Το σέλας είναι είναι ένα
εντυπωσιακό φωτεινό ουράνιο φαινόμενο που παρατηρείται στα ανώτερα στρώματα της
ατμόσφαιρας και είναι ορατό στους πόλους, για αυτό και ονομάζεται επίσης Πολικό
Σέλας.
Όταν το φαινόμενο
συμβαίνει στο Βόρειο πόλο αποκαλείται "Βόρειο σέλας", ενώ αντίστοιχα
όταν παρατηρείται στο Νότιο πόλο, "Νότιο σέλας".
Το άκρως εντυπωσιακό αυτό
φαινόμενο είναι ένα από τα ωραιότερα φυσικά φαινόμενα, καθώς είναι πλούσιο σε
φανταχτερα χρώματα και περίτεχνα σχέδια.
Στην αρχαιότητα...
Η εμφάνιση του Σέλαος, αν και πολύ σπάνια για
παραμεσόγειες χώρες, κίνησε το ενδιαφέρον των ανθρώπων από την αρχαιότητα και
ήταν γνωστό στους αρχαίους Έλληνες. Πρώτος επιστημονικά παρατηρητής του
φαινομένου φέρεται ο Αριστοτέλης που όπως αναφέρει στα Μετεωρολογικά του
(Α',5):
που σημαίνει ότι πρέπει να
είχε παρατηρήσει έντονα το φαινόμενο του Σέλαος κατά τη διάρκεια αίθριας
νύκτας. Η φωτοβολία της ατμόσφαιρας, πάντα κατά τον Αριστοτέλη, δεν είναι
ομοιογενής αλλά τα φάσματα του φαινομένου αυτού παρουσιάζουν χάσματα. Και είναι
εκείνα που παρουσιάζουν ακριβώς το Σέλας ως κυματίζουσες «ουράνιες κουρτίνες» ή
«ουράνιες μπαλαρίνες», όπως χαρακτηρίζεται το φαινόμενο από τους σύγχρονους
παρατηρητές.
Πως δημιουργείται όμως το εντυπωσιακό αυτό
φυσικό φανόμενο;
Οι επιστήμονες γνώριζαν από παλιά ότι το
βόρειο σέλας δημιουργείται από την αλληλεπίδραση φορτισμένων σωματιδίων που
ξέφευγαν από τον Ηλιο με το μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο στη συνέχεια
λαμβάνει τη μορφή στροβίλου λόγω των ηλιακών ανέμων.
«Εμφανίζονται κάθε τρεις με τέσσερις ώρες»
εξηγεί ο δρ Βασίλης Αγγελόπουλος, καθηγητής επιστημών Γης και Διαστήματος στο
πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας και βασικός ερευνητής της αποστολής «Themis». «Το
περιβάλλον συγκεντρώνει ενέργεια και ξαφνικά την απελευθερώνει» τόνισε ο δρ
Αγγελόπουλος.
Για να διαπιστωθεί τι δημιουργεί το σέλας
εκτοξεύτηκαν πέντε πανομοιότυποι δορυφόροι, μεγέθους πλυντηρίου, για να
μετρήσουν το μαγνητικό και ηλεκτρικό πεδίο, καθώς και τα σωματίδια που
διέρχονταν από διαφορετικές τοποθεσίες γύρω από τη Γη. Αρχικά καταγράφηκε ρήξη
των δυναμικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου και μετά εμφανίστηκε το σέλας. Η
διακοπή της ροής των φορτισμένων σωματιδίων καταγράφηκε μετά την εμφάνιση των
γοητευτικών φώτων. Άρα, η διακοπή της συνέχειας του μαγνητικού πεδίου ευθύνεται
για τα καταπληκτικά φώτα.
Δείτε το εκπαιδευτικό
βίντεο του Πανεπιστημίου του Όσλο με ελληνικούς υπότιτλους που εξηγεί τι έιναι
το σέλας και πως δημιουργείται:
Σύγχρονη θεωρία
Με την εξέλιξη όμως των επιστημών και των μέσων έρευνας η δεσπόζουσα θεωρία που αποδείχθηκε και πειραματικά είναι ότι γενεσιουργός αιτία καθίσταται ο βομβαρδισμός των υψηλών ατμοσφαιρικών στρωμάτων από ηλεκτρόνια που προέρχονται από τη συνεχή ροή φορτισμένων σωματίων από τον Ήλιο, που ονομάζεται ηλιακός άνεμος. Η πλειονότητα των φορτισμένων αυτών σωματίων, που είναι κυρίως πυρήνες υδρογόνου και ηλεκτρόνια, εκτρέπονται από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Ωστόσο σημαντικό μέρος τους εισχωρεί στη γήινη μαγνητόσφαιρα, όπου επιταχύνεται σε μεγάλες ενέργειες από ηλεκτρομαγνητικά πεδία κατά τη διάρκεια μαγνητικών καταιγίδων. Ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας και μικρής γωνίας κλίσης ως προς τις μαγνητικές γραμμές φτάνουν μέχρι την ανώτερη ατμόσφαιρα, όπου διεγείρουν άτομα οξυγόνου και αζώτου. Η διέγερση επιτελείται με την μετατόπιση των ηλεκτρονίων αυτών των ατόμων σε ανώτερες ενεργειακές στοιβάδες, όπου όμως δεν μπορούν να παραμείνουν για πολύ. Με την επάνοδο στην αρχική τους κατάσταση εκπέμπουν την περίσσεια ενέργειας με τη μορφή φωτός. Το χρώμα του φωτός εξαρτάται από το είδος του ατόμου που διεγείρεται και από την ενεργειακή διαφορά των στοιβάδων διέγερσης και ηρεμίας των ηλεκτρονίων του ατόμου.
Σύγχρονα πειράματα και παρατηρήσεις
Στα σύγχρονα πειράματα εκτός εκείνο του καθηγητή Storner του Πανεπιστημίου του Όσλο που κατασκεύασε ειδική συσκευή για την απόδειξη της επικρατέστερης θεωρίας, το 1958 τότε που ακόμα δεν είχαν απαγορευθεί οι πυρηνικές δοκιμές, σχεδιάστηκε ένα πείραμα ακριβώς με χρήση τριών πυρηνικών εκρήξεων. Συγκεκριμένα το έτος εκείνο εκτοξεύθηκαν σε ύψος 500 χλμ. τρεις μικρές ατομικές βόμβες στο Νότιο Ατλαντικό ωκεανό στα γεωγραφικά πλάτη (νότια) 38° και 50°. Αμέσως μετά τις εκρήξεις και σε χρόνο μόλις ενός πρώτου λεπτού της ώρας εμφανίσθηκε στο βόρειο ημισφαίριο, σε προκαθορισμένα γεωγραφικά πλάτη, άλλο Σέλας, που σήμαινε πως τα ηλεκτρόνια της έκρηξης, μετά από ένα ταχύτατο ταξίδι σε ύψος 4000 χλμ πάνω από την επιφάνεια της Γης, ξαναγύρισαν και δημιούργησαν τεχνητό Σέλας σε απόσταση πολλών χιλιάδων χιλιομέτρων από το σημείο της έκρηξης. Μάλιστα δε υπολογίσθηκε πως για αρκετές ώρες τα «τεχνητά» αυτά ηλεκτρόνια ταξίδευαν μέσα στο μαγνητικό πεδίο της Γης από τον Βόρειο στο Νότιο Πόλο και από τον Νότιο στον Βόρειο εκατομμύρια φορές. Το πείραμα αυτό εξ όσων έχουν δημοσιευθεί έχει επαναληφθεί με θεαματικότερα αποτελέσματα το 1962.
