SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

ODJEL ZA FIZIKU

SANJA MAROLIN

POLARNA SVJETLOST

Diplomski rad

Osijek, 2010.

SVEUČILIŠTE JOSIPA JURJA STROSSMAYERA U OSIJEKU

ODJEL ZA FIZIKU

SANJA MAROLIN

POLARNA SVJETLOST

Diplomski rad

predloţen Odjelu za fiziku Sveučilišta J. J. Strossmayera u Osijeku

radi stjecanja zvanja profesora fizike i tehničke kulture s informatikom

Osijek, 2010.

Ovaj diplomski rad je izraĎen u Osijeku pod vodstvom doc. dr. sc. Snjeţane

Markušić u sklopu Sveučilišnog preddiplomskog studija fizike i tehničke

kulture s informatikom na Odjelu za fiziku Sveučilišta Josipa Jurja

Strossmayera u Osijeku.

iii

Sadrţaj

Saţetak.…………………………………………………………………………………………………iv

Abstract.………………………………………………………………………………………………...v

1. UVOD……………………………………………………………………………………………….1

2. POLARNA SVJETLOST KROZ POVIJEST………………………………...…………………….2

3. AURORA BOREALIS I AURORA AUSTRALIS.……………………………………………….10

3.1. Zemljopisna rasprostranjenost i učestalost……………………….………………………11

3.2. Periodi polarne svjetlosti………………………………….………………………………13

3.3. Zvukovi polarne svjetlosti…………………………………..…………………………….16

4. UZROK I FIZIKALNI OPIS POJAVE POLARNE SVJETLOSTI.................................................18

4.1. Sunčev vjetar i zemljina magnetosfera................................................................................19

4.2. Geomagnetske oluje………………………………………………………………..……..26

5. VIZUALNI OPIS POJAVE POLARNE SVJETLOSTI……………………………………..……33

5.1. Oblici polarne svjetlosti………………………………………………………….……….33

5.1.1. Oblici bez zrakaste strukture……………………………………………..…….34

5.1.2. Oblici sa zrakastom strukturom…………………………………………..…....39

5.1.3. Aurora bogata bojama…………………………………………………….……42

5.2. Boja i intenzitet polarne svjetlosti……………………………………………………..….43

6. PREDVIĐANJE, PROMATRANJE I FOTOGRAFIRANJE POLARNE SVJETLOSTI…...……49

7. POLARNA SVJETLOST NA PODRUČJU HRVATSKE………………………………………..52

8. POLARNA SVJETLOST NA DRUGIM PLANETIMA………………………………………….57

9. ZAKLJUČAK……………………………………………………………...………………………60

10. LITERATURA…………………………………………………………………………………….61

11. ŢIVOTOPIS……………………………………………………………………………………….67

iv

Sveučilište J.J. Strossmayera u Osijeku Diplomski rad

Odjel za fiziku

POLARNA SVJETLOST

SANJA MAROLIN

Saţetak

Diplomski rad opisuje najljepši i najimpresivniji prirodni fenomen – polarnu svjetlost. Polarna

svjetlost je obojeni svjetlosni prikaz na nebu, obično promatran noću, u polarnim područjima.

Stručni naziv fenomena je “aurora borealis” na sjevernoj hemisferi i “aurora australis” na

juţnoj hemisferi. Studije o aurorama usko su povezane s onima o sunčevim pjegama i

geomagnetskim olujama. Sunčeva korona stvara sunčev vjetar, izvor energije aurora. One

nastaju meĎudjelovanjem visoko nabijenih elektrona sunčevog vjetra i čestica zemljine

atmosfere. Najaktivniji sunčev ciklus stvara produţene aurore daleko od polova. Aurore se

mogu pojaviti u mnogo različitih oblika i boja, kao rezultat različitih nadmorskih visina.

(67 stranica, 50 slika)

Rad je pohranjen u knjiţnici Odjela za Fiziku

Ključne riječi : geomagnetska oluja / magnetska rekonekcija / polarna svjetlost / sunčev

vjetar / zemljina magnetosfera

Mentor : doc. dr. sc. Snjeţana Markušić

Ocjenjivači: doc. dr. sc. Zvonko Glumac, mr. sc. Slavko Petrinšak, prof.

Rad prihvaćen: 17.02.2010.

v

J. J. Strossmayer University in Osijek B. Sc. Thesis

Department of Physics

POLAR LIGHT

SANJA MAROLIN

Abstract

This graduate thesis describes briefly the most beautiful and most impressive of natural

phenomena – polar light. Polar light is colored light displays in the sky, usually observed at

night, in the polar zones. The scientific name for the phenomenon is “Aurora Borealis” in the

norther hemisphere, and “Aurora Australis” in the southern hemisphere. Studies of the

auroras are closely related to those of sunspots and geomagnetic storms. The Sun's corona

produces the Solar wind, source of the aurora`s energy. Auroras occur when highly charged

electrons from the Solar wind interact with particles in the Earth's atmosphere. The most

active period of the Sun`s cycle create extend auroras far from poles. Auroras can appear in

many shapes and colors which are produced at different altitudes.

(67 pages, 50 figures)

Thesis deposited in Department of Physics library

Keywords : geomagnetic storm / magnetic reconnection / polar light / Solar wind / Earth

magnetosphere

Supervisor : doc. dr. sc. Snjeţana Markušić

Reviewers : doc. dr. sc. Zvonko Glumac, mr. sc. Slavko Petrinšak, prof.

Thesis accepted: 17.02.2010.

1

1. UVOD

Još su od prahistorije ljudi fascinirani pojavom polarne svjetlosti, nama najbliţom i

najdramatičnijom manifestacijom svemirskih fenomena. Karakterizira ju blještav raznobojni

sjaj na noćnom nebu, na obje zemljine hemisfere, i ne samo na Zemlji, nego i na drugim

planetima. Iako nam znanost pojavu polarne svjetlosti do detalja opisuje, ona svojom pojavom

ne prestaje očaravati. Poseban utjecaj na ljude ostavlja u umjerenim područjima, gdje je

iznimno rijetka, jer je uglavnom vidljiva samo na visokim zemljopisnim širinama. Na sjeveru

ju zovemo aurora borealis, a na jugu aurora australis.

Prava istina o polarnoj svjetlosti otkrivena je tek nakon što je NASA letjelicama počela

proučavati zemljino magnetsko polje, koje štiti Zemlju od štetnih zračenja sa Sunca. Da bi

shvatili pojavu polarne svjetlosti, treba biti upoznat s vremenskim prilikama na sunčevoj

površini. O njima zapravo ovisi hoće li se stvoriti povoljni uvjeti za pojavu polarne svjetlosti.

Snaţne eksplozije na Suncu izbacuju nabijene čestice plina (protone i elektrone) koje stvaraju

sunčev vjetar. Pojačana sunčeva aktivnost doprinosi pojačanom sunčevom vjetru, koji na

svom putu nailazi i do zemljine magnetosfere, područja pod utjecajem zemljinog magnetskog

polja. Kad nje ne bi bilo, sunčev vjetar bi bio smrtonosan za ţivot na Zemlji. Iako zemljina

magnetosfera zaustavlja većinu čestica sunčevog vjetra, dio električki nabijenih čestica se

ipak probija te putuje duţ magnetskih silnica. Na svom putu se sudaraju s plinovima u gornjoj

atmosferi, rezultat čega je pojava svjetlosnih efekata. Kako se navedene čestice mogu gibati

samo duţ magnetskih silnica, koje su pak spojene sa Zemljom u sjevernom i juţnom

magnetskom polu, tako će i ti svjetlosni efekti biti najlakše vidljivi iz polarnih krajeva

(polarna svjetlost). Iako polarna svjetlost uvijek iznova fascinira, izraţeno velika sunčeva

aktivnost, osim vidljivosti polarne svjetlosti daleko od polova, doprinosi i jakim magnetskim

olujama koje mogu oštetiti elektronske ureĎaje na Zemlji.

Cilj ovog rada je upoznati ljude s fizikom polarne svjetlosti te posljedicama njezine pojave.

Rad obuhvaća i povijest istraţivanja polarne svjetlosti te, svima najzanimljiviji, vizualni opis

pojave. Fascinira činjenica da je polarna svjetlost nekoliko puta bila vidljiva i kod nas u

Hrvatskoj, kao posljedica pojačane sunčeve aktivnosti. Kada će se to ponoviti ovisi o

sunčevom ciklusu od 11 godina, koji je opisan u radu.

2

2. POLARNA SVJETLOST KROZ POVIJEST

Spektakularne erupcije polarne svjetlosti imale su utjecaja na povijest, religiju i umjetnost.

Budući da ljudi davno prije nisu razumjeli što je polarna svjetlost, često su tvorili mitove i

praznovjerja da bi ju objasnili. Prema navodima (www.nasa.gov), najstariji poznati citati o

aurori napisani su 2600. godine prije Krista u Kini, gdje je viĎen jak bljesak kako se kreće po

nebu, a svjetlo osvjetljava cijelo područje. Tisućama godina kasnije, taj crteţ aurora opisan je

kao izgaranje svijeća iznad oblaka (slika 1).

Slika 1. Povijesni prikaz aurore, oslikane kao svijeće na nebu (preuzeto sa www.nasa.gov).

Prvi detaljniji opisi polarne svjetlosti dati su još nekoliko stoljeća prije kršćanske ere.

Aristotel (384 – 322. prije Krista) opisuje u svojoj knjizi “Meteorologica” (340. godina prije

Krista), svjetlost koja nalikuje plamenovima gorućeg plina. “Meteorologica” je sadrţavala

Aristotelove teorije o Zemlji kao planetu. Idućih stoljeća, skoro cijelo tisućljeće,

meteorologija se nije ili se vrlo slabo razvijala. Iz tog vremena postoje rijetki, uglavnom

crkveni, zapisi (anali) o vremenskim pojavama i nepogodama. Aristotel i njegova

“Meteorologica” u antici i srednjem vijeku bili su vrlo cijenjeni, ali ujedno i jedini znanstveni

meteorološki počeci (www.crometeo.net/site). Barem je tako bilo sve dok talijanski

matematičar, filozof i astronom Galileo Galilei (1564 – 1643) i drugi nisu nagaĎanja počeli

zamjenjivati instrumentalnim promatranjima početkom 17. stoljeća. Galileo Galilei nije bio

prvi koji je vidio polarnu svjetlost, ali joj je 1619. godine dao naziv “aurora borealis” prema

Aurori, Rimskoj (antičkoj) boţici jutra. Bio je u zabludi da je polarna svjetlost, koju je on

vidio, nastala odbijanjem sunčeve svjetlosti od atmosfere (www.nasa.gov).

3

Tycho Brache (1546 – 1601), jedan od najvećih astronoma svih vremena, zabiljeţio je

pojavljivanja polarne svjetlosti izmeĎu 1582. i 1598. godine iz svog opservatorija

“Uraniborg” u Danskoj. Otkrio je da broj aurora odstupa od godine do godine, ali nije

zabiljeţio točno odstupanje. Francuski znanstvenik i astronom Pierre Gassendi (1592 – 1655)

koristio je 1921. godine termin “aurora borealis”, što je latinski naziv za polarno svitanje (ili

zoru). Promatrao je iste aurore kao i Galileo Galilei (assets.cambridge.org).

Anders Celsius (1701 – 1744) švedski fizičar i astronom, godine 1733. je objavio zbirku od

316 promatranja sjeverne polarne svjetlosti. Prvi je uočio djelovanje polarne svjetlosti na

magnetsku iglu. Godine 1741. ustanovio je da tijekom pojave polarne svjetlosti dolazi do

magnetskih fluktuacija. Kasnije je otkriveno da upravo ta činjenica ukazuje na jake električne

struje u područjima pojave aurore (hr.wikipedia.org).

Britanski znanstvenik Henry Cavendish (1731 – 1810) promatrao je auroru 1790. godine

(www.nasa.gov). Koristio je tehniku poznatu kao triangulacija1 (lat. triangulum trokut), dok je

švedski kemičar Torbern Olof Bergman (1735 – 1784) proučavao dugu i auroru borealis, te

procijenio da je visina na kojoj se pojavljuje 740 kilometara (www.britannica.com).

Jedan od najpoznatijih geofizičara bio je profesor Lars Vegard (1880 – 1963). Od 1912. do

1913. godine organizirao je ekspediciju u Bossekop u sjevernoj Norveškoj s tada najboljim

mogućim spektrografima. Pomoću spektrografa2 biljeţio je valne duljine, pa tako i boje

svjetla. Na njegovu je inicijativu podignut opservatorij polarne svjetlosti u Tromsöu u

Norveškoj 1930. godine. Direktor opservatorija u Tromsöu bio je Leiv Marius Harang (1902 –

1970) ujedno i posljednji od norveških istraţivača kozmičke i ionosferske fizike (Störmer,

1955).

Proučavanjem polarne svjetlosti na različitim mjestima na potpuno suprotnim područjima,

Elias Loomis (1811 – 1889), američki matematičar i profesor prirodne filozofije na Yale-u,

napravio je 1860. godine mapu učestalosti iz koje se vidi koliko je puta u prosječnoj godini

polarna svjetlost bila uočena na različitim lokacijama (slika 2.a). I Loomis, a 1881. godine i

njemački fizičar Herman Max Fritz (1830 – 1883) utvrdili su da se polarna svjetlost pojavljuje

1 OdreĎivanje poloţaja glavnih točaka s pomoću trokuta kojima je poznata duţina jedne stranice i sva tri kuta.

2 Kombinacija spektralnog aparata (sprava za točnije ispitivanje spektralnih pojava) s fotografskom kamerom, a

sluţi za fotografiranje spektra; na mjesto mreţnice osjetljive na svjetlost, kao kod spektralnog aparata, dolazi

fotografska ploča osjetljiva na svjetlost.

4

unutar “auroralne zone”, prstenastog području unutar radijusa otprilike 2500 km od zemljinog

magnetskog pola, a ne zemljopisnog, blizu kojeg se gotovo nikad ni ne vidi (slika 2.b).

Područje najvećeg pojavljivanja broji oko 100 aurora godišnje, dok se u centru “prstena”

pojavljuju mnogo manje. Za očekivati je da centar modela bude na magnetskom polu, ali nije.

Magnetski pol je u sjevernoj Kanadi, dok je središte modela blizu sjevernozapadnog kraja

Grenlanda. Razlog tomu je što zemljino polje nije kao polje klasičnog magneta, jer sadrţi

dodatne nepravilnosti. Naime, zemljino magnetsko polje nije potpuno simetrično. Linija od

sjevernog do juţnog magnetskog pola ne prolazi centrom Zemlje, već na oko 530 kilometara

od njega. Isto tako, poloţaji magnetskih polova nisu statični, nego se pomiču za oko 15

kilometara svaki dan, neovisno jedan o drugom i ne na potpuno suprotnim poloţajima na

Zemlji. Trenutačno je magnetski juţni pol dalje od geografskog juţnog pola nego što je

sjeverni magnetski pol od sjevernog geografskog pola. Da je zemljino magnetsko polje

savršen dipolarni magnet, njezin sjeverni magnetski pol bio bi blizu sjeverozapadne granice

Grenlanda, u središtu modela. (www.iki.rssi.ru, en.wikipedia.org).

a) b)

Slika 2. Mape učestalosti svjetlosti. a) Loomisova mapa, b) Fritzova mapa (preuzeto sa

www.istp.gsfc.nasa.gov).

Anders Jonas Ångström (1814 – 1874), švedski fizičar i astronom, utemeljitelj je

spektroskopije i otkrivač metode mjerenja toplinske provodljivosti. Proučavao je sunčev

spektar i otkrio prisutnost vodika u sunčevoj atmosferi. Prvi je 1867. godine ispitao spektar

polarne svjetlosti te otkrio da spektrom aurore dominira ţuto – zelena linija valne duljine oko

5

5570 Å. TakoĎer je našao i tri linije u smjeru plave i jednu oko 6300 Å u crvenom dijelu

spektra. 1 Å (Ångström) = 10−10

m, tj. kasnije je ta jedinica malo izmijenjena i nazvana

Internacionalna Ångström jedinica A umjesto one starije Å (Störmer, 1955).

Godine 1896. u Oslu, norveški je fizičar Kristian Birkeland (1867 – 1917) pomoću

eksperimenata na katodnim zrakama došao do ideje da je aurora odreĎena katodnim zrakama

ili sličnim električno korpuskularnim zrakama poslanim sa Sunca i “usisanim” u smjeru

polarnih regija na Zemlji. Ta ideja nije bila u potpunosti nova. Nakon objavljivanja

Birkelandovih eksperimenata, Henri Poincare (1854 – 1912), francuski matematičar i teorijski

fizičar, dao je točno objašnjenje fenomena te pokazao da svaka putanja električne čestice

opisuje geodetsku liniju i da fenomen nije usisavanje nego otklon. Navedeni eksperimenti su

Birkelanda doveli do ideje da veliki magnet, Zemlja, djeluje na katodne zrake poslane sa

Sunca te da je polarna svjetlost proizvedeno svjetlo kada struja katodnih zraka pogodi gornje

plinovite slojeve atmosfere. Da bi tu ideju testirao, koristio je sferne magnete terrelle3 (slika

3), te oko njihovih polova stvorio umjetnu auroru.

Slika 3. Birkeland i njegova terrella (preuzeto sa www.aldebaran.cz).

Ono što je Birkeland htio, bilo je stvoriti uvjete poput onih u svemiru, izmeĎu Zemlje i Sunca,

pa je terrellu izloţio toku paralelnih katodnih zraka. One su na dijelu okrenutom katodi

3 Umanjeni modeli Zemlje korišteni u znanosti da bi se istraţili i demonstrirali elektromagnetski fenomeni.

6

izazivale fosforescenciju4, da bi se nakon toga odbile od površine terrelle, osim u dijelovima

polarnih regija. I na sjevernom i na juţnom polu terrelle mogle su se vidjeti zrake koje

stvaraju svjetlosne rubove, a odgovaraju aurori u auroralnoj zoni (slika 4). Osim njih,

Birkeland je oko terrelle opazio i tri strujna vrtloga, nalik svjetlosnim prstenovima (Störmer,

1955).

Slika 4. Taloţenje katodnih zraka u polarnim regijama terrelle (preuzeto iz Störmer, 1955).

Promatrajući sliku 5. vidimo Birkelandov eksperiment s mrljama u auroralnim pojasevima

terrelle, ali i putanje koje udaraju terrellu na istim mjestima. Te su putanje prikazane ţičanim

modelom. Na slici 6. vidimo usporedbu izmeĎu spiralnog auroralnog pojasa terrelle i teorije,

koja je dobivena pomoću najednostavnijih putanja površinom terrelle. Izračunata područja

taloţenja katodnih zraka nacrtanih na terrelli vidimo na slici 7, zajedno s odgovarajućim

Birkelandovim eksperimentom. Birkeland je iz eksperimenta zaključio da je aurora

uzrokovana protjecanjem struja kroz plin gornje zemljine atmosfere (to je točno onako kako

danas funkcioniraju neonska svjetla), te da struje teku u smjeru istok-zapad duţ ruba

auroralnog ovala, od dnevne prema noćnoj strani Zemlje. Električne struje u gornjim

dijelovima atmosfere danas se zovu “Birkelandove struje” (hr.wikipedia.org).

4 Svjetljenje bez davanja osjetne topline i izgaranja tj. svojstvo tijela da duţe vremena u mraku svijetli budući da

je prethodno bilo izloţeno zračenju sunčeve svjetlosti.

7

Slika 5. Usporedba izmeĎu područja taloţenja katodnih zraka u Birkelandovim

eksperimentima i područja gdje izračunate putanje (bijele) udaraju sferu (preuzeto iz Störmer,

1955).

Slika 6. Spiralna linija taloţenja katodnih zraka na maloj terrelli i ona dobivena teorijski

(preuzeto iz Störmer, 1955).

Slika 7. Područja taloţenja katodnih zraka. Teorijski – lijevo i dobivena Birkelandovim

eksperimentima – desno (preuzeto iz Störmer, 1955).

8

Prema navodima u Störmerovom radu (1955), nekoliko godina nakon Birkelandovih

eksperimenata s terrellom, francuski je fizičar Henry Villard (1835 – 1900) napravio nekoliko

eksperimenata na katodnim zrakama u polju jakog elektromagneta i primjenio ga za teoriju

aurore. Uspio je stvoriti struju katodnih zraka u obliku niti, što je omogućilo detaljno praćenje

putanja. U radovima objavljenim 1930. i 1931. godine i njemački je fizičar Ernst Wilhelm von

Brücke (1819 – 1892) objavio nekoliko izuzetnih eksperimenata s katodnim zrakama u obliku

niti u polju magnetskog dipola. Podudaranje izmeĎu teorije i eksperimenta bilo je vrlo

neobično (slika 8).

Slika 8. Periodična orbita. Izračun – lijevo i Brückeov eksperiment – desno

(preuzeto iz Störmer, 1955).

Nasljednik Birkelandovih teorijskih kalkulacija bio je norveški matematičar i fizičar, Fredrik

Carl Mülertz Störmer (1874 – 1957). Störmer je razvio matematičku teoriju fenomena, te

napravio teoretsku studiju Birkelandovih eksperimenata. Godine 1909. pokrenuo je čitav niz

programa promatranja polarne svjetlosti, kao što su odreĎivanje točnog poloţaja polarne

svjetlosti i njezini oblici u atmosferi. UsporeĎujući fotografije poloţaja polarne svjetlosti i

poloţaja zvijezda izračunao je da se polarna svjetlost razvija na visinama od 80 – 130

kilometara. Teorije o fenomenu polarne svjetlosti objavljivao je sve do 1950. godine.

Izračunao je da postoji pojas, na odreĎenoj visini od Zemlje, od kojeg se čestice reflektiraju u

polove i od polova. To je eksperimentalnim mjerenjima iz satelita kasnije potvrdio američki

fizičar James Alfred Van Allen (1914 – 2006), pa se taj pojas danas naziva Van Allenov pojas

(“Drvo znanja” 89, 2005). Postoje dva Van Allenova pojasa, a oni su rezervoari nabijenih

čestica koje potječu sa sunčevog vjetra (slika 9). Unutarnji se pojas sastoji od protona, a

vanjski od elektrona. Pojasevi su otkriveni 1958. godine za vrijeme leta prvog američkog

9

znanstvenog satelita “Explorer 1”. Kako je Van Allen već ranije istraţivao gornju atmosferu

Zemlje balonima koji su mogli mjeriti radijaciju, tako je inzistirao na tome da Explorer 1 nosi

Geigerov brojač za detekciju nabijenih čestica i altimetar5, a s ciljem dobivanja ovisnosti

iznosa radijacije o visini (www.phobos.pcm.hr). Za vrijeme leta, iznos radijacije je rastao, pa

naglo opao na nulu, potom opet rastao te naglo opao na nulu. Ubrzo je ustanovljeno da su

područja “nulte” radijacije zapravo “ispala izvan intervala mjerenja” tj. da se radi o enormno

velikim vrijednostima radijacije. Ta visoka radijacijska područja su danas prepoznata kao Van

Allenovi radijacijski pojasevi.

Slika 9. Van Allenovi radijacijski pojasevi (preuzeto sa www.nytimes.com).

5 Visinomjer, sprava za mjerenje visina.

10

3. AURORA BOREALIS I AURORA AUSTRALIS

Promatrači koji ţive na visokim zemljopisnim širinama (paralelama) izmeĎu 60° i 80°, u

polarnim krajevima obiju zemljinih polutki, ponekad imaju privilegij vidjeti veličanstvenu

ranobojnu i razasutu svjetlosti na noćnom nebu. To je polarna svjetlost, prirodni, atmosferski

fenomen koji se očituje u neobičnoj svjetlosnoj pojavi. Na sjevernim zemljopisnim širinama

polarna svjetlost je poznata kao aurora borealis (slika 10). Ime je dobila po Aurori, rimskoj

boţici svitanja, i po grčkom nazivu za sjeverni vjetar, Boreas. No, aurora borealis svoj najveći

sjaj ne dostiţe iznad Sjevernog pola, već se najbolje vidi oko Hudsonovog zaljeva u Kanadi, u

sjevernoj Škotskoj te u juţnoj Norveškoj i Švedskoj. Na juţnim zemljopisnim širinama naziv

za polarnu svjetlost je aurora australis (slika 11). Australis je latinski naziv za “s juga”.

Polarna svjetlost spada meĎu najljepše prizore koji se mogu vidjeti u prirodi. Moţe biti

statična ili dinamična. Statičnu polarnu svjetlost nazivaju “tihim lukom”, dok se dinamična

polarna svjetlost stalno kreće i mijenja (bs.wikipedia.org).

Energetske čestice sa Sunca, poznate kao sunčev vjetar, šire se po cijelom sunčevom sustavu,

a na svom putu dolaze i do zemljine magnetosfere koja je pod utjecajem zemljinog

magnetskog polja. Iako zaustavlja veliki dio čestica sunčevog vjetra, dio tih čestica ipak

prolazi. VoĎene silnicama zemljinog magnetskog polja, čestice putuju prema magnetskim

polovima Zemlje. Na svom putu se sudaraju s neutralnim česticama zemljine atmosfere, koje

se pobuĎuju i zrače svjetlost u različitim bojama. Boja polarne svjetlosti ovisi o vrsti

pobuĎene čestice. Npr. ako se radi o ioniziranoj molekuli dušika svjetlost će biti plava i

ljubičasta, dok molekulski kisik emitira više nijanse crvene boje. Tada oko magnetskih polova

dobijemo ovalne prstenove raznobojne aurore. Česticama nije bitno idu li sjeverno ili juţno

duţ silnica magnetskog polja, što znači da je vjerojatnost za polarnu svjetlost na obje

hemisfere jednaka. No, kada je na sjevernoj hemisferi zima i noć, što je potrebno da bi se

vidjelo polarnu svjetlost, na juţnoj hemisferi je dan, pa je ta pojava jedino tijekom proljeća i

jeseni moguća na obje hemisfere. Kada se zabiljeţe aurore na različitim polovima Zemlje,

velike linije koje ponekad čine jednu auroru izgledaju kao zrcalna slika linija one druge

aurore (www.phobos.pcm.hr).

11

Slika 10. Aurora borealis. Tromso, Norveška – lijevo (preuzeto sa hubpages.com) i Manitoba,

Kanada – desno (preuzeto sa www.ejphoto.com).

Slika 11. Aurora australis. Antarktika – lijevo (preuzeto sa www.nhm.ac.uk), Novi Zeland –

desno (preuzeto sa thegreenbelt.blogspot.com).

3.1. Zemljopisna rasprostranjenost i učestalost pojave

Najbolja mjesta za vidjeti polarnu svjetlost su ona blizu magnetskih polova, na visokim

zemljopisnim širinama 60° – 80°. To uključuje područja sjevernog Grenlanda, Skandinavije,

Sibira i Aljaske na sjeveru te Antarktike na juţnoj polutci Zemlje. U područjima kao što su

Aljaska ili Grenland, aurore su vidljive noću tijekom čitave godine. Uobičajena sezona aurore

borealis je od kolovoza do travnja, no moţe biti primjećena i tijekom ljeta. Da bi je vidjeli

golim okom trebamo kristalno čisto noćno nebo. Polarna svjetlost je najčešća i najintenzivnija

od 22 h, pa do ponoći. Ponekad moţe biti popraćena geomagnetskim olujama, koje su

najučestalije za vrijeme ravnodnevnih mjeseci (rujna i oţujka). Sateliti koji istraţuju polarnu

12

svjetlost otkrili su “magnetski” konop koji spaja gornju zemljinu atmosferu direktno sa

Suncem. Znanstvenici vjeruju da čestice sunčevog vjetra dolaze upravo duţ tih “konopa” te

omogućavaju energiju za geomagnetske oluje i polarnu svjetlost (geology.com). Čini se da su

veze privilegirane za vrijeme ravnodnevnih mjeseci stvar geometrije. Naime, u proljeće i

jesen zemljino i meĎuplanetarno magnetsko polje se poklapaju na magnetopauzi, granici

zemljinog magnetskog polja koje je orijentirano sjeverno. Kada se silnice magnetskog polja

otklone prema jugu, stvara se “rupa” kroz koju energija sunčevog vjetra moţe doći do gornjih

slojeva atmosfere. Budući da je Sunce kugla vrućeg plina, kojeg privlačna sila drţi na okupu,

ono ne rotira jednako kao čvrsta tijela. Brzina rotacije je veća na ekvatoru nego na polovima,

zbog čega dolazi do iskrivljenja silnica magnetskog polja Sunca, erupcija plina i sunčevih

pjega. MeĎuplanetarno magnetsko polje, koje dolazi sa Sunca, zbog sunčeve rotacije ima

spiralni oblik, s kojim je zemljina magnetska os najbolje poravnana u travnju i listopadu.

Stoga su sjeverni i juţni otkloni meĎuplanetarnog magnetskog polja tada najveći

(hr.wikipedia.org).

Vrlo je vaţno znati kako varira učestalost pojave s geografskim poloţajem. Za auroru borealis

postoje mnoga promatranja. U područjima takozvanog auroralnog pojasa polarnu je svjetlost

moguće vidjeti skoro svake noći. Auroralni pojas aurore borealis prolazi sjeverom Norveške,

jugozapadom Islanda i Grenlanda, preko Hudsonovog zaljeva na sjeveru Kanade, Great Bear

Lake-a (najvećeg jezera u Kanadi), sjevernom Aljaskom, sjeverom Sibira (Rusija) te nazad do

sjevera Norveške. Sjeverno od pojasa učestalost polarne svjetlosti ponovno opada. Centar tog

auroralnog pojasa je u blizini Smith Sound-a, morskog prolaza na sjeverozapadnom

Grenlandu, na oko pola puta izmeĎu sjevernog magnetskog pola i sjevernog zemljopisnog

pola – 90° sjeverne zemljopisne širine (Störmer, 1955). Područja Aljaske, Kanade, juţnog

kraja Grenlanda, Islanda, Norveške i sjevernog Sibira imaju takoĎer dobru priliku da uoče

pojavu polarne svjetlosti (slika 12). Polarna se svjetlost znatno rjeĎe javlja u umjerenim

zemljopisnim širinama, no tijekom rijetkih ekstremnih dogaĎaja viĎena je i diljem SAD-a i

Europe. Što se tiče juţne hemisfere, sunčeva aktivnost mora biti poprilično izraţena da bi

vidjeli polarnu svjetlost i negdje drugdje osim na Antarktici. Hobart (gl. grad otočne drţave

Tasmanije, Australija) i juţni dio Novog Zelanda imaju istu mogućnost vidjeti auroru kao i

Vancouver (najveći grad zapadne Kanade), Juţna Dakota, Michigan, Škotska ili St.

Petersburg (Rusija). Za to je potrebna poprilično jaka sunčeva aktivnost. Pojava polarne

svjetlosti je posebno rijetka u ekvatorijalnom području (aurora tropicalis), gdje se moţe vidjeti

samo za vrijeme vrlo snaţnih magnetskih oluja. U Mediteranskim se zemljama polarna

13

svjetlost proučava samo za vrijeme velike sunčeve aktivnosti, u prosjeku jednom svakih 100

godina (odin.gi.alaska.edu).

www.exploratorium.edu).

3.2. Periodi polarne svjetlosti

Budući da su aurore i geomagnetske oluje povezane djelovanjem korpuskularne energije

poslane sa Sunca (sunčev vjetar), njihove su vremenske oscilacije i periodi vrlo slični.

Störmer (1955) navodi nekoliko perioda polarne svjetlosti.

Dnevni period – promjena intenziteta polarne svjetlosti tijekom noći. Da bi se odredila

promjena polarne svjetlosti i periodi njezina maksimalnog intenziteta potrebno je

kontinuirano praćenje i biljeţenje tijekom cijele noći. Najsjajniji oblici polarne svjetlosti

obično traju samo nekoliko minuta. Oblici poput lukova i zraka doseţu svoj maksimum

intenziteta oko 22 h, dok se pulsirajući oblici i oni nalik oblacima češće pojavljuju izmeĎu

ponoći i jutra.

Period od 27 dana – vrijeme potrebno da se pojedine sunčeve pjege vrate na isti poloţaj nakon

jedne rotacije Sunca. Tom su periodu sklone umjerene aurore.

a) b)

Slika 12. a) Oval aurore borealis i b) oval aurore australis (preuzeto sa

14

Godišnji period – s dva maksimuma (jedan u rujnu ili listopadu, a drugi u oţujku ili travnju) i

dva minimuma (sredinom ljeta i sredinom zime) vrijedi za područja promatranja izmeĎu

sjevernog i juţnog pojasa aurore.

Period sunčevih pjega od oko 11 godina – najzanimljiviji period polarne svjetlosti. Prema

navodima (aurorahunter.com) Sunce ima svoje “otkucaje”, te svakih jedanaest godina ono

“kuca” jače. To je poznato kao sunčev ciklus i mjeren je brojem sunčevih pjega koje su

vidljive na Suncu. Što je više sunčevih pjega, više je i energije osloboĎeno u svemir, pa su i

aktivnosti koje dovode do pojave polarne svjetlosti veće. Tijekom tih 11 godina Sunce prolazi

kroz svoje maksimume i minimume. Tijekom maksimuma sunčeve aktivnosti imamo mnogo

sunčevih pjega, ispupčenja, bljeskova i erupcija. Za vrijeme minimuma sunčeve aktivnosti

imamo tek nekoliko sunčevih pjega. Na slici 13. vidimo da su posljednji sunčevi minimumi

bili 1996. i 2007. godine, dok je posljednji sunčev maksimum bio 2001. godine.

Slika 13. Sunčev ciklus od 1996. do 2006 (preuzeto sa apod.nasa.gov).

Od Galilejevog vremena do danas, prati se broj sunčevih pjega. Sunčev ciklus je predvidljiv.

Mi smo trenutno u lokalnom minimumu, no idemo prema 24. sunčevom maksimumu, koji je

predviĎen za razdoblje 2011/12. (slika 14). Kada se počnemo pribliţavati vrhuncu sunčevog

ciklusa, Sunce postaje aktivnije, što znači da se povećava i količina auroralne aktivnosti. No,

15

kao što ne postoji garancija za predviĎanje vremenske prognoze na Zemlji, ne postoji ni

garancija za predviĎanje sunčeve aktivnosti.

Slika 14. PredviĎanja amplitude 24. sunčevog maksimuma (preuzeto sa

climateresearchnews.com).

Period od oko 55 godina – period koji uključuje pet perioda od 11 godina. H. M. Fritz je

koristeći ovaj period uspio objasniti velike maksimume 1730, 1788. i 1848. godine te izraţene

minimume 1700, 1760. i 1810. godine.

Prema navodima (science.nasa.gov i spaceweather.com) broj sunčevih pjega raste i opada za

vrijeme, već spomenutog, 11-godišnjeg sunčevog ciklusa. S grafa na slici 15. vidimo da je taj

broj u posljednjih 100 godina u porastu, a prati ga i značajan porast temperature. Znanstvenici

tako za 2011/12. godinu najavljuju najintenzivniji sunčev maksimum u zadnjih pedeset

godina, te smatraju kako će biti 30 – 50 % jači od prethodnoga. Zadnji sunčev maksimum koji

moţemo usporediti s nadolazećim, bio je, kako pokazuje graf, onaj 1958. godine. Iako tada

tehnologija nije bila razvijena kao danas, ljudi su znali da se dogaĎa nešto veliko, upravo zbog

pojave polarne svjetlosti u Meksiku. Maksimum koji tek treba doći, biti će itekako zapaţen,

prije svega po svom utjecaju na mobitele, GPS ureĎaje, satelite i mnoge druge tehnologije.

Nagli porast broja sunčevih pjega u prosincu 2009. godine vrlo vjerojatno ukazuje na

svojevrsno buĎenje naše zvijezde koja je tijekom ostatka godine bila izrazito siromašna

16

sunčevim pjegama. Čak 65 % sunčevih pjega nastalih u prosincu 2009. godine dio su novog

24. sunčevog ciklusa. Sunčeva aktivnost raste i neprestano iznenaĎuje NASA-ine

znanstvenike, koji ovaj sunčev ciklus smatraju najnepredvidljivijim do sada.

Slika 15. Graf povećanja broja sunčevih pjega u zadnjih 150 godina (s čime moţemo objasniti

znatni dio globalnog zagrijavanja) (preuzeto sa www.brighton73.freeserve.co.uk).

3.3. Zvukovi polarne svjetlosti

Prema brojnim opisima, polarna svjetlost je ponekad popraćena zujanjem, tutnjavom,

pucketanjem, praskovima i zviţdanjem. Doduše postoje znanstveni problemi glede njihova

tumačenja. Naime, na visinama od oko 100 kilometara gdje dolazi do generiranja polarne

svjetlosti zrak je vrlo rijedak ili čak vlada vakuum pa nema molekula zraka koje bi mogle

vibracijama prenositi zvuk. Osim toga, polarna svjetlost je predaleko te je vrlo nevjerojatno da

bi ikakav zvuk stvarno proizveden, prateći njezinu pojavu, mogao doći do tla. Ako i postoji

bilo kakav zvuk, morao bi biti stvoren vrlo blizu promatrača. Tako da još uvijek nisu potpuno

jasni uvjeti pojavljivanja zvukova.

17

Na Sveučilištu za tehnologiju u Helsinkiju napravljena su brojna ispitivanja, te je objavljeno

da su tijekom visokih i jasnih aurora registrirani zvukovi poput brujanja i praskova. Zvukove

je snimio danski znanstvenik Eigil Ungstrup i to pomoću velike radioantene, koju je koristio

za istraţivanja ionosfere. Kada antena nije bila u upotrebi, stavio je mikrofon u fokus antene i

snimio zvukove polarne svjetlosti koje opisuje kao siktanje (“Drvo znanja” 89, 2005).

Većinu studija o zvukovima aurore napravili su američki znanstvenici S. M. Silverman i J.

Tuan. Prema jednoj od njihovih teorija, efekti ionizacije6 koje proizvodi aurora doseţu tlo, ali

je njihov intenzitet na niţim nadmorskim visinama preslab za stvaranje vidljivog prikaza. To

uzrokuje nakupljanje statičkog elektriciteta na obliţnjim objektima. Taj se elektricitet

povremeno otpušta u atmosferu stvarajući mikroskopske rezove osvjetljenja. Ako je ova

teorija točna, zvuk kojeg čuje promatrač je rezultat tisuća tih sićušnih iskri

(www.damninteresting.com).

Veliki doprinos zvukovima aurore dao je i australijski fizičar C. Keay, koji ističe da zvukovi

meteorita imaju sličan karakter kao zvukovi aurore. Teorija koju je predloţio 1980. godine

objašnjava pretvaranje elektromagnetskih valova u akustične. Audio-frekvencija

elektromagnetskih valova se moţe djelomično prenijeti na akustične valove, uz pomoć

odgovarajućih objekata (trave, drveća itd.) u blizini promatrača.

Laboratorijski pokusi pokazuju da “najosjetljiviji” predmeti mogu osjetiti varijacije

električnog polja. Elektromagnetski valovi s audio-frekvencijom promatrani su tijekom

aurore, kako u svemiru pomoću satelita, tako i na tlu radio-antenama. Jaki su valovi

promatrani i u vezi meteorita i nuklearnih eksplozija. U oba slučaja zvukovi su im bili vrlo

slični onima polarne svjetlosti (auroralsounds.tripod.com).

6 Oblikovanje iona (materijalni djelić s električnim nabojem) u plinovima. Naime, u elektrolitima, tekućinama

koje provode elektricitet, već postoje ioni koji nose struju, dok se u plinovima koji proizvode elektricitet oni tek

moraju proizvesti. Plin u stanju provodljivosti zovemo ioniziranim plinom.

18

4. UZROK I FIZIKALNI OPIS POJAVE

Polarna svjetlost je posljedica interakcije sunčeve aktivnosti i magnetosfere (zaštita naše

atmosfere od sunčevih čestica koje bi inače naš planet učinile neprikladnim za ţivot). Sunčeva

energija potječe iz njegove unutrašnjosti, gdje temperature doseţu 15 milijuna stupnjeva

Kelvina (K), a tlak je 250 milijardi puta veći nego na zemljinoj površini. Na sunčevoj

površini, temperature od oko 5800 K, nalaze se sunčeve pjege, koje svojom aktivnošću

oslobaĎaju nabijene čestice plina (plazmu). Sunčev vjetar te čestice plazme izbacuje s

površine Sunca u svemir. Velik dio čestica koje nosi sunčev vjetar doĎe do zemljinog

magnetskog polja, ali ih to polje otklanja, a “samo” manji dio penetrira u njega.

Iako još uvijek ne postoji opće prihvaćena teorija o uzrocima zemljinog magnetizma,

znanstvenici smatraju da zemljino magnetsko polje generira premještanje rastopljenog metala

u zemljinoj vanjskoj magnetnoj jezgri. Ta premještanja rastopljenog ţeljeza i nikla stvaraju

električna i magnetska polja koja proizvode zemljin magnetizam. No, budući da premještanja

nisu postojana zemljino se magnetsko polje mijenja, kao i njegova snaga. Ako zamislimo

unutar Zemlje veliki štapičasti dipolni magnet, imamo prilično dobru ideju o pribliţnom

obliku zemljinog magnetskog polja, gdje silnice magnetskog polja izlaze i ulaze u Zemlju na

polovima (wapedia.mobi, www.windows.ucar.edu).

Čestice zarobljene zemljinim magnetskim poljem kreću se spiralno duţ silnica magnetskog

polja prema polovima i bivaju ubrzane. Na svom putu se sudaraju s česticama plinova gornjih

slojeva zemljine atmosfere, na visinama od 100 do 1000 km. Tada dolazi do procesa sudarne

ionizacije izmeĎu nabijenih čestica sa Sunca i neutralnih čestica zemljine atmosfere. U

sudarnom procesu atmosferska neutralna čestica postaje ionizirana i pobuĎena, što se očituje u

raznobojnom svjetlucanju, ovisno o vrsti pobuĎene čestice.

19

4.1. Sunčev vjetar i zemljina magnetosfera

Sunčev vjetar je tok nabijenih čestica plina (protona i elektrona) koje se šire od Sunca u

meĎuplanetarni prostor. No, Sunce je toliko vruće da je većina njegovih plinova zapravo

plazma (četvrti stadij tvari). Plazma se uspijeva otrgnuti od Sunca u područjima gdje se

sunčeve silnice magnetskog polja šire u svemir, a ne gdje se u obliku luka vraćaju na površinu

Sunca. Brzina sunčevog vjetra je od oko 250 km/s do 2.500 km/s. Česticama sunčevog vjetra

potrebno je od 17 sati do 7 dana da prijeĎu 150 milijuna kilometara koji ih dijele od Zemlje.

Za usporedbu, vidljivoj svjetlosti s površine Sunca je potrebno oko 8 minuta da doĎe do

Zemlje, brzinom koja je konstantna i iznosi 300.000 km/s. Čestice koje čine sunčev vjetar

dolaze iz posebnih izvora – sunčevih pjega (hr.wikipedia.org).

Sunčeve pjege su područja vrlo jakog elektromagnetskog zračenja iz unutrašnjosti Sunca.

Sunce je plinovita kugla, pa se ne vrti poput krutog tijela. Tako rotira brţe na svom ekvatoru

nego na polovima. Sunčeve pjege su zapravo plitka udubljenja u fotosferi (sunčeva površina)

gdje jaka magnetska polja zaustavljaju pristizanje plina iz unutrašnjosti. Prve pjege svakog

novog ciklusa pojavljuju se blizu polova. Broj im se postupno povećava sve dok ne stigne do

ekvatora i vrhunca ciklusa. Uzrok toj pojavi vjerojatno je različita brzina vrtnje djelova Sunca,

tako da se pojasevi magnetske aktivnosti prislilno sele prema ekvatoru. Magnetska polja

unutar Sunca su zapletena i izvijena različitim brzinama vrtnje površine. Uzavrele plinske

struje u fotosferi uzrokuju probijanje magnetskih petlji kroz površinu i stvaranje sunčevih

pjega. Na jednom kraju svake petlje je sjeverni magnetski pol, a na drugom se nalazi juţni

(slika 16.a). Kad bi mogli ispod površine Sunca staviti golemi magnet u obliku potkove, on bi

napravio magnetsko polje vrlo slično onome što ga naprave dvije sunčeve pjege. Sunčeve se

pjege nastoje uvijek pojaviti u paru. Jedna je poput sjevernog pola magneta, a druga poput

juţnog (slika 16.b).

Sunčeve su pjege uvijek tamnije od svoje okoline, jer su oko 1500°C hladnije. Većina vidljive

površine Sunca ima temperaturu od oko 5400°C, ali u velikoj sunčevoj pjegi temperatura

moţe pasti čak i ispod 4000°C. Dimenzije su im izmeĎu 2500 km i 50 000 km, no još su

uvijek vrlo male naspram Sunca, čiji je promjer 1.392.000 km. Pojedina sunčeva pjega traje u

prosjeku nekoliko dana, a maksimalno nekoliko mjeseci (starchild.gsfc.nasa.gov).

20

a) b)

Slika 16. Nastanak sunčevih pjega a) na Suncu, b) prikazan pomoću magneta (preuzeto sa

www.windows.ucar.edu).

Najbrţi sunčev vjetar nastaje u koroni (vanjski dio sunčeve atmosfere), regiji plazme i

graničnom području Sunca. Ispod korone nalaze se redom kromosfera, fotosfera te jezgra. U

koroni se stalno odvija protok tvari. Te se tvari ponekad zgusnu i vrate u niţi sloj sunčeve

atmosfere (kromosferu), a ponekad odlaze sa Sunca putem bljeskova ili sunčevog vjetra,

struje nabijenih čestica plina, izbačenih velikom brzinom iz gornjih slojeva sunčeve

atmosfere. S jedne strane imamo rijedak meĎuplanetarni prostor, a s druge Sunce velike

gustoće, te dolazi do strujanja plazme. Plazma ima brzinu veću od 600 km/s te se oslobaĎa i

prelazi u meĎuplanetarni prostor (www.phobos.pcm.hr). Unatoč tome što svake sekunde

izbija otprilike milijun tona Sunčeve plazme kroz otvore na koroni, Sunce je do sada izgubilo

tek 0.1 % svoje mase. Sunčev vjetar se sastoji od čestica, npr. elektrona i protona, te

magnetskih polja i električnih struja koje one stvaraju. On utječe na područje nazvano

heliosfera, 15 milijardi kilometara od Sunca. Pokraj Zemlje prolazi brzinama izmeĎu 300 i

800 km/s. Zemljino magnetsko polje otklanja većinu čestica sunčevog vjetra, ali se pritom

ono saţima i izduljuje te dobiva vrlo dugi “rep” (hr.wikipedia.org).

Prema navodima (www.windows.ucar.edu, wapedia.mobi/hr, en.wikipedia.org i

science.nasa.gov) zemljina jezgra sadrţi metale (ţeljezo i nikal). Metalna vanjska jezgra je u

tekućem stanju, dok je unutarnja, zbog tlakova i temperatura u središtu Zemlje, u krutom

stanju. Toplina iz unutarnje jezgre prelazi u vanjsku i uzrokuje ekspanziju tekućeg ţeljeza na

21

granici dvije jezgre. Kad ţeljezo ekspandira postaje manje kruto i dolazi do dizanja lakšeg

materijala (konvekcija). Vrući fluid se diţe, hladi i tone. Premještanjem metala (zbog zemljine

rotacije) stvara se električna struja koje uzrokuje magnetsko polje oko Zemlje. Ono je

aproksimacija štapičastog dipolnog magneta smještenog u zemljino središte (slika 17).

Krajevi tog magneta zovu se magnetski polovi, a Zemlja ih ima dva, sjeverni i juţni

magnetski pol. Upravo se iz tog razloga njezino magnetsko polje naziva dipolnim magnetskim

poljem. Istoimeni se polovi štapičastog magneta odbijaju, a suprotni privlače. Ako već

zamišljamo zemljino magnetsko polje kao veliki magnet, vidimo da izmeĎu tog magneta i

zemljine osi rotacije postoji kut od oko 11.5°. Magnetski pol je za taj kut pomaknut u odnosu

na zemljopisni pol, što znači da magnetski i zemljopisni polovi nisu na istim mjestima.

Danas je poznato da zemljini magnetski polovi svakih nekoliko stotina tisuća godina

mijenjaju mjesta. Pretpostavlja se da se uzrok nalazi u promjeni smjera konvekcijskih

strujanja u zemljinoj vanjskoj jezgri. Za vrijeme normalne polarnosti (koja je trenutno

prisutna) nevidljive linije magnetske sile, tj. krivulje čije tangenete u svakoj točci prostora

pokazuju smjer magnetskog polja (silnice) izlaze u blizini juţnog zemljopisnog pola i vraćaju

se u blizini sjevernog zemljopisnog pola. Za vrijeme reverzne polarnosti dogaĎa se obratno.

Dokazi promjene orijentacije zemljinog magnetskog polja leţe na sredini oceanskih brazdi,

gdje je prostor razmaknutih tektonskih ploča popunila magma. U trenutku kada se magma

ohladila, čestice sadrţane u njoj bile su orjentirane u smjeru magnetskog polja.

Vaţno je spomenuti da zemljino magnetsko polje nije savršen dipol. Naime, igla kompasa

pokazuje magnetski sjever, ali to nije točno njegov smjer. Kompas je usklaĎen sa

geomagnetskim poljem, čiji su polovi točke gdje osi teorijskog dipola presjecaju zemljinu

površinu. Da je zemljino polje savršen dipol, linije polja bi bile smještene vertikalno u

geomagnetskim polovima te bi se podudarale s magnetskim polovima. U stvarnosti,

magnetski i geomagnetski polovi leţe razmaknuti za odreĎenu udaljenost. Kao i sjeverni

magnetski pol, tako i sjeverni geomagnetski pol privlači sjeverni pol magneta (koji je zapravo

juţni magnetski pol).

22

Slika 17. Zemljino magnetsko polje kao aproksimacija dipolnog štapičastog magneta

(preuzeto sa wapedia.mobi/hr i www.physics.sjsu.edu).

No, Zemlju osim magnetskog polja okruţuje i atmosfera, sastavljena od nekoliko slojeva

plina. Ti ju slojevi štite od štetnog sunčevog zračenja. Najniţi dio atmosfere čini troposfera, a

iznad nje su redom: stratosfera (ozon), mezosfera, ionosfera i egzosfera. Ionosfera je onaj dio

zemljine atmosfere u kojem se pod utjecajem sunčevog vjetra stvara polarna svjetlost.

Ionosferu od izravnog sunčevog vjetra štiti zemljina magnetosfera, koja okruţuje zemljino

magnetsko polje. Strukturu magnetosfere definiraju električni i magnetski fenomeni. Ona je

kompleksna konfiguracija plazmenih područja, nabijenih čestica i električnih struja

(hr.wikipedia.org).

Nakon nekoliko dana putovanja kroz svemir sunčev vjetar konačno dolazi do zemljinog

magnetskog polja. Čestice sunčevog vjetra većim dijelom zaobilaze Zemlju, pod utjecajem

zemljinog magnetskog polja, koje se pomiče s česticama ili se savija u smjeru njihovog toka.

Na slici 18. vidimo da je zemljina magnetosfera omeĎena sunčevim vjetrom.

23

Slika 18. Sunčev vjetar i zemljina magnetosfera (preuzeto sa sspg1.bnsc.rl.ac.uk i

technolog.it.umn.edu).

Pod utjecajem sunčevog vjetra onaj dio magnetosfere okrenut Suncu biva spljošten, a strana

okrenuta od Sunca rastegnuta u milijun kilometara dug magnetski “rep” – zaostala materija

(slika 19). Zemljino je magnetsko polje nevidljivo, no kada bi se mogao vidjeti njegov oblik,

ono bi izgledalo kao komet s dugim “repom”. Ono zarobljava neke od čestica sunčevog vjetra

i usmjerava ih prema magnetskim polovima. Zarobljene čestice oblikuju preventivne Van

Allenove radioaktivne pojaseve. Oni nas okruţuju zarobljeni u orbiti oko Zemlje i štite od

sunčevog vjetra. Postoje dva takva pojasa, jedan sadrţi protone na visini od oko 3.000

kilometara, a drugi elektrone na oko 15.000 kilometara. No, manji broj čestica ipak proĎe

(kroz polarne lijevke) do zemljine gornje atmosfere, gdje se sudara s ondje prisutnim

plinovima (dušikom i kisikom), pobuĎujući pritom atome i molekule. Atomi ili molekule

uzimaju jedan dio energije nabijenih čestica i pohranjuju ih kao unutrašnju energiju. Taj

proces pohrane energije u molekuli ili atomu zove se “pobuĎenje” atoma. PobuĎeni se atomi

ili molekule tada vraćaju u osnovno (ne pobuĎeno) stanje otpuštajući (emitirajući) foton

(svjetlosnu česticu). Da bi vidjeli polarnu svjetlost golim okom potrebno je oko 100 milijuna

fotona (www.gonorway.com).

24

Slika 19. Oblikovanje zemljine magnetosfere dolaskom sunčevog vjetra (preuzeto iz Solarić i

Solarić, 2008).

Energija sudara izmeĎu čestica sunčevog vjetra i čestica zemljine visoke atmosfere stvara dva

auroralna prstena električnog toka koji struje oko magnetskih polova, a ti električni obrtaji

stvaraju polarnu svjetlost oko magnetskih osi (koje su nagnute oko 11.5° stupnjeva u odnosu

na os rotacije koja prolazi kroz zemljopisne polove). Na slici 20.a vidimo da centar prstena

aurore borealis nije na liniji izmeĎu strane gdje je dan (naranĎasta strana) i strane gdje je noć.

To je zato što su centri auroralnih prstenova oko magnetskih polova, a ne zemljopisnih

polova, koji definiraju zemljinu os rotacije (slika 20.b).

25

a) b)

Slika 20. Sjeverni prsten aurore borealis a) satelitska snimka (preuzeto sa

www.exploratorium.edu), b) magnetski i zemljopisni pol (preuzeto sa www.nasa.gov).

Iako se čini da više aktivnosti polarne svjetlosti ima na tamnoj strani Zemlje, nema razloga da

bi se ona tamo više pojavljivala nego na onoj strani gdje je dan. Radi se zapravo o tome da je

na mračnijoj strani ona vidljivija satelitskim instrumentima i opaţačima sa Zemlje.

Najaktivniji dio auroralnog prstena premješta se tako kako se premješta zemljino magnetsko

polje. Polje se premješta zbog promjena u sunčevom vjetru, zbog struja koje uzrokuju auroru i

zbog dogaĎaja u zemljinoj jezgri (www.exploratorium.edu).

Aurora borealis i aurora australis najbolje su vidljive u blizini polova gdje se silnice

magnetskog polja pribliţavaju zemljinoj površini. No, ponekad je dotok čestica sa Sunca

toliko velik da su aurore vidljive bilo gdje. Čak i kad nisu toliko očite, postoji slab sjaj na

noćnom nebu uslijed manje koncentracije strujanja “sunčevih čestica” koje meĎudjeluju sa

česticama u gornjoj atmosferi.

Na slici 21. je polarna svjetlost snimljena 1985. godine iz američkog satelita Spacelab, kad je

bio na pola puta izmeĎu Australije i Antarktike. Plavo zeleni pojas i rep crvenih zraka su

polarna svjetlost, dok je smećkasti pojas uz rub Zemlje svijetljenje neba, odnosno, slabo

osvjetljenje atmosfere pobuĎeno manjim tokom čestica sa Sunca nego onim koji je odgovoran

za polarnu svjetlost (Krauskopf i Beiser, 2006).

26

Slika 21. Polarna svjetlost snimljena iz američkog satelita Spacelab (preuzeto sa

helios.gsfc.nasa.gov).

Polarna svjetlost ovisi o sunčevoj aktivnosti. Ukoliko je sunčeva aktivnost veća, pojačano

djelovanje sunčeva vjetra moţe dovesti do pojave polarne svjetlosti i na niţim zemljopisnim

širinama.

4.2. Geomagnetske oluje

Polarna svjetlost nije samo atraktivna pojava na nebu. Moţe se dogoditi da njezina pojava

bude popraćena velikim poremećajem magnetosfere, snaţnom geomagnetskom olujom.

Iako nas zemljina magnetosfera štiti od sunčevog zračenja, njezin štit je nestalan, jer se

sunčev vjetar poigrava s njezinom vanjskom granicom. Da nije njega zemljina bi

magnetosfera bila loptastog oblika. Ona se formira tamo gdje se zemljino magnetsko polje

spaja s vrelom plazmom sunčevog vjetra. Zemljino magnetsko polje utječe na naelektrizirane

čestice plazme, koje i same stvaraju magnetsko polje. Za vrijeme pojačane sunčeve aktivnosti,

erupcije na Suncu izbacuju povećanu količinu materije u Svemir, koja, ukoliko pogodi

Zemlju, izaziva fluktuacije njezinog magnetskog polja. Kad visokoenergetsko zračenje sa

Sunca pristigne do Zemlje, dovodi do poremećaja ionosfere, te mogu nastati geomagnetske

oluje. Posljedica toga su kvarovi satelita, teškoće u opskrbi električnom energijom, kaos u

telekomunikacijama, te pojave aurora daleko od polova. Više energetskih sunčevih čestica

27

znači i širi auroralni oval. Regija auroralne aktivnosti na Zemlji se proširuje, pa polarnu

svjetlost moţemo vidjeti i na niţim geografskim širinama (slika 22).

Slika 22. Proširenje auroralnog ovala za vrijeme pojačane sunčeve aktivnosti (preuzeto sa

www.exploratorium.edu).

Već spomenute erupcije na Suncu odnose se na koronine erupcije (erupcije sa sunčeve

površine) ili na koronine izbačaje mase (engl. coronal mass ejection, CME). To je proces u

kojem se pohranjena energija oslobaĎa u obliku kinetičke energije velike mase plazme koja

biva izbačena u meĎuplanetarni prostor velikom brzinom. Pojave erupcija i bljeskova usko su

povezane i uzrokuju pojavu globalnih udarnih valova (engl. Shockwave) koji se prostiru

koronom i meĎuplanetarnim prostorom. Ti udarni valovi putuju meĎuplanetarnim prostorom

do zemljine magnetosfere dva do tri dana. Nekoliko sati nakon udarnog vala do Zemlje

pristiţe i tzv. magnetski oblak, tj. magnetoplazma izbačena koroninom erupcijom. Interakcija

magnetskog oblaka s magnetskim poljem Zemlje vrlo je burna ako su silnice u magnetskom

oblaku usmjerene suprotno od silnica magnetskog polja Zemlje. Tada dolazi do prespajanja

silnica izmeĎu ta dva polja što dovodi do pojave geomagnetskih oluja. One nisu vidljive, ali

ometaju razne elektronske ureĎaje (telekomunikacije, zračni promet i GPS sustave). Zbog

toga je neophodno njihovo poznavanje. Da bi odgovorila na pitanja vezana uz pojavu polarne

svjetlosti i razvoj geomagnetskih oluja, NASA je razvila flotu od pet svemirskih brodova

nazvanih THEMIS (“Time History of Events and Macroscale Interactions during

Substorms”). Pomoću prikupljenih podataka iz pet NASA-inih satelita i 20 opservatorija,

otkriveno je da je za nagle bljeskove višebojne svjetlosti odgovorna tzv. magnetska

28

rekonekcija7, do koje dolazi na trećini puta izmeĎu Zemlje i Mjeseca (slika 23). Proces

magnetske rekonekcije započinje daleko od Zemlje i prenosi se prema Zemlji. Hvatajući i

pohranjujući energiju sunčevog vjetra, linije magnetskog polja Zemlje rasteţu se daleko u

svemir. Uslijed skladištenja energije sunčevog vjetra, dvije se silnice magnetskog polja

pribliţavaju jedna drugoj. Kada doĎu do točke povezivanja, uzrokuju pretvorbu magnetske

energije u kinetičku energiju i toplinu. OslobaĎanjem te energije dolazi do pojave polarne

svjetlosti. Prilikom prespajanja magnetskih silnica nabijenim česticama visokih energija

otvara se prolaz u magnetsko polje Zemlje. Tu čestice ostaju zarobljene (tzv. magnetska

boca8) te se uglavnom zadrţavaju u polarnim područjima gdje je polje najjače. Zračenje

zarobljenih čestica stvara polarnu svjetlost (www.nasa.gov, www.sdsc.edu i eskola.hfd.hr).

Slika 23. Proces magnetske rekonekcije (preuzeto sa svs.gsfc.nasa.go).

7 Prespajanje magnetskih silnica.

8 Slikoviti termin za ureĎaj koji omogućuje “čuvanje” tj. skladištenje plazme ili kakvih drugih nakupina

elementarnih čestica (npr. protona...)

29

Proces magnetske rekonekcije (prema slici 23) :

1. Linije zemljinog magnetskog polja, uključujući plazmu.

2. Izbačena koronina masa (ţuto) dolazi do granice luka udara.

3. Promjene u zemljinom magnetskom polju kao rezultat izbačene mase korone.

4. Ponovno spajanje linija magnetskog polja.

5. Plazma nakon ponovnog spajanja linija polja.

6. Plazma nailazi na zemljinu atmosferu, uzrokujući polarnu svjetlost.

Geomagnetske oluje su popraćene magnetskim podolujama. Auroralna podoluja je slična

promijeni u magnetskom polju, ali se dogaĎa na manjoj skali ograničenoj prema polarnoj

regiji, odakle i njihov naziv, podoluje (odin.gi.alaska.edu). Podoluje su kratki poremećaji koji

traju od dva do tri sata. Kada zemljino magnetsko polje pukne, pa se opet poveţe, stvoreni

energetski puls, nazvan podolujom, nakon nekoliko minuta stvara aurore. One se pojavljuju

kada meĎuplanetarno magnetsko polje skrene juţno, dopuštajući meĎuplanetarnim silnicama i

silnicama zemljinog magnetskog polja povezivanje u magnetopauzi (granici izmeĎu

magnetskog polja i plazme) na strani okrenutoj Suncu i prenošenje energije sa sunčevog vjetra

u magnetosferu. Kada meĎuplanetarno magnetsko polje skrene sjeverno, stupanj energiziranja

plazme i unutrašnjih transporta usporava, a gubitci procesa uklanjaju plazmu iz prstenastog

strujanja te mogu uspostaviti početno, predolujno stanje. Ako se radilo o velikoj oluji, moţe

proći i mjesec dana dok se strujni prsten potpuno ne vrati u stanje mirovanja. Podoluje imaju

tri faze (slika 24). Skladištenje jednog dijela energije sa sunčevog vjetra u zemljinom

magnetskom “repu” čini prvu fazu podoluje, fazu “razvoja”. Kada silnice polja u unutarnjoj

magnetosferi oslabe od rastezanja u oblik nalik “repu”, oslobaĎa se energija pohranjena u

njemu te se naglo promjeni natrag u dipolarni oblik. To je druga faza, faza “širenja” podoluje,

a rezultira energiziranim nabijenim česticama u plazmi i njihovom protjecanjem dublje u

unutarnju magnetosferu. Treća faza je faza “obnavljanja” (vraćanja u prvobitno stanje),

tijekom koje se magnetosfera vraća u stanje mirovanja (pluto.space.swri.edu).

30

Slika 24. Faze magnetske podoluje (preuzeto sa pluto.space.swri.edu i roma2.rm.ingv.it).

Skladištenje i otpuštanje energije u magnetosferi tijekom podoluje, dovodi do karakterističnih

promjena u morfologiji (znanost o oblicima) polarne svjetlosti i jačini njezinog zračenja.

Podoluje se u prosjeku pojavljuju šest puta dnevno. Češće su i intenzivnije tijekom

geomagnetskih oluja. Prema navodima (www.phy6.org) podoluje proširuju auroralnu zonu do

lokacija mnogo udaljenijih od magnetskog pola, kao što su Washington, London ili Peking i

tamo stvaraju sjajne aurore (slika 25).

a) b)

Slika 25. a) Zabiljeţena osvjetljenost aurore uzrokovana podolujom (preuzeto sa

www.nasa.gov), b) razvoj podoluje (preuzeto sa www-pi.physics.uiowa.edu).

31

Druga posljedica geomagnetskih oluja su inducirane struje na površini Zemlje, nastale zbog

promjena magnetskog polja. Ova pojava naročito je izraţena u dalekovodima. No, zbog

preopterećenja ponekad stradavaju i transformatorski sustavi što je u nekoliko navrata dovelo

do kolapsa velikih elektro-distributerskih sustava i nestanka električne energije na velikim

područjima (slika 26).

Slika 26. Tehnologije pogoĎene geomagnetskim olujama (preuzeto sa

astronomy.swin.edu.au/cms/astro/cosmos).

Vaţna poveznica u interakciji izmeĎu Sunca i Zemlje je ionosfera, vanjski rub magnetosfere

na visinama izmeĎu 50 km do 500 km iznad zemljine površine. To je sloj atmosfere ioniziran

sunčevom radijacijom u kojem se nalaze slobodni ioni. Njezine dimenizije variraju s

promjenama dana i noći, godišnjih doba i sunčeve aktivnosti. Sunčevi bljeskovi i radijacije

sunčevih pjega lome molekule i ionizirane atome u zemljinoj gornjoj atmosferi, te ju tako

oblikuju. Ionosfera reflektira radio-valove (slika 27.a). Dolaskom radio-vala u to područje,

moţe doći do njegovog prolaza kroz ionosferu ili refleksije od ionosfere, ovisno o njegovoj

frekvenciji (i kutu upada u atmosferu). Ionosfera ima tri vaţna sloja (slika 27.b). D sloj je

najniţi i glavna je regija apsorpcije. Prisutan je samo preko dana. E sloj je sloj slabe

učestalosti refleksije. Prisutan je uvijek, ali je slabiji preko noći. F sloj je najviši i glavna je

32

regija refleksije. Prisutan je uvijek, a jači je tijekom dana kada se razdvaja na na dva sloja, F1

i F2, od kojih je F2 puno snaţniji. Tijekom geomagnetske oluje F2 sloj postaje nestabilan, čak

moţe i nestati (www.weather.nps.navy.mil).

a) b)

Slika 27. a) Reflektiranje radio-valova od ionosfere (preuzeto sa www.astro.hr), b) slojevi

ionosfere (preuzeto sa www.weather.nps.navy.mil).

33

5. VIZUALNI OPIS POJAVE POLARNE SVJETLOSTI

Polarna svjetlost svojom pojavom spada meĎu najljepše prizore koji se mogu vidjeti u prirodi.

Sastoji se od raznobojnih uzoraka na nebu koji se brzo mijenjaju. Ponekad se rašire poput

lepeze, a ponekad zasvijetle kao jaki reflektori ili se iznenada počnu pomicati gore-dolje.

Bliţe polu, polarna svjetlost često izgleda kao plamena zavjesa po kojoj trepere plameni

različitih boja. Njezina je pojava često popraćena praskom, a započinje fluorescentnim sjajem

iznad horizonta. Zatim slijede lukovi svjetlosti i to jedan iza drugog. Nakon nekog vremena

njezina se aktivnost smanjuje i vidi samo u blijedim pulsirajućim plamenovima, koji nestaju

nakon nekoliko sekundi. Zanimljivo je to, da se “kroz” polarnu svjetlost vide zvijezde, što nije

slučaj kod svjetlosnog zagaĎenja, pa nam to moţe posluţiti za njezino prepoznavanje

(www.zvjezdarnica.com).

5.1. Oblici polarne svjetlosti

Najpostojaniji oblik polarne svjetlosti je svjetleći luk koji leţi preko magnetnih meridijana.

Počinje 100 kilometara iznad Zemlje te se diţe uvis stotinama kilometara. Čak ako je i vrlo

tanak, samo sto metara, moţe se prostirati od horizonta do horizonta i trajati satima bez nekih

većih promjena. Niţi su mu rubovi oštrije definirani od gornjih dijelova. No, i ostali se oblici

pojavljuju u velikoj raskoši, kao naprimjer trake, koje su puno nepravilnije od luka (“Drvo

znanja” 89, 2005). Svjetleći krugovi, korone, pojavljuju se u periodima visoke sunčeve

aktivnosti. Kada gledamo koronu direktno ispod aurore, zrake se pojavljuju kao polukrugovi.

TakoĎer postoje grupe (nejasne magličaste hrpe) aurora. Homogene grupe su relativno

nepokretna skupina aurora koja se pojavljuje tijekom perioda umjerene ili niske sunčeve

aktivnosti. Grupe sa strukturom su aktivan primjer brzih varijacija, koje se pojavljuju tijekom

perioda umjerene do jake sunčeve aktivnosti. Vaţno je spomenuti i zavjese, lepeze,

plamenove i vrpce različitih oblika. Pojava polarne svjetlosti obično završava njezinim

povlačenjem prema polu, dok se zrake postepeno pretvaraju u difuzna područja bijelog

svjetla. Svi oblici polarne svjetlosti mogu biti svrstane unutar sljedeće tri podjele: oblici bez

zrakaste strukture (homogeni tihi luk, homogene trake, pulsirajući lukovi, aurora nalik oblaku,

pulsirajuće površine i slab sjaj polarne svjetlosti), oblici sa zrakastom strukturom (luk sa

34

strukturom zrake, trake zrakaste strukture) i aurora bogata bojama. Različiti se oblici polarne

svjetlosti mogu pojaviti u isto vrijeme (Störmer, 1955).

Napomena : Svaki oblik polarne svjetlosti označen je kratkim simbolom na engleskom jeziku,

kao npr. HA, HB, RA, G, F itd. Moţe se primjetiti da različiti oblici nisu jasno definirani nego

se stapaju jedan s drugim.

5.1.1. Oblici bez zrakaste strukture

HA. (Homogeneous quiet arc) – Homogeni tihi luk

Kada se luk pojavi blizu horizonta, ispod luka vidimo njegov tamni dio (slika 28). Lukovi

mogu biti uski ili široki. Gornja im je granica obično razlivena, a donja puno oštrija i jasnija.

Kada luk prolazi kraj zenita (najviše točke na nebu) te dvije granice postaju sve sličnije. Luk

se često dijeli na uţe lukove ili se razdvaja na nepravilne niti (slika 29). Često, osobito u

polarnim krajevima, nekoliko se lukova zna pojaviti u isto vrijeme. Luk je najčešće usmjeren

na način da je njegova najviša točka u smjeru magnetskog odbijanja. Boja mu je obično siva

do ţuto-zelena, no u rijetkim prilikama moţe imati i crvenu boju, posebno tijekom godina

maksimalne sunčeve aktivnosti. On obično mijenja svoj poloţaj, pomičući se prema jugu ili

sjeveru. Izoliran na nebu, moţe potrajati nekoliko sati, a onda se konačno, u nekoliko minuta,

promijeniti u luk sa strukturom zrake.

Slika 28. Homogeni tihi luk polarne svjetlosti (preuzeto sa www.britastro.org i

latitude64photos.com).

35

Slika 29. Homogeni luk: dijeljenje na uţe lukove – lijevo, razdvajanje na nepravilne niti –

desno (preuzeto iz Störmer, 1955).

HB. (Homogeneous bands) – Homogene trake

Ti oblici nemaju standardni oblik luka, već se ubrzano kreću nebom (slika 30). Donja im je

granica vrlo neobična, sastavljena je od traka ili nagomilane mase (slika 31). Ponekad se

kratka traka kreće duţ luka u polukruţnom ili elipsoidnom obliku. Širina im varira od vrlo

suţene trake do toliko velike da sliči na obješenu zavjesu. Vrlo su impresivne. Trake se često

pretvaraju u zrakaste trake. Ponekad se iznad zelene boje naĎu i crvena i ljubičasta. Prijelazak

iz sporog luka u fazi “širenja” do brze aurore u obliku zavjesa i zraka, poznat je kao početak

podoluje.

Slika 30. Homogene trake polarne svjetlosti (preuzeto sa www.britastro.org i

latitude64photos.com).

36

Slika 31. Homogene trake: skup traka – lijevo, nagomilana masa – desno (preuzeto iz

Störmer, 1955).

PA. (Pulsating arcs) – Pulsirajući lukovi

Do pulsirajućeg luka dolazi kada dijelovi homogenog luka zabljesnu i ritmično nestanu. No ta

se promjena moţe dogoditi i duţ čitavog luka. Ovaj oblik polarne svjetlosti često ostaje

izoliran na nebu, bez da je prisutan bilo koji drugi oblik (slika 32). Često se pojavljuje nakon

jedne ili dvije noći aurore koja se prostirala čitavim nebom. Pulsiranje takvog luka moţe imati

periode od nekoliko sekundi do minute ili duţe.

Slika 32. Pulsirajući luk polarne svjetlosti (preuzeto sa skychasers.net).

37

DS. (Cloud – like aurorae or diffuse luminous surfaces) – Aurora nalik oblaku ili razlivena

svjetlosna podloga

Taj se oblik polarne svjetlosti obično pojavljuje ujutro i to kao razliveni sjaj bez jasno

vidljivih granica (slika 33). Aurore nalik oblaku mogu biti crvene, sive i ţuto-zelene. Na

visokim zemljopisnim širinama te su aurore obično zelenkaste. Na niţim zemljopisnim

širinama, tijekom intenzivnih oluja, uobičajena je crvena razlivena aurora. Aurora nalik

oblaku obično se pojavljuje na kraju auroralnog prikaza na nebu, tijekom faze “obnavljanja”.

Budući da su ti oblici vrlo veliki i rašireni nebom komplicirani su za promatrati.

Slika 33. Aurora nalik oblaku ili razlivena svjetlosna podloga (preuzeto sa

www.ast.cam.ac.uk i www.utahskies.org).

PS. (Pulsating surfaces) – Pulsirajuće površine

Pulsirajuće se aurore pojavljuju dosta često. Njihove pulsacije mogu biti kontinuirane

(perioda izmeĎu 5 i 20 sekundi) za čitavo vrijeme trajanja aurore. One su nalik razlivenim

mrljama koje se na istom mjestu mogu i pojaviti i nestati (slika 34). Taj se oblik polarne

svjetlosti često pojavljuje skupa sa gorućom, plamenom aurorom bogatom bojama.

38

Slika 34. Pulsirajuća površina polarne svjetlosti (preuzeto iz Störmer, 1955)

G. (Feeble glow) – Slab sjaj

Duţ horizonta slab sjaj sličan je svitanju, bijele je ili crvene boje. Često je to jedini prisutan

oblik polarne svjetlosti na nebu i moţe činiti gornji dio luka (slika 35). Crveni sjaj je viĎen u

područjima koja su udaljena od polarnih regija, kao na primjer u središnjoj Europi ili

Australiji. Riječ “sjaj” koristi se samo uz one polarne svjetlosti koje su nisko na horizontu.

Slika 35. Slab sjaj polarne svjetlosti (preuzeto sa www.britastro.org i latitude64photos.com).

39

5.1.2. Oblici sa zrakastom strukturom

To su oblici polarne svjetlosti stvoreni od kratkih ili dugih zraka koje mogu biti rasporeĎene

na različite načine. Ovi su oblici sjajniji i brţi od onih bez zrakaste strukture.

RA. (Arc with ray structure) – Luk sa strukturom zrake

Ovaj oblik polarne svjetlosti sliči obliku HA (homogenom tihom luku), ali je za razliku od

njega sastavljen od zraka različite duljine koje se pomiču duţ luka (slika 36). Kako se

povećava aktivnost polarne svjetlosti, formiraju se okomite trake, nazvane zrakama. Donja im

je granica oštrija, jasnija i sjajnija od gornjih dijelova. Ti oblici daju umjerenu aktivnost

polarne svjetlosti, lagane pokrete i nepravilne varijacije svjetlosti.

Slika 36. Luk polarne svjetlosti sa strukturom zrake (preuzeto sa www.britastro.org i

www.gi.alaska.edu).

RB. (Bands with ray structure) – Trake sa zrakastom strukturom

Ti su oblici slični HB – u (homogenim trakama), ali su sastavljeni od serije zraka koje mogu

biti posloţene jedna blizu drugoj duţ trake (slika 37). One su često u obliku vala ili potkove.

Često se nekoliko njih pojavi u serijama koje su paralelne jedna drugoj.

40

Slika 37. Trake polarne svjetlosti sa zrakastom strukturom (preuzeto sa www.britastro.org i

latitude64photos.com).

D. (Draperies) – Aurora nalik zavjesi

Ako zrake RB-a (traka sa zrakastom strukturom) postanu vrlo duge, onda je polarna svjetlost

nalik zavjesi koja visi prema dolje (slika 38). Njezina je donja granica valovita i mnogo

sjajnija od gornje zrakaste. Paralelne zavjese često se pojavljuju jedna iza druge. To je

izvanredan primjer polarne svjetlosti u kojem širine pojasa i duţine zraka gotovo potpuno

ispunjavaju nebo.

Slika 38. Polarna svjetlost nalik zavjesi (preuzeto sa shastatrails.com i latitude64photos.com).

41

R. (Rays) – Zrake

Zrake polarne svjetlosti mogu biti izolirane, suţene ili široke, kratke ili duge (slika 39). Mogu

biti nepomične nekoliko minuta krečući se polako od istoka prema zapadu ili obrnuto.

Njihova duţina varira vrlo brzo. Boja im moţe biti ţuta, ţuto-zelena, siva ili u gornjim

dijelovima crvena, a mogu biti čak i potpuno crvene. Zrake mogu biti više ili manje izolirane,

ili se mogu pojavljivati u neograničenim ili proširenim masama. Zrake nakon zalaska ili prije

sunčevog izlaska mogu doseći enormnu visinu i obično su sivo-ljubičaste, ljubičaste, plave ili

crvene.

Slika 39. Zrake polarne svjetlosti (preuzeto sa www.britastro.org i www.aurora-

inn.mb.ca/borealis.html).

C. (Corona) – Korona

Koronu (krunu) vidimo kada se mnoštvo zraka pojavi blizu zenita. Čini nam se kao da su

usmjerene prema jednoj točki, točki radijacije (slika 40). To se zove efekt perspektive, jer su

sve zrake, u području gdje leţe, paralelne smjeru magnetske sile (silnicama zemljinog

magnetskog polja). Točka radijacije obično leţi blizu magnetskog zenita. Kada se u njegovoj

blizini pojave drugi oblici polarne svjetlosti, korona se takoĎer moţe pojaviti, ali s kraćim

zrakama ili samo kao skup aurora bez zraka. Korone se obično pojavljuju u periodima visoke

sunčeve aktivnosti.

42

Slika 40. Korona polarne svjetlosti (preuzeto sa www.britastro.org i hr.wikipedia.org).

5.1.3. Aurora bogata bojama – F. (Flaming aurora)

Aurora bogata bojama je oblik polarne svjetlosti sastavljen od snaţnih svjetlosnih valova koji

se ubrzano pomiču prema gore, jedan za drugim u smjeru magnetskog zenita. Ti valovi mogu

imati oblik odvojenih lukova koji se premještaju uvis u smjeru lukova ili se mogu usporediti s

nevidljivim lukovima, koji u svojim prijelazima osvijetljavaju upadne zrake i mrlje, koje se

pojavljuju i nestaju kako ih valovi prolaze. Ovaj se oblik često pojavljuje nakon snaţne

zrakaste aurore i aurore nalik zavjesi, a prati ga oblik korone.

Postoje neki oblici polarne svjetlosti koji svakako zasluţuju opis. Fascinantno je koliko

zapravo polarna svjetlost moţe biti raznolika. Skoro se svaki put dogodi nešto neobično i

upečatljivo. Trenirani promatrači polarne svjetlosti, koji kontinuirano tijekom čitave noći

prate njezinu pojavu, često otkriju njezine rijetke oblike, pa čak i neke koji se nikad prije nisu

pojavili. Ti su neočekivani prikazi polarne svjetlosti osnovni uzrok oduševljenja.

43

5.2. Boja i intenzitet polarne svjetlosti

Protonima i elektronima sunčevog vjetra, koji uzrokuju

polarnu svjetlost, treba oko 2-3 dana da stignu do Zemlje.

Ulaskom u gornji sloj zemljine atmosfere meĎudjeluju s

prisutnim plinovima, dušikom i kisikom. Sudarom nabijenih

čestica sunčevog vjetra i neutralnih molekula plinova dolazi do

stvaranja polarne svjetlosti. Ti sudari uzrokuju pobuĎivanje

elektrona atmosferskih atoma. Kada se elektroni vraćaju u

svoje početno energijsko stanje, emitiraju foton posebne

energije. Energija ovisi o tipu atoma na nivou pobuĎenja, mi tu

energiju fotona opaţamo kao svjetlost odreĎene boje

(odin.gi.alaska.edu).

Slika 41. Boje polarne svjetlosti (preuzeto sa www.exploratorium.edu)

Sunce zrači sve vidljive boje i zato je njegova svjetlost bijele boje. Za razliku od sunčeve

svjetlosti, spektar polarne svjetlosti je ograničen i odreĎen spektrom plinova u zemljinoj

atmosferi i visinom na kojoj dolazi do sudara (slika 41). Nadolazeće se čestice mogu sudariti s

različitim plinovima, na različitim visinama. Boje polarne svjetlosti su jedinstvene kao otisak

prsta, jer ne postoje dva plina koja daju potpuno iste boje. Zemljina se atmosfera uglavnom

sastoji od plinova dušika i kisika, koji emitiraju karakteristične boje svog linijskog spektra, ali

je sastavljena i od njihovih mješavina, i od mnogih drugih mješavina (slika 42).

Polarna svjetlost je najčešće viĎena u zelenoj boji, ali povremeno pokazuje i mnoge druge

boje, od crvene do ruţičaste, od plave do ljubičaste, od tamne do svijetle. Kisikovi atomi

emitiraju fotone u dvije karakteristične boje: zelenoj i crvenoj. Kisik je uobičajen atom na

visinama iznad 300 kilometara (u ionosferi). Sudari na toj visini mogu stvoriti rijetku crvenu

44

auroru. Budući da je na većim visinama više atoma kisika, crvenu auroru vidimo kao vrh

uobičajene zelene aurore koja je stvorena sudarima s kisikom na visinama izmeĎu 100 i 300

kilometara. Jako zeleno svijetlo nastaje na visinama izmeĎu 120 i 180 kilometara. Iako je

većina aurora zelenkasto-ţute boje, ponekad visoke zrake formiraju crvenu boju na njezinim

vrhovima i duţ niţih granica, posebno kada je aktivnost Sunca izraţenija. Na oko 100

kilometara, dušikove molekule stvaraju crveno svjetlo donje granice zavjese polarne

svjetlosti. No dušik, osim crvene, stvara i plavu boju. Mješavina plave i crvene emisije

dušikovih molekula čini ljubičastu boju. Po ljubičastim krajevima moţemo prepoznati vrlo

intenzivnu polarnu svjetlost. Plava i ljubičasta se obično pojavljuju ispod 120 kilometara. U

iznimno rijetkim prilikama, jednom svakih 10 godina, pojavi se duboko crvena aurora. Na

niţem dijelu polarne svjetlosti ponekad se mogu vidjeti i ruţičaste nijanse. Ljudsko oko

najbolje vidi u zeleno-ţuto-naranĎastom dijelu spektra, jer tamo Sunce emitira većinu svoje

svjetlosti (odin.gi.alaska.edu, www.exploratorium.edu i www.webexhibits.org).

Slika 42. Spektar boja emitiran različitim atomima zemljine vanjske atmosfere (preuzeto sa

www.webexhibits.org).

Donji rub polarne svjetlosti obično je na oko 100 kilometara nadmorske visine. Nadmorska

visina polarne svjetlosti na kojoj dolazi do emisije ovisi o energiji elektrona koji čine auroru.

Što je više energije to je i zračenje veće, pa elektroni ulaze dublje u atomosferu. Vrh vidljive

aurore je od 200 – 300 kilometara, no ponekad je najveća nadmorska visina i na 600

kilometara (visina leta svemirskih brodova).

Različiti atomi kada su pobuĎeni daju različite boje spektra. Boje koje vidimo su mješavina

svih emisija polarne svjetlosti. Kao što je bijelo sunčevo svjetlo mješavina duginih boja, tako

je i polarna svjetlost mješavina boja. Poznati primjeri su neonska i ulična svjetla (slika 43).

Neonska svjetla vidimo na mnogim znakovima, a sadrţe plin neon. Kada su upaljena,

upotrebljeni napon ispunjava energijom elektrone u plinu. Ti elektroni udaraju molekule

plina, koje ih pobuĎuju da emitiraju svjetlost. Neonski znakovi naranĎaste boje ispunjeni su

45

čistim neonskim plinom, dok su oni drugih boja mješavina neonskog i drugih plinova, poput

helija i argona. Neonska su svjetla slična aurori, ali mnogo niţe razine. Da je naša atmosfera

sastavljena od neona i natrija vidjeli bi crveno-naranĎaste i ţute aurore. Boja svjetlosti ovisi o

vrsti plina, jer svaki plin svijetli posebnim bojama. Recimo, ulična svjetla ispunjena natrijem

daju tamno ţuto svjetlo (odin.gi.alaska.edu, www.exploratorium.edu).

Slika 43. Neonski znak – lijevo i ţuta ulična svjetla – desno (preuzeto sa

commons.wikimedia.org i www.dobrevijesti.info).

Što se tiče intenziteta polarne svjetlosti, on je vrlo promjenjiv. Slabiji oblici polarne svjetlosti

su oni bez zrakaste strukture, poput lukova, aurora nalik oblacima ili aurora slabog sjaja,

intenziteta su sjaja Mliječne staze (Kumove slame), ili čak slabiji. Tada oko ne moţe

razlikovati i izdvojiti boje. Obično se radi o sivo-zelenkastoj aurori (latitude64photos.com).

Različite boje se vide kada je intenzitet aurore velik, što je karakteristično za oblike zrakastih

struktura, poput zrakastih lukova, zavjesa, vijenaca ili samih zraka (slika 44). Ti oblici mogu

biti toliko sjajni da ih se vidi čak i u svitanje, kada se obično mogu vidjeti samo najsjajnije

zvijezde. Kada je cijelo nebo prekriveno jakom polarnom svjetlošću, osvjetljenost krajolika

moţemo usporediti s onom punog mjeseca. Tada na nebu vidimo i najmanju boju bez

poteškoća. Dolje su navedene boje polarne svjetlosti koje se mogu pojaviti (Störmer, 1955,

webecoist.com).

46

Ţuto-zelena je najčešće viĎena u lukovima, trakama, aurorama nalik oblaku i zrakastim

aurorama, posebno tijekom godina slabe sunčeve aktivnosti. Ponekad zelena boja moţe biti

čista sa vrlo malo ţute boje.

Crvena – pojavljuje se u periodima povećane sunčeve aktivnosti. Postoje dva oblika crvene

boje, “tip A” i “tip B”. “Tip A” se pojavljuje u crvenim mrljama i u gornjem dijelu aurorinih

zraka. Najviše njegovih oblika je crvene boje i viĎeni su na niţim zemljopisnim širinama.

“Tip B” je karakterističan za niţe djelove aurorinih lukova i stvara crvenu granicu. Crveno-

ljubičasta boja viĎena je na prednjoj strani zraka kada se luk zrakaste strukture ubrzano

razvija od istoka do zapada ili obrnuto. Ta boja brzo nestaje. Ponekad, ali vrlo rijetko, nebo

moţe biti potpuno prekriveno crvenom bojom.

Ţuta i naranĎasta – tijekom snaţne aurore s dugim zrakama i koronom, ţute i naranĎaste

zrake viĎene su iz Arktičkih regija i iz središnje Europe.

Plava – do plave aurore dolazi na oko 60 kilometara nadmorske visine. Mogu se pojaviti u

bilo kojem obliku. Zrake polarne svjetlosti vrlo čiste plave boje viĎene su samo dva puta i to

iz Juţne Norveške u periodu od 1911. do 1951. godine i iz Aljaske.

Ljubičasta – na niţim rubovima zavjese polarne svjetlosti, gustoća molekula ne dozvoljava

kisiku emitiranje svjetlosti, pa ljubičasta boja nastaje kombiniranjem crvene i plave boje pri

geomagnetskim olujama visokih razina energije.

Bijela – kada je aurora vrlo intenzivna, zrake često izgledaju bijelo.

Aurore duginih boja – aurore koje dolaze u različitim nijansama noćne duge. Kada se

molekule i atomi gornje atmosfere sudare, pogoĎeni visoko-energetskim elektronima, stvaraju

različite boje aurorinih oblika. Atomi kisika stvaraju smećkasto-crvena i zelena svjetla. Dušik

stvara modru, a ponekad i gotovo ruţičastu. Helij moţe izgledati kao ljubičasta noć. Neon

daje naranĎasti sjaj s valovitim rubovima. Aktivnost sunčevog vjetra takoĎer igra ulogu u

bojama i intenzitetu polarne svjetlosti.

47

Slika 44. Boje polarne svjetlosti:

Ţuto-zelena polarna svjetlost (preuzeto sa photography.nationalgeographic.com).

Crvena polarna svjetlost (preuzeto sa webecoist.com i www.pbs.org).

Ţuta i naranĎasta polarna svjetlost (preuzeto sa www.ontarioweather.com i

www.wunderground.com).

48

Plava polarna svjetlost (preuzeto sa www.nationsonline.org i www.greenstone.ca).

Ljubičasta polarna svjetlost (preuzeto sa www.wunderground.com i vi.sualize.us).

Polarna svjetlost duginih boja (preuzeto sa www.skychasers.net i

www.environmentalgraffiti.com).

49

6. PREDVIĐANJE, PROMATRANJE I

FOTOGRAFIRANJE POLARNE SVJETLOSTI

Promatrači polarnu svjetlost ponekad čekaju tjednima, a onda se ona spektakularno otkrije

dan nakon što oni odu. Nitko od njih ne zna kada će se pojaviti, barem ne do nekoliko sati

prije same pojave. No, pojava polarne svjetlosti se moţe predvidjeti, ali s manje vjerojatnosti

nego vremensko predviĎanje. Osnovni izvor energije za polarnu svjetlost je sunčev vjetar.

Kada je miran, imamo slabu i vrlo kratku auroru, kada je jak, imamo šansu za izraţajnu i jaku

auroru. Sunce se okrene oko svoje osi u prosjeku jednom svakih 27 dana, pa aktivne regije

Sunca koje stvaraju uznemirenja mogu ponovno uzrokovati auroru svakih 27 dana. Sunčevom

vjetru treba oko 2 do 3 dana da doĎe do Zemlje, tako da promatrajući Sunce i predviĎajući

perturbacije (uznemirenja) u sunčevom vjetru, moţemo predvidjeti auroru oko 2 do 3 dana

unaprijed. Preciznost previĎanja ovisi o tome koliko dobro poznajemo sunčev vjetar. Oko sat

vremena prije nego sunčev vjetar doĎe do nas, prolazi pokraj satelita koji svoje podatke šalju

nama. To nam daje oko 1 do 2 sata upozorenja o nadolazećoj aurori. Točnost tog predviĎanja

ovisi o dobrom poznavanju interakcije sunčevog vjetra i magnetosfere te unutrašnjih procesa

magnetosfere. U magnetosferi takoĎer postoje i oni sateliti koji nam govore kako

magnetosfera odgovara na sunčev vjetar. No, sva ta predviĎanja su globalna i vrlo ju je teško

predvidjeti za neku odreĎenu lokaciju. PredviĎanje polarne svjetlosti se samo odnosi na

mogućnost i vrijeme njezina pojavljivanja u roku par sati. Ono što znanstvenici mogu

napraviti je procijeniti veličinu auroralnog ovala te reći da će aurora vjerojatno doseći

odreĎenu zemljopisnu širinu i da će taj dogaĎaj započeti u odreĎeno vrijeme

(odin.gi.alaska.edu).

Od 1900. do 1950. godine najvaţniji instrument za praćenje i proučavanje polarne svjetlosti je

bila kamera koju su konstruirala dva norveška profesora C. Störmer i O. A. Krogness. Krajem

1950. godine, razvijen je novi instrument, “all-sky kamera”, koja je bila u mogućnosti snimiti

čitavo nebo (od horizonta do horizonta), fotografiranjem njegove refleksije od zakrivljenog

zrcala. Tijekom 1957/58. godine (koja je proglašena MeĎunarodnom geofizičkom godinom)

korišteno je više od 100 “all-sky kamera”. Razvojem tehnologije i urbanizacijom, javila se

potreba i mogućnost za dodavanjem novih instrumenata za promatranje polarne svjetlosti. Isto

tako, otvorilo se nekoliko novih načina proučavanja aurora. Najznačajniji je bilo oslikavanje

50

aurore odozgo pomoću satelita, koji su dozvoljavali istovremeno promatranje prostranog

područja (www.the-eggs.org). Prvi cilj kod promatranja polarne svjetlosti je izraditi statističke

tablice učestalosti pojave polarne svjetlosti i specifikacije njezinih različitih oblika kao

funkcije vremena i zemljopisnog poloţaja. Da bi se dobro objasnila polarna svjetlost vrlo je

vaţno istraţiti razvoj svake pojedinačne aurore. Cjelokupna pojava aurore na nebu mora biti

potpuno odreĎena da bi mogla dati kompletne informacije o svom zemljopisnom poloţaju i

visini same pojave iznad zemljine površine. Vrijeme promatranja polarne svjetlosti mora biti

namješteno taman pred sam njezin početak i zabiljeţeno prema vremenu Greenwicha (UTC9 –

Universal Time Cordinated) od 0 h do 24 h. Lokacija poloţaja promatranja mora biti

definirana zemljopisnom širinom (latituda) i duţinom (longituda), što je preciznije moguće.

Od opreme za promatranje, nuţno je imati dţepni spektroskop, koji sluţi da bi se odlučilo da

li je sjaj na nebu aurora ili oblak, osvijetljen mjesecom ili zorom. U slučaju uobičajene aurore

biti će vidljiva njezina ţuto-zelena linija (5577 Å). No, moţe se dogoditi da se i u oblaku vidi

linija aurore (ako je oblak osvjetljen aurorom). Ipak, trenirani promatrači polarne svjetlosti

mogu zaključiti što je aurora, a što oblak.

Vrlo su vaţne i boje i njihove oscilacije na različitim dijelovima aurore. Da bi se opisali oblici

aurora, koriste se kratice HA, HB itd. (često navedene u fotografskim atlasima knjiga). Iako

se često čini da aurora završava, ona ne završi, tako da promatrači moraju pripaziti da ne

završe snimanje aurore prerano. Postoje poloţaji s jednim promatračem i s dva i više

promatrača. Kada jedan promatrač promatra homogene lukove (HA) vaţno je da ih promotri u

detalje te izmjeri: 1) visinu i azimut neke točke koja je na jednom kraju niţe granice; 2) točku

aurorine maksimalne visine i 3) točku na drugom kraju niţe granice. Ako luk nema simetričan

oblik poţeljno je izmjeriti više točaka. Kod promatranja dvaju ili više promatrača, jedan

promatra, a drugi zapisuje što mu prvi govori te biljeţi vrijeme svakog motrenja. Vrlo je

vaţno zapaziti točno vrijeme kada se dogode promjene poput one kada se tihi homogeni luk

(HA) rastopi u luk zrakaste strukture (RA), te kada zrake i zavjese aurore iščeznu i promijene

oblik u razlivene, tihe, mirne oblike, zatim kada se pulsirajući oblici pojave i nestanu, te kada

se aurora bogata bojama u pravcu zenita pojavi i nestane, i kada se tihi homogeni luk ponovno

9 MeĎunarodni “vremenski” standard koji je zamjenio ranije korišteni GMT (Greenwich Meridian Time), što

znači da 00 h UTC predstavlja ponoć u Greenwich-u koji leţi na nultom meridijanu (0o geografske duţine).

Zemljina kugla je podijeljena na 24 vremenske zone, a svaka zona predstavlja jedan sat. Hrvatska pripada drugoj

zoni (gledano od Greenwich-a prema istoku), UTC+1.

51

pojavi. Promatranje dugih zraka polarne svjetlosti, ljubičaste, crvene, plave ili sive boje,

nakon zalaska ili prije svitanja je zaista posebno.

Što se tiče fotografiranja polarne svjetlosti, problem je u tome što ona ima vrlo slabu

osvijetljenost koja varira od intenziteta osvjetljenosti Mliječne staze do intenziteta

usporedivog s nebom kada je moguće vidjeti samo najsjajnije zvijezde, Vegu i Arcturus.

Najljepši oblici polarne svjetlosti su vrlo pokretljivi i promjenjivi, neprestano mijenjaju svoj

poloţaj i oblik. Pokušaji fotografiranja polarne svjetlosti prije 1892. godine nisu uspjeli. Prvu

uspješnu fotografiju polarne svjetlosti (traka sa zrakastom strukturom) snimio je njemački

fizičar M. Brendel 1892. godine u Bossekopu, u sjevernoj Norveškoj (Störmer, 1955).

52

7. POLARNA SVJETLOST NA PODRUČJU

HRVATSKE

Hrvatska leţi izvan područja redovitog pojavljivanja polarne svjetlosti, pa ju je iz naših

krajeva moguće vidjeti samo za vrijeme najsnaţnije sunčeve aktivnosti. Tada su oblici

svjetlosnih tvorevina u polarnom području obogaćeni raznolikošću oblika i boja meĎu kojima

prevladava crvena boja. Zbog toga svi zapisi o polarnoj svjetlosti iz naših krajeva spominju

prvenstveno crvenilo ili rumenilo iznad sjevernog obzora, dok se zelena, ţuta ili druge boje

vrlo rijetko spominju. Oblici polarne svjetlosti poput luka ili zavjesa česti su u polarnim

krajevima, no kod nas se rijetko viĎaju. Iako pojava polarne svjetlosti moţe izazvati smetnje u

komunikacijama, svaki joj se put iznova dive, jer se zaista rijetko viĎa s naših zemljopisnih

širina.

Prema navodima u radu Lisac i Marki (1998), u zadnjih je 250 godina zabiljeţeno više od 30

aurora unutar područja koji prekriva veći dio Hrvatske, Slovenije te Bosne i Hercegovine.

Ukupno je 37 pojava polarne svjetlosti, promatranih tijekom 23 godine, koncentrirano oko

maksimuma sunčeve aktivnosti. Najviše je podataka o aurorama prikupljeno vizualnim

promatranjima. Prvi Hrvat koji je pisao o fenomenu polarne svjetlosti bio je RuĎer Bošković

(1711 – 1787), hrvatski matematičar, astronom, fizičar, geodet, filozof i isusovac. U svojim je

knjigama objavljivao komentare o aurorama. Izdanje objavljeno 1738. godine u Rimu imalo

je 12 stranica i 8 skica, a bilo je inspirirano polarnom svjetlošću koju je on najvjerojatnije

vidio dva puta u Italiji (19. listopada 1726. i 16. prosinca 1737. godine). Koristeći tadašnje

matematičke metode, pokušao je procijeniti visinu polarne svjetlosti na osnovu podataka

promatranog područja, te je dao i brojne preporuke za promatranje polarne svjetlosti.

Prihvatio je, tada popularnu, Mairanovu10

teoriju prema kojoj je polarna svjetlost posljedica

mješanja izmeĎu proširene sunčeve atmosfere i gornjih slojeva zemljine atmosfere.

Mairanova teorija nije bila daleko od današnjih znanstvenih pogleda na uzrok polarne

svjetlosti. Ranije zabiljeţeni opisi dvaju dogaĎaja polarne svjetlosti viĎenih iznad Hrvatske

pripadaju prvoj polovici 18. stoljeća, a otkriveni su u nedavno tiskanim analima franjevačkog

samostana, smještenog u gradu Makarskoj (Dalmacija). Napisao ih je franjevac Nikola Gojak

10 Francuz Jean Jacques d’Ortour de Mairan (1678 – 1771) napravio je 1726. godine prve eksperimente vezane

uz visinu aurore.

53

na staro-hrvatskom. Zapisi o šest drugih pojava aurore, viĎenih krajem 18. stoljeća, pronaĎeni

su u drugom franjevačkom samostanu i to onom u gradu Osijeku (Slavonija). Napisao ih je

franjevac Marijan Lanosović na latinskom jeziku. Detaljno je opisao polarnu svjetlost viĎenu

18. siječnja 1770. godine. Zapisi o polarnoj svjetlosti iz 19. stoljeća pronaĎeni su uglavnom u

meterološkim i brodskim dnevnicima, koji su bili izvori redovitih izvještaja o posebnim

dogaĎajima (aurorama) dodanim uz ostale vremenske informacije. Te su informacije kasnije

slali na objavljivanje meterološkim novinama, poput onih tiskanih u Beču (“Meterologische

Zeitschrift”).

Autori iz Hrvatske su, u zadnjih sto godina, objavili oko 20 radova vezanih uz pojavu polarne

svjetlosti. Dok su neki bili izravno povezani s fenomenom, drugi su pisali preporuke za

promatranje ili objašnjenja same pojave. Detaljan opis polarne svjetlosti dao je, 25/26.

siječnja 1938. godine, naš poznati geofizičar i akademik Josip Goldberg (1885 – 1960).

Njegov je opis polarne svjetlosti temeljen na oko 50 odgovora na sluţbenu anketu

Geofizičkog instituta u Zagrebu, te je odmah nakon dogaĎaja poslan po čitavoj zemlji. Treba

spomenuti i J. Mokrovića, koji je napravio popis aurora viĎenih iznad Hrvatske i I. Penzara,

koji je dao sveobuhvatan pregled (uključujući i njegove novonastale zabilješke za 16 aurora

od 1770. godine) od 22 zapisa u vremenskom intervalu od 208 godina (1770 – 1978)

prikupljenih nad Hrvatskom i okolnim zemljama.

Temeljen uglavnom na prikupljenim podacima spomenutih autora i nekoliko otkrivenih

zapisa, napravljen je pregled polarne svjetlosti iznad područja Hrvatske i susjednih zemalja,

koji sadrţi podatke o 37 aurora, viĎenih u vremenskom intervalu od 254 godine (1737 –

1991). Aurora borealis se na hrvatskom jeziku najčešće naziva “polarna svjetlost”, te se taj

naziv koristi i u pregledu polarne svjetlosti. No, postoji i drugi, stariji naziv, “sjeverna zora”,

koji je zapravo pravi prijevod aurore borealis. Izraz “sjeverna svjetlost” takoĎer postoji, ali je

vrlo rijetko korišten. Tablični pregled polarne svjetlosti sadrţi sljedeće podatke: datum,

trajanje aurore, mjesto vizualnog promatranja, ime promatrača i izvor informacija, dok

prvobitni opisi polarne svjetlosti uključuju i oblik, dinamiku, intenzitet svjetlosti, boje aurore i

njezinu rasprostranjenost nebom. To je prvi tablični prikaz parametara aurore, promatrane

iznad Hrvatske i njezine bliţe okoline. Tablica je napravljena da bi se njezini podaci

usporedili s onima iz drugih područja, da bi se došlo do zaključaka o uzrocima fenomena (u

regijama netipičnim za polarnu svjetlost), te odredile granice pojavljivanja aurore.

54

Karakteristike polarne svjetlosti iznad Hrvatske (izvedene iz tablice polarne svjetlosti) :

Postoje tri slabo izraţena vremenska intervala u godini povoljnoj za aurore, a to su:

kraj proljeća (26 % dogaĎaja), u jesen (35 % dogaĎaja) i u drugom dijelu zime (39 %

dogaĎaja). Vremenski intervali uključuju i proljetni i jesenski ekvinocij.

Tijekom dana polarna svjetlost moţe započeti nedugo nakon zalaska sunca ili nakon

njega, a moţe potrajati od 10 minuta do nekoliko sati.

Aurore su obično u obliku luka ili oblaka. Rijetko se pojavljuju u obliku zavjese, a

gotovo nikad u obliku korone (viĎene samo jednom).

U većini slučajeva prevladavaju crvene nijanse aurore, viĎene blizu horizonta ili

raširene nebom. Zelene i ţućkaste nijanse su rijetko viĎene.

Nijanse crvene boje, u emisijama polarne svjetlosti, mogu biti uzrokovane pobuĎenim

molekulama kisika (na visinama od 200 km do više stotina km) i dušika (na visinama

od oko 80 km). Crvene aurore, rasprostranjene na višim nadmorskim visinama, mogu

se promatrati i iz udaljenijih područja, kao za vrijeme proširene auroralne zone

tijekom velike sunčeve aktivnosti. Podaci o aurorama prikupljeni su upravo iz tih

umjerenih zemljopisnih širina, gdje je najčešća crvena aurora.

Polarna svjetlost se istraţuje pomoću mjernih instrumenata kao što su optički instrumenti,

spektrometri, magnetometri i dr. Od velike su vaţnosti i podaci prikupljeni vizualnim

motrenjima, koji predstavljaju najdulje nizove podataka o polarnoj svjetlosti i pridruţuju se

mjerenjima. Kada nema podataka instrumentalnih mjerenja, podaci vizualnih opaţanja su

nezamjenjivi. Oni moraju sadrţavati vjerodostojne zapise o parametrima karakterističnim za

pojavu polarne svjetlosti, a očevici ih s lakoćom opisuju. Prema navodima (eskola.hfd.hr i

www.zvjezdarnica.com), polarna je svjetlost kod nas viĎena u noći 10/11. veljače 1958, zatim

1, u noći 8/9. i 11. studenog 1991. godine te u noći 6/7. travnja 2000 (slika 45). Vidimo da je

prošlo više od 30 godina izmeĎu prva dva navedena opaţanja polarne svjetlosti, dok se

vremenski razmak izmeĎu zadnja dva opaţanja sveo na kraće razdoblje (oko 8 godina).

Polarna se svjetlost nad našim krajevima pojavila i u noći 30/31. listopada (slika 46) i 20.

studenog 2003. godine (slike 47 i 48). Posljednja zabiljeţena aurora bila je ona 21. i 22.

siječnja 2005. godine (slika 49).

55

Slika 45. Polarna svjetlost duboke crvene boje osvjetljavala je nebo nad sjevernim obzorom.

Fenomen je zabiljeţen na lokaciji izmeĎu Vinkovaca i Nuštra, 7. travnja 2000. godine oko

03 h (preuzeto sa eskola.hfd.hr).

Slika 46. Polarna svjetlost snimljena iz Istre u noći 30/31. listopada 2003. godine (preuzeto sa

www.zvjezdarnica.com).

Slika 47. Polarna svjetlost snimljena izmeĎu Vinkovaca i Nuštra od 17 – 20. studenog 2003.

godine u vremenu od 17:30 do 21 h (preuzeto sa eskola.hfd.hr).

56

Slika 48. Blijeda fluoroscentna zeleno ţuta polarna svjetlost nad tamnim područjem

Virovitice, snimljena 20. studenog 2003. godine oko 20 h (preuzeto sa

www.zvjezdarnica.com).

Slika 49. Polarna svjetlost snimljena iz Istre 21. siječnja 2005. godine (preuzeto sa

www.zvjezdarnica.com).

57

8. POLARNA SVJETLOST NA DRUGIM PLANETIMA

Prema navodima (odin.gi.alaska.edu), ako planet ima dovoljno gustu atmosferu, a pritom je i

bombardiran energetskim česticama, moguće je da ima i neku vrstu polarne svjetlosti. Osim

na Zemlji, polarna je svjetlost zabiljeţena i na Jupiteru i Saturnu, koji poput Zemlje imaju

prava polja magnetskog dipola te ovalno oblikovanu polarnu svjetlost na obje hemisfere (slika

50). Kada magnetsko polje planeta nije poravnato sa osi rotacije, dobijemo jako iskrivljen

auroralni oblik koji moţe biti blizu ekvatora. Planeti poput Venere, koja nema magnetsko

polje, imaju vrlo neredovitu polarnu svjetlost.

Jupiter ima oko 4000 puta jače i oko 100 puta veće magnetsko polje od zemljinog. Magnetska

je os priklonjena za 11.5° prema osi rotacije. To jako magnetsko polje posljedica je debelog

sloja “metalnog” vodika i brze rotacije. Proteţe se nekoliko milijuna kilometara u smjeru

Sunca i čak oko 650 milijuna kilometara u suprotnom smjeru. Doseţe čak i do saturnove

putanje. Stvara jake struje visoko-energetskih čestica koje su 10 puta jače od onih u Van

Allenovim pojasima. Obuhvaća i putanje jupiterovih satelita. Najveća razlika izmeĎu zemljine

i jupiterove polarne svjetlosti je u izvoru njezina nastanka. Dok zemljina polarna svjetlost

nastaje interakcijom nabijenih čestica sunčevog vjetra i neutralnih čestica u visokim slojevima

atmosfere, jupiterovo jako magnetsko polje ne dopušta česticama sunčevog vjetra da dopru do

njega. Zbog toga se vjeruje da jupiterova polarna svjetlost nastaje uslijed vrtnje samog

Jupitera i kruţenja njegovog satelita Io. IzmeĎu Jupitera i satelita Io izmjerena je električna

struja jakosti 5 milijuna Ampera. Naelektrizirane čestice ubrzane do vrlo velikih brzina

udaraju u Io-vu površinu i izbijaju atome s površine. Izbijeni atomi čine veliki prstenasti oblak

električki nabijenih čestica oko Io-ve putanje (Torus). Aurore se javljaju zbog električnih

struja duţ silnica magnetskog polja izmeĎu rotirajućeg planeta i satelita koji kruţi oko njega.

Struje Io-a emitiraju i radio-valove, koji su otkriveni 1955. godine. Io ima i aktivni

vulkanizam i ionosferu te se smatra posebno snaţnim izvorom polarne svjetlosti. Jupiterova se

polarna svijetlost ne bi mogla vidjeti s površine samog planeta, ali se moţe slikati teleskopima

sa Zemlje ili svemira i svemirskih letjelica blizu Jupitera. Tako viĎena, jupiterova je polarna

svjetlost gotovo potpuno identična zemljinoj polarnoj svjetlosti (hr.wikipedia.org).

Saturnova je magnetosfera manja od jupiterove, no još uvijek puno veća od zemljine. Iako

ima jako magnetsko polje koje se proteţe do udaljenosti od oko 20 do 35 njegovih polumjera,

ono je ipak neusporedivo slabije od jupiterovog i to najviše zbog manje količine vodljivog

58

materijala (“metalni” vodik je mnogo dublje). Zbog toga je na rubovima planeta po jačini

otprilike jednako magnetskom polju na površini Zemlje. Os saturnovog magnetskog polja se

gotovo poklapa s osi rotacije planeta (kut je manji od 1°). Veličina saturnove magnetosfere

mijenja se s intenzitetom sunčevog vjetra. Na nju takoĎer utječe i rep jupiterove

magnetosfere. IzmeĎu posjeta Voyagera 1 (studeni, 1980. godine) i Voyagera 2 (kolovoz,

1981. godine), radio-emisije sa Saturna su utihnule. Iako nema izravnih dokaza, to bi mogla

biti posljedica ulaska Saturna u jupiterovu magnetosferu. No, na saturnovo magnetsko polje

utječe i njegov satelit Diona. Pozitivni ioni vodika i kisika (H+ i O+) nastali nakon razbijanja

molekula vode izbijenih s površine satelita Dione i Tetisa čine unutarnji torus koji se proteţe

do udaljenosti od 400 000 kilometara od središta Saturna. Na unutarnji torus se nastavlja

područje plazme koje se proteţe do udaljenosti od 1 000 000 kilometara. Kao i na Zemlji,

pojava saturnove polarne svjetlosti je posljedica meĎudjelovanja magnetosfere, atmosfere i

sunčevog vjetra (hr.wikipedia.org).

a) b)

Slika 50. Polarna svjetlost na a) Jupiteru (preuzeto sa www.arcadiastreet.com); b) Saturnu

(preuzeto sa www.webexhibits.org ).

59

Prije nekoliko godina polarna svjetlost je otkrivena i na Marsu. Iako se ranije vjerovalo kako

je to nemoguće. Za razliku od Zemlje i plinskih planeta divova, Mars nema jako magnetsko

polje. Ono što Mars ima su dijelovi kore koji su se nekako magnetizirali. Znanstvenici

smatraju da te magnetizirane regije privlače struje čestica koje onda stvaraju polarnu svjetlost.

Stvar je u tome što je marsova vrlo tanka atmosfera uronjena u kisik i molekularni dušik, koji

stvaraju vidljivu svjetlost i u zemaljskim aurorama (blogs.nationalgeographic.com i “Drvo

znanja” 89, 2005).

60

9. ZAKLJUČAK

Cilj ovog rada bio je pribliţiti njegovim čitateljima pojavu polarne svjetlosti. Osobnog sam

mišljenja, da ljudi u Hrvatskoj vrlo malo toga znaju o toj veličanstvenoj pojavi. Moţda iz

razloga što se vrlo rijetko moţe vidjeti iz naših krajeva. Iako pojavom neprestalno

oduševljava svoje promatrače, vrlo je vaţno poznavati i obje strane njezine pojave. Velike

geomagnetske oluje mogu naštetiti komunikacijama na Zemlji, njihovim poznavanjem

znanstvenici mogu predvidjeti ugroţenost naših tehnologija. Osim toga, polarna svjetlost

usprkos svojoj ljepoti, opterećuje ljudski organizam više od bile koje prirodne pojave. U

područjima gdje je ona svakodnevna pojava, nedovoljna količina sunčeve svjetlosti stvara

depresiju kod ljudi.

Smatram da su i učenici u školama vrlo slabo informirani o pojavi polarne svjetlosti, te da su

teme iz područja fizike atmosfere neopravdano zanemarene u nastavi fizike. I učeničke

predkoncepcije ovdje igraju svoju ulogu, učenici odvajaju školsku fiziku od prirode koja ih

okruţuje, smatarajući ih nespojivima. Teme iz područja fizike atmosfere, kao što je polarna

svjetlost, mogu se bez problema povezati s odgovarajućim nastavnim sadrţajima (kao što su

magnetizam, optika i sl.) te dati nastavi fizike odreĎenu dinamiku. Učenici bi bili informirani

o pojavama oko njih, a nekima bi se zasigurno produbio i interes za prirodne pojave.

Znanstvenici će i dalje otkrivati tajne, kako polarne svjetlosti tako i našeg Sunca, bez kojeg te

pojave ne bi ni bilo. Naime, prošle su godine po prvi put u istraţivanje polarne svjetlosti

istovremeno krenule dvije rakete opremljene ureĎajima za istraţivanje. Ne sumnjamo da će

nova otkrića omogućiti nove poglede na pojave. Poznavanje tzv. “svemirskog vremena” od

velike je vaţnosti, jer još uvijek nije dovoljno istraţeno kako ono zapravo djeluje na biljni i

ţivotinjski svijet, te čovjeka i tehnologiju. Od novijih vijesti vezanih uz pojavu polarne

svjetlosti, ne smijemo zanemariti onu o početku 24. sunčevog ciklusa i to 2011. ili 2012.

godine. Iako je Sunce već nekoliko godina u svom mimimumu, nedavno su na Suncu

otkrivene nove sunčeve pjege koje najavljuju sunčev maksimum, vrijeme pojačane sunčeve

aktivnosti. Zadnji se put iz Hrvatske polarna svjetlost mogla vidjeti upravo za vrijeme

pojačane sunčeve akivnosti. Statistička vjerojatnost za njezino opaţanje u našim krajevima je

1-2 u deset godina. Tako da je vrlo moguće da ju uskoro ponovno vidimo nad našim

krajevima. Prilika da se vidi polarna svjetlost, iskustvo je koje se zasigurno pamti čitavog

ţivota.

61

10. LITERATURA

1. Störmer C. The Polar Aurora. Oxford : Oxford at the Clarendon Press, 1st edition, 1955. Pp.

403.

2. Aurora : Polarna svjetlost // Drvo znanja. 2005 : 89 (IX.) ; 78 – 83.

2. Krauskopf K. B., Beiser A. The Physical Universe. New York : Published by McGraw-Hill,

11th edition, 2006. Pp. 706.

3. Lisac I. i Marki A. (1998) : The auroral events observed from Croatia and a part of

surrounding countries. Geofizika, 15, 53 – 68. (Original scientific paper)

4. Solarić M. i Solarić N. (2008) : Povijesni pregled širenja znanja o magnetizmu i njegovim

promjenama. Geod. List, 4, 211 – 233.

URL 1: The History of Auroras.

http://www.nasa.gov/mission_pages/themis/auroras/aurora_history.html

URL 2: Povijest meteorologije.

http://crometeo.net/site/index.php?module=pagemaster&PAGE_user_op=view_page&PAGE

_id=12&MMN_position=12:12

URL 3: What is space weather?

http://assets.cambridge.org/97805218/61496/excerpt/9780521861496_excerpt.pdf

URL 4: Polarna svjetlost. http://hr.wikipedia.org/wiki/Polarna_svjetlost

URL 5: T.O.Bergam. http://www.britannica.com/EBchecked/topic/61835/Torbern-Olof-

Bergman

URL 6: The Exploration of the Earth`s Magnetosphere.

http://www.iki.rssi.ru/mirrors/stern/Education/wmap.html

URL 7: Earth`s magnetic field. http://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_magnetic_field

URL 8: Aurora. http://www.aldebaran.cz/actions/2002_aurora/aurora.html

62

URL 9: GraĎa zemljine magnetosfere.

http://www.phobos.pcm.hr/svemir/ss/zemlja/2_magnetsko.htm

URL 10: Van Allen Belts.

http://www.nytimes.com/imagepages/2006/08/09/science/space/20060810_VANALLEN_GR

APHIC.html

URL 11: Zemlja. http://www.phobos.pcm.hr/svemir/ss/zemlja/3_polarna.htm (01.06.2004)

URL 12: Tromo Norway – Northern Lights – Aurora Borealis.

http://hubpages.com/u/1568090.jpg

URL 13: Aurora Borealis, Northern Manitoba, Canada.

http://www.ejphoto.com/photos_of_the_month_page.htm (prosinac, 2007)

URL 14: Spectacular Aurora captured in Antarctica.

http://www.nhm.ac.uk/about-us/news/2007/june/news_11859.html (15.06.2007)

URL 15: The Greenbelt: McNaught Down Under.

http://thegreenbelt.blogspot.com/2007/02/mcnaught.html (02.02.2007)

URL 16: Aurora Borealis dna Aurora Australis are Best Observed in Spring.

http://geology.com/nasa/aurora-borealis.shtml (2005 - 2009)

URL 17: Frequently Asked Questions about Aurora and Answers.

http://odin.gi.alaska.edu/FAQ/ (05.12.2009)

URL 18: Auroras. Paintings in the sky.

http://www.exploratorium.edu/learning_studio/auroras/selfguide1.html (19.06.2001)

URL 19: Astronomy Picture of the Day. http://apod.nasa.gov/apod/ap071203.html

(03.12.2007)

URL 20: Climate Research News. http://climateresearchnews.com/2009/01/big-solar-cycle-

24-now-predicted-to-be-smaller-than-cycle-23/ (21.12.2006)

URL 21: Solar Storm Warning.

http://science.nasa.gov/headlines/y2006/10mar_stormwarning.htm (03.10.2006)

URL 22: What`s up in Space? http://spaceweather.com/

63

URL 23: The Role of the Sun in 20th Century Climate Change.

http://www.brighton73.freeserve.co.uk/gw/solar/solar.htm (21.02.2005)

URL 24: The Sound of the Aurora. http://www.damninteresting.com/the-sound-of-the-aurora

(2009)

URL 25: Auroral Sounds. http://auroralsounds.tripod.com/ (2002)

URL 26: Zemljino magnetno polje. http://wapedia.mobi/hr/Zemljino_magnetsko_polje

(19.02.2009.)

URL 27: Earth`s Magnetic Poles.

http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Magnetosphere/earth_magnetic_poles.html

(22.08.2007)

URL 28: Sunčev vjetar. http://hr.wikipedia.org/wiki/Sun%C4%8Dev_vjetar (29.11.2009)

URL 29: Windows to the Universe. http://www.windows.ucar.edu/ (28.07.2009)

URL 30: What is the solar cycle?

http://starchild.gsfc.nasa.gov/docs/StarChild/questions/question17.html

URL 31: Sunce. http://www.phobos.pcm.hr/svemir/ss/sunce/2_gradja.htm (01.02.2004)

URL 32: Earth`s Inconstant Magnetic Field.

http://science.nasa.gov/headlines/Y2003/29dec_magneticfield.htm (29.12.2003)

URL 33: Magnetic Field. http://www.physics.sjsu.edu/becker/physics51/mag_field.htm

(2009)

URL 34: Zemlja. http://hr.wikipedia.org/wiki/Zemlja (14.02.2010)

URL 35: Magnetospheres. http://sspg1.bnsc.rl.ac.uk/SEG/

URL 36: The Winds of Heaven. http://technolog.it.umn.edu/technolog/novdec97/cover.html

(22.06.2007)

URL 37: The Northern Light. http://www.gonorway.com/norway/articles/776

URL 38: The Auroral Oval.

http://www.nasa.gov/mission_pages/themis/auroras/substorm_history.html (22.11.2007)

64

URL 39: Space Weather. http://helios.gsfc.nasa.gov/weather.html (04.02.2010)

URL 40: THEMIS Satellites Discover What Triggers Eruptions of the Northern Lights.

http://www.nasa.gov/mission_pages/themis/auroras/themis_power.html (24.07.2008)

URL 41: Magnetic Explosions in Space: Simulating Substorms and Solar Flares.

http://www.sdsc.edu/pub/envision/v17.2/explosions.html (2001)

URL 42: Sunce – svemirski fizikalni laboratorij.

http://eskola.hfd.hr/clanci/Sunce_svemirski_fizikalni_laboratorij_Bojan_Vrsnak.pdf (2005)

URL 43: Substorms. http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a010100/a010104/ (12.01.2007)

URL 44: Substorm. http://pluto.space.swri.edu/image/glossary/substorm.html (1996)

URL 45: Magnetic storms.

http://roma2.rm.ingv.it/en/themes/6/external_origin_time_variations/7/irregular_variations

URL 46: Secrets of Polar Aurora. http://www.phy6.org/Education/aurora.htm (11.08.202)

URL 47: Spin – Scan Auroral Imaging. http://www-pi.physics.uiowa.edu/sai/gallery/

(10.10.2003)

URL 48: Geomagnetic Storms.

http://astronomy.swin.edu.au/cms/astro/cosmos/G/Geomagnetic+Storms

URL 49: Layers in the ionosphere.

http://www.weather.nps.navy.mil/~psguest/EMEO_online/module3/module_3_2.html

(22.10.2003)

URL 50: Prirodni radio fenomeni. http://www.astro.hr/ucionica/radioastronomy/VLF/

(31.05.2007)

URL 51: Raketama u lov na polarno svjetlo.

http://www.zvjezdarnica.com/?akcija=dnm&id=618 (04.02.2009)

URL 52: Typical auroral forms and structures. http://www.britastro.org/aurora/theaurora.htm

URL 53: Aurora Morphology. http://latitude64photos.com/types/types.html

65

URL 54: The Best Examples of Homogeneous Bands Formations.

http://latitude64photos.com/types/structure/homo_bands/band.html (2009)

URL 55: „Ring of fire“. http://skychasers.net/ (04.10.2000)

URL 56: The OASI Aurora Page. http://www.ast.cam.ac.uk/~ipswich/ (06.04.2000)

URL 57: Space Weather Update.

http://www.utahskies.org/report/20010928/20010928weekly.html (2001)

URL 58: Auroral forms. http://www.gi.alaska.edu/asahi/aurforms.htm (2003)

URL 59: The Best Examples of Rayed Bands Formations.

http://latitude64photos.com/types/structure/rayed_bands/rayed_bands.html

URL 60: Space News. http://shastatrails.com/astronomy.htm (23.10.2003)

URL 61: Aurora Borealis. http://www.aurora-inn.mb.ca/borealis.html (1997)

URL 62: Colors of the Aurora. http://www.webexhibits.org/causesofcolor/4D.html

URL 63: Neon Open Sign. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Neon_Open_Sign.jpg

(30.04.2005)

URL 64: Uključite uličnu rasvjetu svojim mobitelom.

http://www.dobrevijesti.info/tehnologija-i-znanost/1406-ukljuite-ulinu-rasvjetu-svojim-

mobitelom (28.01.2009)

URL 65: 47 Awesome Auroras to Delight Your Senses. http://webecoist.com/2009/07/29/47-

awesome-auroras-to-delight-your-senses/

URL 66: Photography. http://photography.nationalgeographic.com/photography

URL 67: Northern Lights. http://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/0304/02-nort-nf.html

(2008)

URL 68: Aurora Photos. http://www.ontarioweather.com/specials/northern/northernlights.asp

(18.11.2001)

URL 69: Causal astronomy.

http://www.wunderground.com/blog/LowerCal/comment.html?entrynum=27

66

URL 70: Greenland. http://www.nationsonline.org/oneworld/greenland.htm (1998 – 2010)

URL 71: Northern Lights (Aurora Borealis).

http://www.greenstone.ca/DiscoverGreenstone/Attractions/NorthernLightsAuroraBorealis.ax

URL 72: Aurora in Alaska.

http://www.wunderground.com/blog/HPH/comment.html?entrynum=0&tstamp

URL 73: Aurora night. http://vi.sualize.us/tag/aurora/?sort=title_asc

URL 74: The Vast Lightshows of the Aurora.

http://www.environmentalgraffiti.com/featured/vast-lightshows-aurora/18828 (05.01.2010)

URL 75: Aurora – The magnificent northern lights. http://www.the-

eggs.org/articles.php?id=45 (22.12.2009)

URL 76: Polarna svjetlost viĎena iz područja Hrvatske.

http://eskola.hfd.hr/polarna_svjetlost/polarna_svjetlost.htm (25.05.2000)

URL 77: Polarna svjetlost iznad Virovitice. http://www.zvjezdarnica.com/?akcija=dnm&id=8

(05.02.2006)

URL 78: Polarna svjetlost viĎena u Hrvatskoj.

http://eskola.hfd.hr/polarna_svjetlost/polarna_svjetlost_2003.html (21.11.2003.)

URL 79: Jupiter (planet). http://hr.wikipedia.org/wiki/Jupiter_%28planet%29 (30.12.2009)

URL 80: Saturn (planet). http://hr.wikipedia.org/wiki/Saturn_%28planet%29 (11.02.2010)

URL 81: Jupiter. http://www.arcadiastreet.com/cgvistas/ab_menu_jupiter.htm

URL 82: Do other planets have auroras? http://www.webexhibits.org/causesofcolor/4B.html

URL 83: Invisible” Auroras Mapped on Mars.

http://blogs.nationalgeographic.com/blogs/admin/mt-search.cgi?tag=magnetic&blog_id=60

(21.11.2008)

67

11. ŢIVOTOPIS

RoĎena sam 26. svibnja 1985. godine u Osijeku i ţivim s roditeljima u obiteljskoj kući u

Čepinu.

U lipnju 2000. godine završavam OŠ “Vladimir Nazor” u Čepinu i krećem u Prirodoslovno-

matematičku gimnaziju u Osijeku. Po završetku srednje škole, 2004. godine, upisujem

preddiplomski studij Fizike i tehničke kulture s informatikom na Odjelu za fiziku u Osijeku.

U listopadu 2008. godine upisujem apsolventski staţ na istom fakultetu.

Od stranih jezika sluţim se engleskim i njemačkim, u pismu i u govoru, te imam vozačku

dozvolu B kategorije.

Dodatna školovanja:

U vremenu od 24. rujna 2002. do 01. veljače 2003. pohaĎala sam 3. stupanj njemačkog jezika

u školi stranih jezika “Lanico”, u trajanju od 70 sati.