Poliarinė pašvaistė

Poliarinė pašvaistė (lot. Aurora polaris) – poliariniams regionams būdingas, Saulės vėjo sukeltas viršutinių atmosferos sluoksnių švytėjimas (liuminescencija) planetose, kurios turi magnetosferą. Žemės poliarinės pašvaistės priklausomai nuo pusrutulio vadinamos šiaurės pašvaiste (Aurora borealis) arba pietų pašvaiste (Aurora australis).

Žemės poliarinės pašvaistės

Žemės poliarinė pašvaistė susidaro Saulės vėjo atneštoms dalelėms susidūrus su Žemės atmosfera (daugiausia – deguonimi ir azotu). Jonosferoje kilusi magnetinė audra sukelia švytėjimą. Nakties danguje pasirodo žydri, geltoni, žali, violetiniai spinduliai, lankai, marškos. Žalią spalvą pašvaistėms suteikia atominio deguonies, o raudoną – molekulinio azoto jonizacija ir švytėjimas. Dienos metu poliarinės pašvaistės nesimato, nes ją užgožia saulės šviesa, tačiau pats reiškinys gali vykti ir dienos metu.
Nors poliarinė pašvaistė būdingiausia poliarinėms sritims, kartais matoma ir vidutinėse platumose ar netgi netoli atogrąžų.
Nustatyta, kad poliarinės pašvaistės dažniau matomos didelio Saulės aktyvumo metais, t. y. tuomet, kai Saulėje padaugėja dėmių, fakelų, protuberancų ir kitų aktyvumo požymių. Poliarinių pašvaisčių maksimumas būna praėjus 1-2 metams po Saulės dėmių skaičiaus maksimumo, o minimumai faktiškai sutampa. Šis ryšys paaiškinamas tuo, kad Saulės aktyvumo metais jos paviršiuje bei gelmėse sustiprėja fiziniai procesai ir chromosferoje šalia dėmių susidaro daug fakelų, protuberancų ir blyksnių, išmetančių į kosminę erdvę didelius Saulės plazmos srautus.

Paplitimas

Pašvaistės Žemėje nuolat egzistuoja. Kai Saulės vėjas silpnas, pašvaistė gali susidaryti tik aukštose platumose ir būti blanki. Kad pamatytumėme pašvaistę dangus turi būti tamsus ir giedras. Saulės šviesa ir debesys yra didžiausios kliūtys pašvaisčių stebėjimams. Kai Saulės vėjas sutrikdomas nuo žybsnio ar kito staigaus įvykio Saulėje, mes galime matyti labai ryškią pašvaistę. Po to kai Saulės vėjas perduoda didelį energijos kiekį į magnetosferą, staigus šios sukurtos įtampos atpalaidavimas gali sukelti sprogstamą pašvaistės reginį. Šie dideli įvykiai vadinami mažomis geomagnetinėmis audromis. Maža audra paprastai prasideda lėtu pašvaistės ovalo besiplėtimu lydimu staigiu šviesėjimu iki mažo taško, vadinamu pašvaistės žlugimu. Šis taškas paprastai yra arti pašvaistės ovalo, kuris yra kitoje Saulės pusėje, o tai reiškia, kad jis yra ten, kur vidurdienis. Šis šviesėjimas auga iki kol paveikiamas visas pašvaistės ovalas. Stebėtojas ant žemės pamato staigų pašvaistės šviesėjimą, kuris užpildo beveik visą dangų per dešimt sekundžių. Pašvaistė tampa judančių užuolaidų pavidalo. Jei esama po pašvaistės ovalu į vakarus nuo jos sunykimo taško, matoma šviesi pašvaistė judanti link stebėtojo iš rytų, kuri gali uždengti praktiškai visą dangų per keletą minučių judėdama iš rytinio horizonto į vakarinį. Ši pašvaistė nuolat atrodys kaip didžiulės judančios užuolaidos, su daug mažesnių sūkurių jose. Po šių pašvaistinių užuolaidų sunykimo, dangus gali būti pilnas išsimėčiusių pašvaistės dėmių, kurios tai pasirodo tai išnyksta. Maža geomagnetinė audra paprastai trunka 30-90 min. Per aukšto Saulės aktyvumo laikotarpį gali būti ir kelios viena paskui kitą audros per naktį. Vidutiniškai per metus būna apie 1500 mažų geomagnetinių audrų, bet dažniausiai jas skiria kelių dienų laikotarpis.

Pašvaistės aukštis

Apatinė riba paprastai yra 90 km aukštyje, bet pašvaistė plečiasi labai dideliame aukščių intervale. Aukštis, kur prasideda spinduliavimas priklauso nuo veikliųjų elektronų, kurie sukelia pašvaistę, energijos. Kuo daugiau energijos, tuo didesnė jėga ir tuo giliau elektronai skverbiasi į atmosferą. Labai intensyvi pašvaistė sukelta didelės energijos elektronų gali būti 80 km aukštyje. Matomos pašvaistės viršutinė riba užsibaigia 200–300 km aukštyje – tokiame aukštyje, kuriame paprastai skraido kosminiai laivai.

Pašvaistės kitose Saulės sistemos planetose

Praktiškai visos Saulės sistemos planetos turi kokios nors rūšies pašvaistes. Jei planeta turi atmosferą ir ji yra bombarduojama veikliųjų dalelių ji turės pašvaistę. Tokiose planetose kaip Venera, kuri neturi magnetinio lauko, pašvaistės būna labai nereguliarios, tuo tarpu Žemė, Jupiteris ar Saturnas, kuriems būdingas dvipolis magnetinis laukas, pašvaistės būna apvalios karūnos pavidalo ir pasirodo abiejuose pusrutuliuose. Kai magnetinis planetos laukas nesijungia su sukamąja ašimi, gaunamas labai iškreiptas pašvaistės ovalas, kuris gali būti arti pusiaujo kaip Urane ar Neptūne. Kai kurie didesni tolimesnių planetų palydovai yra pakankamai dideli, kad turėtų atmosferą ir kai kurie iš jų taip pat turi magnetinį lauką. Juos paprastai nuo Saulės vėjo apsaugo planetos, apie kurią jie skrieja, magnetosfera, bet tol, kol magnetosfera taip pat turi veikliųjų dalelių, kai kuriuose palydovuose taip pat būna pašvaistės.
Saulės sistemos didžiųjų planetų magnetiniai laukai yra žymiai stipresnį už Žemės magnetinį lauką, todėl jų poliarinės pašvaistės yra žymiai didesnio mastelio lyginant su Žemės pašvaistėmis. Stebint šias planetas iš Žemės (ar kitų vidinių Saulės sistemos sričių) jos į stebėtoją yra atsuktos Saulės apšviesta puse ir matomame šviesos diapazone jų pašvaistės yra užgožiamos atsispindinčios Saulės šviesos. Šių planetų ryškius poliarinių pašvaisčių atvaizdus pavyko užfiksuoti ne Žemės atmosferoje esančiu Hablo teleskopu, nes Jupiterio ir Saturno atmosferoje yra didelė dalis vandenilio, kuris jonizuotas švyti ultravioletiniame diapazone, be to šių planetų albedas ultravioletinių spindulių spektre yra nedidelis.