ध्रुवीय प्रकाश (ऑरोरा)

ध्रुवीय प्रकाश किंवा ऑरोरा हा पृथ्वीच्या वरच्या वातावरणात दिसणारा तेजस्वी प्रकाशाचा खेळ आहे. सूर्यापासून येणारे चार्ज झालेले कण पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्रात अडकतात आणि वातावरणातील वायूंशी आदळतात. या आघातांमुळे वायूंचे अणू उत्तेजित होऊन प्रकाश बाहेर टाकतात. उत्तरेकडील प्रदेशांत याला उत्तर ध्रुवीय प्रकाश आणि दक्षिणेकडे दक्षिण ध्रुवीय प्रकाश असे म्हणतात. प्रकाशाचा रंग कोणत्या वायूशी आघात झाला आणि तो किती उंचीवर झाला, यावर ठरतो. सर्वांत सामान्य रंग हिरवा असून तो सुमारे १०० ते २०० किलोमीटर उंचीवर तयार होतो. ध्रुवीय प्रदेशांतील आकाशात हा प्रकाश सर्वांत स्पष्ट दिसतो.

माहिती

सूर्य सतत चार्ज झालेल्या कणांचा ओघ सोडत असतो, ज्याला सूर्यवारे असे म्हणतात. हे कण पृथ्वीजवळ येताच पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र त्यांना बाजूला वळवते. काही कण मात्र चुंबकीय क्षेत्राच्या रेषांवरून ध्रुवांजवळील वातावरणात खाली येतात.

वातावरणातील ऑक्सिजन व नायट्रोजनच्या अणूंशी या कणांची टक्कर होते. या टक्करीत अणूंना अतिरिक्त ऊर्जा मिळते आणि ते ती ऊर्जा प्रकाशाच्या स्वरूपात सोडतात. हीच प्रक्रिया निऑन दिव्यातील प्रकाशाच्या निर्मितीशी तुलनीय आहे.

सूर्यवारे

सूर्यवाऱ्यांमध्ये इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन व इतर कण असतात. या कणांचा वेग व घनता सूर्याच्या क्रियेप्रमाणे बदलत राहते. सूर्यावर मोठा उद्रेक झाल्यास सूर्यवाऱ्यांचा ओघ वाढतो आणि पृथ्वीजवळील चुंबकीय क्षेत्रात गोंधळ निर्माण होतो.

चुंबकीय क्षेत्र

पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वीच्या आतील वितळलेल्या धातूंच्या हालचालींमुळे तयार होते. हे क्षेत्र सूर्यवाऱ्यांपासून पृथ्वीचे संरक्षण करते आणि त्यांना बाजूने वळवते. या क्षेत्रामुळेच कण ध्रुवांजवळ एकत्र येतात.

सूर्यवाऱ्यांचा दाब पडल्यावर चुंबकीय क्षेत्र सूर्याच्या विरुद्ध दिशेला लांब पसरते. या लांबट भागाला चुंबकीय पुच्छ असे म्हणतात. या भागातील कण पृथ्वीच्या वातावरणात येऊ शकतात.

रंग

प्रकाशाचा रंग वायू व उंची यांवर अवलंबून असतो. ऑक्सिजनमुळे हिरवा व लाल प्रकाश तयार होतो, तर नायट्रोजनमुळे निळा व गुलाबी रंग दिसतो. वेगवेगळ्या रंगांचे थर एकमेकांवर आल्यास जांभळा किंवा पांढरा रंगही दिसू शकतो.

रंग	उंची	वायू
लाल	सुमारे २०० किलोमीटरपेक्षा जास्त	ऑक्सिजन
हिरवा	सुमारे १०० ते २०० किलोमीटर	ऑक्सिजन
निळा	सुमारे १०० ते २०० किलोमीटर	नायट्रोजन
गुलाबी	सुमारे १०० किलोमीटरपेक्षा कमी	नायट्रोजन

ध्रुवीय प्रदेश

ध्रुवीय प्रकाश सामान्यतः उत्तर व दक्षिण ध्रुवाभोवतीच्या वलयाकार प्रदेशांत दिसतो. उत्तरेकडे हा प्रदेश सुमारे ६५ ते ७२ अंश अक्षवृत्तावर पसरलेला आहे. त्यामुळे नॉर्वे, स्वीडन, फिनलंड, आइसलँड, कॅनडा व अलास्का येथे तो नियमित दिसतो.

सूर्याच्या क्रियेत वाढ झाल्यास हा प्रकाश कमी अक्षवृत्तांवरही दिसू शकतो. अशा वेळी मध्य युरोप व अमेरिकेच्या उत्तर भागांतही तो दिसल्याच्या नोंदी आहेत.

अंतराळ हवामान

सूर्याच्या क्रियेमुळे पृथ्वीजवळील अवकाशात होणाऱ्या बदलांना अंतराळ हवामान असे म्हणतात. मोठ्या भूचुंबकीय वादळांमुळे उपग्रहांचे कार्य, रेडिओ संप्रेषण आणि वीजवितरण यांवर परिणाम होऊ शकतो.

अशा घटनांचा अभ्यास करण्यासाठी अनेक देशांनी उपग्रह व जमिनीवरील वेधशाळांचे जाळे उभारले आहे. सूर्याच्या क्रियेचा अंदाज लावणे अजूनही आव्हानात्मक आहे.

निरीक्षण, इतिहास व परिणाम

१८५९ मध्ये सूर्यावर झालेल्या मोठ्या उद्रेकामुळे त्या काळातील तारयंत्रांची व्यवस्था बंद पडल्याची नोंद आहे. या घटनेला कॅरिंग्टन घटना असे म्हणतात. अशी घटना आज घडल्यास त्याचा परिणाम मोठा असू शकतो, असे संशोधक मानतात.

पृथ्वीशिवाय गुरू व शनी यांसारख्या ग्रहांवरही ध्रुवीय प्रकाश आढळतो. या ग्रहांची चुंबकीय क्षेत्रे अधिक मजबूत असल्याने तेथील प्रकाशाचे स्वरूप वेगळे असते. अंतराळ दुर्बिणींनी हे प्रकाश नोंदवले आहेत.

ध्रुवीय प्रकाश पाहण्यासाठी अंधारे आकाश व स्पष्ट हवामान आवश्यक असते. शहरांतील प्रकाश प्रदूषण टाळून दूरच्या ठिकाणी निरीक्षण केल्यास प्रकाश अधिक स्पष्ट दिसतो. निरीक्षणासाठी हिवाळ्यातील रात्री अधिक उपयुक्त मानल्या जातात.

ध्रुवीय प्रकाश वलय, पडदे, कमानी किंवा लहरी अशा विविध आकारांत दिसतो. हे आकार चुंबकीय क्षेत्राच्या रेषांच्या रचनेमुळे तयार होतात. काही वेळा प्रकाश आकाशात वेगाने हलताना दिसतो.

ध्रुवीय प्रकाश सामान्यतः १०० ते ३०० किलोमीटर उंचीवर तयार होतो. काही वेळा तो त्याहून अधिक उंचीवरही दिसतो. त्याची उंची व रंग यांचा संबंध असल्याने रंगावरून तो कोणत्या थरात तयार झाला हे ओळखता येते.

ध्रुवीय प्रदेशांत हिवाळ्यातील रात्री लांब असल्याने निरीक्षणासाठी अधिक वेळ मिळतो. उन्हाळ्यात सूर्य क्षितिजाजवळच राहत असल्याने आकाश पुरेसे अंधारे होत नाही. त्यामुळे निरीक्षणासाठी हिवाळा अधिक योग्य असतो.

सूर्याची क्रिया सुमारे अकरा वर्षांच्या चक्रात वाढते व कमी होते. या चक्रातील कमालीच्या काळात भूचुंबकीय वादळे अधिक होतात आणि ध्रुवीय प्रकाशही अधिक तेजस्वी दिसतो. यामुळे निरीक्षणासाठी योग्य वर्षे निवडता येतात.

ध्रुवीय प्रकाश पाहण्यासाठी दरवर्षी हजारो पर्यटक उत्तरेकडील देशांना भेट देतात. अनेक संस्कृतींतील लोककथांमध्ये या प्रकाशाचा उल्लेख आढळतो. आजही तो अनेकांसाठी निसर्गातील आकर्षक अनुभव मानला जातो.

ध्रुवीय प्रकाशाचे छायाचित्रण करण्यासाठी कॅमेऱ्याचा लांबचा प्रकाशग्राही कालावधी आवश्यक असतो. स्थिर तिपायावर ठेवलेला कॅमेरा व रुंद कोनाची भिंग यांचा वापर सामान्यतः केला जातो. थंडीमुळे कॅमेऱ्याच्या घटींची क्षमता कमी होते, त्यामुळे राखीव घटी सोबत ठेवण्याचा सल्ला दिला जातो.

ध्रुवीय प्रकाशाचे निरीक्षण अंतराळ हवामानाचा अभ्यास करण्यासाठी उपयुक्त ठरते. प्रकाशाच्या रंगातून वातावरणातील वायूंची रचना व कणांची ऊर्जा समजते. जमिनीवरील कॅमेरे व चुंबकीय मोजमाप यंत्रे एकत्र वापरून सूर्य-पृथ्वी संबंधांचा अभ्यास केला जातो.

मोठ्या भूचुंबकीय वादळांचा उपग्रह व वीज ग्रीड यांवर परिणाम टाळण्यासाठी आगाऊ इशारा देण्याची व्यवस्था विकसित केली जात आहे. सूर्याच्या निरीक्षणासाठी पाठवलेली याने या अंदाजासाठी माहिती पुरवतात.

उत्तर ध्रुवीय प्रकाश व दक्षिण ध्रुवीय प्रकाश बहुतेक वेळा एकाच वेळी दिसतात. कारण दोन्ही भागांतील कणांचा स्रोत एकच असतो. त्यांची तेजस्विता व आकारही बऱ्याचदा सारखेच असतात.

ऑरोरा हे नाव रोमन पौराणिक कथेतील पहाटेच्या देवीवरून आले आहे. प्राचीन काळात या प्रकाशाचे वर्णन अनेक प्रकारे केले गेले. आज हा शब्द उत्तर व दक्षिण या दोन्ही ध्रुवीय प्रकाशांसाठी वापरला जातो.

आजही ध्रुवीय प्रकाशाचे निरीक्षण हौशी खगोलप्रेमींसाठी आकर्षणाचा विषय आहे. त्याचे स्वरूप रात्रभर बदलत असल्याने दीर्घकाळ निरीक्षण केल्यास प्रत्येक वेळी वेगळा अनुभव मिळतो.

संदर्भ

शेवटचे संपादन: ८ नोव्हेंबर २०२६