Polar aurora או בשמו העברי "זוהר הקוטב" הינה תופעה אופטית המתרחשת בקטבים.
באנגלית נהוג להבדיל בין הזוהר הצפוני (aurora borealis) לזוהר הדרומי (aurora australis), אם כי הסיבה להיווצרות שניהם זהה.


זוהר הקוטב, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

זוהר הקוטב הוא תוצאה של יחסי גומלין בין רוח השמש וחגורת הקרינה המקיפה את כדור הארץ.
את כדור הארץ מקיפה חגורת חלקיקים טעונים (פלסמה) הקרויה חגורת ואן-אלן (Van Allen radiation belt); החגורה מקובעת למקומה ע"י השדה המגנטי של כדור הארץ.
רוח השמש היא פלסמה של חלקיקים טעונים (בעיקר אלקטרונים ופרוטונים) הנפלטת בעיקר מהחלק העליון של אטמוספרת השמש הקרויה עטרה.

כאשר החלקיקים מרוח השמש מגיעים לאזור חגורת הקרינה הם גורמים לשינויים וכאשר נוצר "גודש" של חלקיקים בחגורה (למשל עקב פעילות שמש מוגברת) יש התנגשויות מרובות של החלקיקים הטעונים עם המולקולות שבאוויר - בעיקר החמצן והחנקן שבאטמוספרה, הדבר גורם לעירור אנרגטי של המולקולות הללו ועודף האנרגיה הזה משתחרר השאר בצורת "זוהר הקוטב" - פליטה של אור.

צבע הזוהר הצפוני תלוי בסוג האטום המגיב: חמצן-ירוק, אדום-מימן, כחול-חנקן.
הזוהר מופיע בעיקר באזורי הקטבים משום שהחלקיקים הטעונים נמשכים לשם.


זוהר הקוטב, התמונה לקוחה מויקיפדיה.

מאת: דר' מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

15 תגובות

  • אילנה

    שאלה לגבי זוהר הצפוני/דרומי

    למה התופעה זו מתרכשת באזורים הקרובים לקוטב? למה לא באזור שהוא קרוב לקו המשווה למשל?

  • אלון

    שאלה בקשר לסיבת האור

    בכתבה יש התייחסות לחלקיקים פלורסנטים. עד כמה שידוע לי זוהר הקוטב נגרם מעירור של חלקיקי חנקן ולא מפלורסנציה. מה התשובה הנכונה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    פלואורסנציה

    היי אלון,
    התשובה הנכונה היא שהכל נכון.
    פלואורסנציה מוגדרת כפליטה של אור על ידי חלקיק (בדרך כלל מולקולה) שספג אנרגיה, ופולט אותה חזרה באמצעות פוטון של אור.
    בזוהר הקוטב, חלקיקי "רוח השמש" פוגעים במולקולות האוויר, מעלים להן את האנרגיה – ואלו פולטות את האור חזרה בתהליך של פלואורסנציה.
    חשוב לציין שלא רק מולקולת החנקן יוצרת פלואורסנציה, גם לחמצן תפקיד חשוב באורות הקוטב. אורות קוטב בגוני ירוק וכחול נגרמים על ידי פלואורסנציה של חנקן, ואורות בגוני אדום נגרמים על ידי פלואורסנציה של חמצן.
    בברכה,
    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • לילה

    סוגי המולקולות

    בכתבה צוין שמולקולות החמצן זוהרות בירוק , המימן באדון והחנקן בכחול ואילו כאן בתשובה אתה אתה מסביר שהפלואורסנציה הכחולה והירוקה נובעות ממולקולות של חנקן והאדומה משל חמצן- מה היא האמת?
    למען האמת, אני טיילתי בכוחות עצמי בנורווגיה ולפלנד ובין השאר "צדתי" את הזוהר בשנה שעברה, וחזיתי בזוהר סגלגל ורדרד וקצת צהבהב גם כן.. בעיני היתה זו ממש קשת של צבעים.. ונכנסתי לאתר כי קיוויתי לקבל תשובה מדויקת לגבי הגוונים..
    האם עליי להניח שצהבהב נובע מכמות פחותה של חמצן? או סגלגל משילוב של חנקן ומימן? האם יש תשובה לכך בכלל?
    ולגבי סערות השמש.. מדוע פיצוצים כסערות בעטרה של השמש יוצרים כזאת נשורת? זאת אומרת האם אותם אלקטרונים ופוטונים עוברים דרך שכזאת לכל כוון במערכת השמש? מדוע האורות מתאפשרים רק בקטבים- מדוע הריכוז של המולקולות רק שם- בגלל מבנהו הפחוס של כדורה"א? האם הסערות הללו בשמש מסוכנות או גורמות לעוד תופעות מלבד הזוהר? האם חלליות יכולות לעבור דרך הנשורת הזאת של האלקטרונים והפוטונים- או לצורך העניין דרך הזוהר הצפוני?
    בברכות רבות של אור חם ונעים..

  • אלון

    נכון, אבל…

    פלורוסנציה לרוב מקושר לתהליך של ספיגת אור אולטרה סגול ופליטת אור נראה, כמו בנורות פלורסנטיות.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    צודק

    צודק, אז כדי למנוע בלבול החלפתי את "חלקיקים פלורסנטים" ב-"המולקולות שבאוויר", וגם הוספתי הסברון קצר על תהליך הזהירה.
    שיניתי גם ההגדרה בויקיפדיה (שגם כתבה פלואורסנציה).
    תודה.

  • אתי

    הזוהר הדרומי

    מתי והיכן בניו זילנד ניתן לראות את האורורה אוסטראליס? האם יש אתר שיכול לתת תחזית לפעילות בשמש כך שניתן להתאים את הסיור למועדי הפעילות (בתקווה לראות יותר)?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תשובה

    לגבי מיקום - בניו זילנד לא רואים את הזוהר כל כך טוב כמו בצפון. ראי כאן כתבה (באנגלית) לגבי איפה בניו זילנד הכי כדי להיות:
    (כולל מפה)
    http://andyoz.hubpages.com/hub/The-Best-Places-To-See-The-Southern-Light...

    לגבי זמן - שנת 2013 אמורה להיות טובה (מבחינת פעילות שמש שגורמת לזוהר). רואים את הזוהר בחודשים אפריל עד ספטמבר, כאשר הכי טובים הם החודשים יולי-אוגוסט, עוד פרטים כאן (באנגלית)
    http://andyoz.hubpages.com/hub/When-Is-The-Best-Time-To-See-The-Southern...

    מאחל לך טיול נעים!

  • אתי

    פעילות שמש

    תודה רבה! ביקרתי באתר הזה כבר. אנחנו נהיה שם מוקדם יותר מאפריל. האם יש אתר שמיידע על פעילות שמש ועל צפי לאורורה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    צפי לפעילות שמש

    כפי שכתבתי - הזמן הטוב ביותר לראות הזוהר הדרומי הוא החודשים יולי-אוגוסט.

    האתרים הבאים עוקבים אחרי פעילות השמש, אבל הם מאוד טכניים, וצריך 'לחפור' בהם כדי להוציא נתונים:

    http://www.solarham.net/

    http://sidc.oma.be/index.php

    בנוסף - התחזיות על פעילות השמש הן קצרות טווח - לא ארוכות טווח... לצערי לא הצלחתי למצוא (כנראה מהסיבה הנ"ל) אתר הנותן תחזית ארוכה יותר - את צריכה להבין שצריך לראות סערת שמש ואז יודעים שכאשר החלקיקים הטעונים שפולטת השמש יגיעו לכדור הארץ נראה זוהר יפה, אבל כנראה אי אפשר לחזות מראש סערות שמש - אז רק צופים בהם בעת התרחשותן.

    ראי גם באתר שלנו הסבר על הזוהר הדרומי וקרינת השמש

  • אתי

    למה בזמן מסויים?

    קראתי, תודה. ההסבר מנוסח יפה מאוד. לא ברור לי למה רק בעונות מסויימות רואים את האורורה (בחורף של כל מחצית?) הרי היא תלויה בפעילות השמש, וזו לא קשורה לעונות השנה.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    חושך...

    כיוון שמדובר באור חלש - פשוט צריך חושך לראות אותם... ובאיזורי הקטבים יש חושך רק בתקופת החורף (אוגוסט - לגבי הקוטב הדרומי).

  • ליאור

    הזוהר הצפוני.

    אני מתכננת טיסה ללפלנד במיוחד כדי לראות את הזוהר הצפוני. אני חולמת על זה מאז שאני ילדה. מה התקופה הכי טובה לראות אותו ובממוצע כמה פעמים זה קורה בשנה? הבנתי שפעם ב11 שנה התופעה מתגברת ושב2012 בספטמבר או מרץ זה זמן טוב לטוס.

  • שלומי דגן

    תשובה

    אני מתבסס כאן על ויקיטרוול:

    http://wikitravel.org/en/Northern_Lights

    אורות הצפון באים במחזור של 11 שנים, כאשר 2006-7 היוותה שנת מינימום ואילו 2013 - שנת מקסימום (2012 ו-2014 גם יהיו עתירות אורות) . החודשים האופטימלים הם מרץ וספטמבר (אבל גם באוקטובר ואפריל יש לא מעט אורות)

    בהצלחה!

  • נוימן

    חגורת החלקיקים הטעונים

    איך שורה חגורת החלקיקים הטעונים בעצם אם החלקיקים מהשמש מתנגשים במולקולת רגילות?