഹം അതിനെ 'അറോറാ ആസ്റ്റ്രേലിസ്' (Aurora Australis) എന്നു വിളിച്ചു.
ഇനങ്ങൾ

thumb|400px|പച്ച ധ്രുവദീപ്തി
അറോറാകളെ പൊതുവേ രണ്ടു വിഭാഗത്തിൽ പ്പെടുത്താം: കിരണങ്ങളായി പ്രകാശിക്കുന്നവയും അല്ലാത്തവയും. രണ്ടാമത്തെ വിഭാഗത്തിൽ പ്പെട്ടവ സമാംഗചാപങ്ങളുടെ രൂപത്തിൽ പ്രകാശിക്കുന്നവയാണ്. ഇവയിലെ ഏറ്റവും മുകളിലത്തെ ചാപം വിസരിച്ചും താഴത്തെ അരികു വില്ലുപോലെ വളഞ്ഞു വ്യക്തമായും കാണുന്നു. വളരെ ഉയരത്തിൽനിന്നു സ്ഫുരിക്കുന്നതുകൊണ്ടാണ് ഇങ്ങനെ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത്. ഇവയുടെ അടിത്തട്ട് നിലനിരപ്പിൽ നിന്നു കുറഞ്ഞത് 90 കി.മീ. ഉയരത്തിലായിരിക്കും. ഭൂമിയുടെ ഗോളാകൃതി ചെലുത്തുന്ന സ്വാധീനംമൂലം ദൂരെയുള്ള നിരീക്ഷകനു ചാപാകൃതിയിൽ ദൃശ്യമാകുന്നു. മുകളിലേക്കു പോകുന്തോറും ക്രമേണ വിസരിച്ചും കാണാം. ചിലപ്പോൾ ഈ പ്രകാശചാപങ്ങളോരോന്നും തരംഗാകൃതിയിൽ കാണപ്പെടാം; ഇടവിട്ട് തൊങ്ങലുകളെപ്പോലെയുമാകാം.

കാന്തികധ്രുവത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഊർധ്വബിന്ദു (zenith) വിലേക്ക് അഭിസരിക്കുന്ന രീതിയിലാണ് കിരണരൂപത്തിലുള്ള അറോറാകളിലെ ദീപ്തിപ്രസരണം. ചിലപ്പോൾ കിരണങ്ങൾക്കുപകരം വീചികളായിട്ടായിരിക്കും കാണുന്നത്. കാന്തിക-ഊർധ്വബിന്ദുവിനു ചുറ്റുമായി രൂപംകൊള്ളുന്ന പ്രകാശവലയങ്ങൾ പ്രത്യേക അക്ഷാംശത്തിലുള്ള നിരീക്ഷകന്, ആകാശമധ്യത്ത് അതിദീപ്തമായ ഒരു കിരണമണ്ഡലം (corona) ദൃശ്യമാക്കുന്നു. സൂര്യാസ്തമയത്തോടനുബന്ധിച്ച് ആകാശത്തിന്റെ വടക്കരികിലായി ചാപാകൃതിയിലുള്ള പ്രഭാപുഞ്ജമായാണ് ഇവ ആദ്യം പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നത്. ക്രമേണ തെക്കോട്ടുനീങ്ങി, ആകാശത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം മുഴുവൻ വ്യാപിക്കുന്നു. കിരണങ്ങളായോ വീചികളായോ പ്രക്ഷിപ്തമാകുന്നത് പിന്നീടാണ്. ഏറ്റവും ദീപ്തിമത്തായ അവസരത്തിൽ കിരണമണ്ഡലം ദൃശ്യമാകുന്നു.

ധ്രുവദീപ്തികൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്ന അന്തരീക്ഷമണ്ഡലം ഏതെന്നതിനെപ്പറ്റി ആദ്യം പഠനം നടത്തിയത് സ്റ്റാമർ, വേഗാഡ് എന്നിവരായിരുന്നു. ഏതാണ്ട് 105 കി.മീ. ഉയരത്തിൽ ധ്രുവദീപ്തികളിലെ ഏറ്റവും കൂടിയ തീവ്രത പ്രകടമാകുന്നുവെന്നാണ് സ്റ്റാമറുടെ അഭിപ്രായം. ചാപാകൃതിയിലുള്ള ദീപ്തികൾ 160 കി.മീ. ലേറെ എത്തുന്നില്ല. എന്നാൽ കിരണങ്ങളായി പ്രകാശിക്കുന്നവ 400 കി.മീറ്ററോളം ഉയരത്തിലെത്തുന്നു. ഇവയിൽ ചിലതു ഭൂപ്രച്ഛായയെ അതിക്രമിച്ചു സൂര്യപ്രകാശത്തിന്റെ മേഖലയോളം വ്യാപിക്കുന്നു. നരച്ച പാടലവർണത്തോടെ പ്രകാശിക്കുന്ന ഇവയെ സൗരപ്രകാശിത അറോറാ (Sunlit Aurora) എന്നു പറയുന്നു.
ഭൂമിയിലെ കാന്തികവിക്ഷോഭങ്ങളും സൂര്യകളങ്കങ്ങളും ചെലുത്തുന്ന സ്വാധീനം

thumb|400px|കാന്തിക വിക്ഷോഭം കാരണമായ ഒരു ധ്രുവദീപ്തി
ഉഗ്രമായ കാന്തിക വിക്ഷോഭങ്ങളോട് (magnetic storms) അനുബന്ധിച്ചുണ്ടാകുന്ന അറോറാകളാണ് ഏറ്റവും ദീപ്തമായി പ്രകാശിക്കുന്നത്. ആഗോളവ്യാപകമായാണ് കാന്തിക വിക്ഷോഭങ്ങൾ ഉണ്ടാവുക. തുടർന്നുണ്ടാകുന്ന ധ്രുവദീപ്തികൾ രണ്ടു ഗോളാർധങ്ങളിലും ഒരേസമയം ദൃശ്യമാകുന്നു. വിക്ഷോഭങ്ങളുടെ തീവ്രതയ്ക്കൊപ്പം പ്രകാശമേഖലയുടെ വ്യാപ്തിയും വർധിക്കുന്നു. ചിലപ്പോൾ അറോറാകളുടെ പ്രഭാപൂരം ഉഷ്ണമേഖലയോളം ദൃശ്യമാകുന്നു.

അറോറായും കാന്തിക വിക്ഷോഭങ്ങളുമായുള്ള ആനുപാതികബന്ധത്തെക്കുറിക്കുന്ന ആദ്യത്തെ സൂചന ഹെയോർതറുടേതായിരുന്നു (1741). അതിനുമുൻപുതന്നെ സൂര്യകളങ്കങ്ങളും അറോറാകളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു (ഡീമെയ്രാൻ;1733). എന്നാൽ സൂര്യകളങ്കങ്ങളും കാന്തിക വിക്ഷോഭങ്ങളുമായി ഇത്തരമൊരു ബന്ധം കാണുന്നില്ല. സൂര്യകളങ്കങ്ങളെപ്പോലെ കാന്തിക വിക്ഷോഭങ്ങളും ഒരു പതിനൊന്നുവർഷ ആവർത്തനകാലത്തെ അനുസരിക്കുന്നു. സൂര്യകളങ്കങ്ങളുടെ ആധിക്യമുള്ള വർഷങ്ങളിൽ കാന്തിക വിക്ഷോഭങ്ങൾ കുറഞ്ഞും അവ നന്നേകുറഞ്ഞുള്ള വർഷം വിക്ഷോഭങ്ങൾ അധികമായും കണ്ടിട്ടുണ്ട്. സൂര്യകളങ്കങ്ങളുടെ ആധിക്യകാലത്തുണ്ടാകുന്ന വിക്ഷോഭങ്ങൾ അത്യന്തം ഉഗ്രമായിരിക്കും. തീക്ഷ്ണമായ സൗര ആളലുകളെത്തുടർന്ന് ഒരു ദിവസത്തിനുശേഷം ഉഗ്രവും വ്യാപകവുമായ കാന്തികവിക്ഷോഭമുണ്ടാകുന്നു. ഇവയ്ക്കിടയിലുള്ള സമയാന്തരാളം 26 മണിക്കൂറാണ് (ന്യൂട്ടൻ, എച്ച്.ഡബ്ലിയു; 1944). എല്ലാ ആളലുകളോടുമനുബന്ധിച്ചു വിക്ഷോഭമുണ്ടാകണമെന്നില്ല. കേന്ദ്രത്തിൽ നിന്നും 45o വരെ അകലത്തിനുള്ളിലുള്ള സൗരമേഖലകളിൽനിന്നുള്ള ഉത്സർജങ്ങളാണ് പ്രസക്തം.


വർഗ്ഗം:അന്തരീക്ഷ ഭൗതികശാസ്ത്രം