AuroraWatch UK

Nathan Case, Lancaster University

De afgelopen nachten hebben zowel amateur-astronomen als aurora-jagers melding gemaakt van een groene gloed aan de Britse hemel. De waarnemingen worden gemakkelijk verward met het noorderlicht, de aurora borealis, maar het gaat om een ander verschijnsel dat “airglow” wordt genoemd.

Airglow is het natuurlijke “gloeien” van de atmosfeer van de aarde. Het gebeurt de hele tijd en over de hele wereld. Er zijn drie soorten airglow: dayglow, twilightglow en nightglow. Elk is het resultaat van de interactie tussen zonlicht en de moleculen in onze atmosfeer, maar ze hebben hun eigen speciale manier van ontstaan.

Daggloed ontstaat wanneer zonlicht de dagatmosfeer raakt. Een deel van het zonlicht wordt geabsorbeerd door de moleculen in de atmosfeer, waardoor ze overtollige energie krijgen. Ze raken aangeslagen. De moleculen geven deze energie vervolgens af in de vorm van licht, met dezelfde of een iets lagere frequentie (kleur) als het licht dat ze hebben geabsorbeerd. Dit licht is veel zwakker dan daglicht, zodat we het met het oog niet kunnen zien.

Schemergloed is in wezen hetzelfde als daggloed, maar alleen de bovenste atmosfeer wordt door de zon beschenen. De rest van de atmosfeer en de waarnemer op de grond zijn in duisternis. In tegenstelling tot daggloed is schemergloed dus wel degelijk met het blote oog zichtbaar voor ons op de grond.

Chemiluminescentie

De chemie achter nightglow is anders. Er schijnt geen zonlicht op de nachtelijke atmosfeer. In plaats daarvan is een proces dat “chemiluminescentie” wordt genoemd verantwoordelijk voor de gloeiende atmosfeer.

Zonlicht geeft overdag energie af aan de atmosfeer, waarvan een deel wordt overgedragen aan zuurstofmoleculen (b.v. O₂). Deze extra energie zorgt ervoor dat de zuurstofmoleculen uiteenvallen in afzonderlijke zuurstofatomen. Dit gebeurt vooral rond 100 km hoogte. Atomair zuurstof is echter niet in staat om deze overtollige energie gemakkelijk kwijt te raken en fungeert dus als een “opslagplaats” van energie voor verscheidene uren.

Eindelijk slaagt de atomaire zuurstof erin te “recombineren” en opnieuw moleculaire zuurstof te vormen. De moleculaire zuurstof geeft dan energie af, opnieuw in de vorm van licht. Er worden verschillende kleuren geproduceerd, waaronder een “heldere” groene emissie.

Airglow gespot in panoramische opname van de Very Large Telescope. Beletsky, CC BY-SA

In werkelijkheid is de groene nachtgloed niet bijzonder helder, het is gewoon de helderste van alle nachtgloedemissies. Lichtvervuiling en een bewolkte hemel zullen waarnemingen verhinderen. Als je geluk hebt, kun je het nog net zien of vastleggen op foto’s met lange belichting.

Niet te verwarren met noorderlicht

De groene nachtgloedemissie lijkt erg op het beroemde groen dat we zien in het noorderlicht. Dat is niet verwonderlijk, want het wordt geproduceerd door dezelfde zuurstofmoleculen als het groene noorderlicht. Maar de twee fenomenen zijn niet verwant.

Aurora ontstaat wanneer geladen deeltjes, zoals elektronen, de atmosfeer van de aarde bombarderen. Deze geladen deeltjes, die bij de zon zijn begonnen en in de magnetosfeer van de aarde zijn versneld, botsen op de atmosferische gassen. Ze dragen energie over, waardoor de gassen licht gaan uitstralen.

Maar het is niet alleen het proces erachter dat anders is. Het poollicht vormt zich in een ring rond de magnetische polen (bekend als het poollichtovaal), terwijl de nightglow over de hele nachthemel wordt uitgezonden. Het poollicht is zeer gestructureerd (als gevolg van het magnetisch veld van de aarde), terwijl de nightglow over het algemeen vrij uniform is. De omvang van het noorderlicht wordt beïnvloed door de sterkte van de zonnewind; terwijl airglow altijd optreedt.

Waarom hebben we dan de laatste tijd veel waarnemingen uit het VK, in plaats van de hele tijd? De helderheid van airglow correleert met het niveau van ultraviolet (UV) licht dat door de zon wordt uitgezonden – en dat varieert in de tijd. Ook de tijd van het jaar lijkt van invloed te zijn op de sterkte van airglow.

Om de kans op het waarnemen van airglow zo groot mogelijk te maken, moet u een lange belichtingsfoto maken van een heldere, donkere nachthemel. Airglow kan worden waargenomen in elke richting die vrij is van lichtvervuiling, op ongeveer 10⁰-20⁰ boven de horizon.

Nathan Case, Senior Research Associate in Space and Planetary Physics, Lancaster University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het oorspronkelijke artikel.