Cực quang, còn được gọi là cực quang, là một trong những hiện tượng tự nhiên ngoạn mục nhất có thể quan sát được trên bầu trời đêm. Những màn trình diễn màu sắc rực rỡ này chiếu sáng các vùng cực và mang đến một cảnh tượng trực quan đã làm say mê nhân loại trong nhiều thiên niên kỷ. Trong bài học này, chúng ta đi sâu vào khoa học đằng sau cực quang, khám phá nguyên nhân, loại và nơi chúng có thể được nhìn thấy.
Đèn cực sáng, ánh sáng nhảy múa nhìn thấy trên bầu trời đêm gần các cực từ của Trái đất. Chúng được gọi là Cực quang, hay Ánh sáng phương Bắc, ở Bắc bán cầu và Aurora Australis, hay Ánh sáng phương Nam, ở Nam bán cầu. Những ánh sáng này là kết quả của sự va chạm giữa các hạt tích điện từ mặt trời và khí trong bầu khí quyển Trái đất. Màu sắc của cực quang phụ thuộc vào loại phân tử khí liên quan và độ cao nơi xảy ra va chạm.
Mặt trời phát ra một dòng hạt tích điện gọi là gió mặt trời. Khi những hạt này đến Trái đất, chúng tương tác với từ trường của hành tinh, đưa một số hạt vào các vùng cực. Khi những hạt tích điện này từ mặt trời va chạm với các nguyên tử và phân tử trong bầu khí quyển Trái đất, chúng truyền năng lượng sang các nguyên tử này, làm chúng kích thích. Các nguyên tử bị kích thích sau đó giải phóng năng lượng này dưới dạng ánh sáng, tạo ra những màn trình diễn đẹp mắt được gọi là ánh sáng cực.
Màu sắc phổ biến nhất được quan sát thấy ở cực quang là xanh lá cây và hồng. Cực quang màu xanh lá cây được tạo ra khi các hạt tích điện va chạm với oxy ở độ cao thấp hơn (lên tới 150 dặm), trong khi cực quang màu hồng và đỏ được tạo ra ở độ cao cao hơn. Ánh sáng xanh và tím được tạo ra do va chạm với nitơ. Màu sắc khác nhau của cực quang là do loại phân tử khí liên quan và độ cao của chúng trong khí quyển.
Đèn cực thường có thể nhìn thấy được ở các vùng cực, trong một dải được gọi là vùng cực quang. Để có cơ hội tốt nhất chứng kiến hiện tượng này, người ta nên đến các địa điểm gần các cực từ, chẳng hạn như Bắc Na Uy, Iceland hoặc Alaska ở Bắc bán cầu và Tasmania hoặc mũi phía nam của New Zealand ở Nam bán cầu. Thời điểm tốt nhất để quan sát cực quang là vào thời điểm phân, vào tháng 3 và tháng 9, khi các hoạt động địa từ diễn ra mạnh mẽ hơn.
Cường độ và tần số của ánh sáng cực có liên quan trực tiếp đến hoạt động của mặt trời. Trong các thời kỳ hoạt động mạnh mẽ của mặt trời, chẳng hạn như các tia sáng mặt trời và sự phun trào khối lượng vành (CME), Trái đất phải hứng chịu lượng gió mặt trời tăng lên. Gió mặt trời tăng lên này tăng cường các cơn bão địa từ, dẫn đến các hiện tượng cực quang sống động và lan rộng hơn.
Các nhà khoa học nghiên cứu ánh sáng vùng cực để hiểu được sự tương tác phức tạp giữa hoạt động của mặt trời và từ quyển Trái đất. Các thiết bị như máy ảnh toàn bầu trời, từ kế và vệ tinh được sử dụng để quan sát cực quang và đo hoạt động địa từ. Những nghiên cứu này giúp các nhà khoa học dự đoán các cơn bão địa từ và hiểu được tác động của hoạt động mặt trời đến bầu khí quyển và khí hậu Trái đất.
Mặc dù việc tận mắt trải nghiệm cực quang là một trải nghiệm ngoạn mục nhưng không phải ai cũng có thể du lịch đến các vùng cực. May mắn thay, một số đài quan sát và tổ chức nghiên cứu cung cấp nguồn cấp dữ liệu trực tiếp và video tua nhanh thời gian về cực quang, giúp bạn có thể chứng kiến kỳ quan thiên nhiên này từ mọi nơi trên thế giới.
Trong suốt lịch sử, đèn cực có ý nghĩa quan trọng trong các nền văn hóa khác nhau. Trong thần thoại Bắc Âu, cực quang được cho là sự phản chiếu của những tấm khiên của Valkyrie, những nữ chiến binh chọn ai sẽ chết trong trận chiến. Các nền văn hóa bản địa ở Bắc Mỹ coi cực quang là linh hồn của tổ tiên họ. Những cách giải thích mang tính văn hóa này làm nổi bật sự kinh ngạc và bí ẩn xung quanh hiện tượng tự nhiên này.
Đèn cực là một cảnh tượng thiên nhiên tuyệt đẹp do sự tương tác giữa gió mặt trời và bầu khí quyển Trái đất. Trong khi khoa học đã tiết lộ nhiều điều về nguyên nhân và hành vi của chúng thì cực quang vẫn tiếp tục gây ra sự kinh ngạc và tò mò cho những người quan sát trên khắp thế giới. Bằng cách hiểu những điều cơ bản về ánh sáng cực, chúng ta hiểu rõ hơn về động lực tuyệt vời của từ trường hành tinh chúng ta và sự tương tác của nó với mặt trời. Khi chúng ta tiếp tục nghiên cứu và đánh giá cao hiện tượng tuyệt đẹp này, ánh sáng vùng cực vẫn là biểu tượng cho sự kết nối của Trái đất với vũ trụ rộng lớn bên ngoài.
