แสงเหนือคืออะไร ทำไมท้องฟ้ากลางคืนถึงกลายเป็นม่านสีเรืองแสง

ภาพแสงสีเขียว ม่วง ชมพู ที่พริ้วไหวเหมือนม่านบนท้องฟ้า ไม่ได้เกิดจากเวทมนตร์ แต่เป็นผลของพลังงานจากดวงอาทิตย์ที่เดินทางมาถึงโลก แล้วเจอกับสนามแม่เหล็กและชั้นบรรยากาศของเรา

ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า ออโรรา ถ้าเกิดใกล้ขั้วโลกเหนือ มักถูกเรียกว่า แสงเหนือ หรือ Aurora Borealis ส่วนปรากฏการณ์แบบเดียวกันที่เกิดใกล้ขั้วโลกใต้ เรียกว่า แสงใต้ หรือ Aurora Australis

พูดง่าย ๆ คือ แสงเหนือเป็นเหมือน “ร่องรอยของดวงอาทิตย์” ที่มองเห็นได้บนท้องฟ้ากลางคืน

สรุปเร็วแบบจำง่าย

• จุดเริ่มต้นอยู่ที่ดวงอาทิตย์
• ดวงอาทิตย์ปล่อยอนุภาคมีประจุออกสู่อวกาศอยู่ตลอด
• อนุภาคเหล่านี้เดินทางมากับลมสุริยะ
• สนามแม่เหล็กโลกช่วยกันอนุภาคส่วนใหญ่ไว้
• บางส่วนไหลเข้าสู่ชั้นบรรยากาศใกล้ขั้วโลก
• เมื่อชนกับก๊าซในอากาศ จึงเกิดเป็นแสงสีต่าง ๆ

แสงเหนือเกิดขึ้นได้อย่างไร

ดวงอาทิตย์ไม่ได้ปล่อยแค่แสงและความร้อนมายังโลก แต่ยังปล่อยอนุภาคมีประจุไฟฟ้าออกสู่อวกาศด้วย กระแสอนุภาคเหล่านี้เรียกว่า ลมสุริยะ

เมื่ออนุภาคจากดวงอาทิตย์เดินทางมาถึงโลก สิ่งแรกที่เจอคือ สนามแม่เหล็กโลก ซึ่งทำหน้าที่เหมือนเกราะป้องกันขนาดใหญ่ คอยเบี่ยงอนุภาคส่วนใหญ่ไม่ให้พุ่งเข้าสู่โลกโดยตรง

แต่บริเวณใกล้ขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้เป็นจุดที่เส้นสนามแม่เหล็กเปิดทางให้อนุภาคบางส่วนไหลลงสู่ชั้นบรรยากาศได้ง่ายกว่า พออนุภาคพลังงานสูงเหล่านี้ชนกับก๊าซในอากาศ เช่น ออกซิเจนและไนโตรเจน อะตอมของก๊าซจะรับพลังงานเข้าไปชั่วคราว

เมื่ออะตอมปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมา พลังงานนั้นกลายเป็นแสงที่ตาเรามองเห็น จึงเกิดเป็นม่านแสงบนท้องฟ้า

ทำไมแสงเหนือมีหลายสี

สีของแสงเหนือไม่ได้สุ่มขึ้นมาเอง แต่เกี่ยวข้องกับก๊าซที่ถูกชนและระดับความสูงที่เกิดปฏิกิริยา

ถ้าจำแบบง่าย ๆ:

• สีเขียว มักเกี่ยวข้องกับออกซิเจน และเป็นสีที่พบได้บ่อยที่สุด
• สีแดง มักเกี่ยวข้องกับออกซิเจนในระดับสูงกว่า และมักเห็นในบางช่วงที่กิจกรรมรุนแรงขึ้น
• สีน้ำเงินหรือม่วง มักเกี่ยวข้องกับไนโตรเจน
• สีชมพู อาจเกิดจากการผสมของแสงหลายช่วง โดยมีไนโตรเจนเข้ามาเกี่ยวข้อง

นี่คือเหตุผลที่ภาพแสงเหนือแต่ละครั้งไม่เหมือนกัน บางคืนดูเป็นสีเขียวอ่อนเต็มฟ้า บางคืนมีขอบม่วง บางคืนออกแดงเรื่อ ๆ หรือชมพูจาง ๆ แล้วแต่สภาพของอนุภาคและชั้นบรรยากาศในช่วงนั้น

ทำไมแสงเหนือดูเหมือนกำลังเต้น

รูปร่างของแสงเหนือเปลี่ยนได้ตลอดเวลา บางครั้งเป็นริ้วเหมือนผ้าม่าน บางครั้งเป็นคลื่น บางครั้งเป็นเส้นยาวที่เหมือนกำลังไหลไปบนท้องฟ้า

ภาพที่เห็นเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคตามเส้นสนามแม่เหล็กโลก เมื่อปริมาณอนุภาคจากดวงอาทิตย์เปลี่ยน หรือสนามแม่เหล็กโลกถูกรบกวนมากขึ้น แสงที่เห็นก็อาจสว่างขึ้น เคลื่อนไหวชัดขึ้น หรือแผ่กว้างกว่าปกติ

ช่วงที่ดวงอาทิตย์มีกิจกรรมสูง เช่น เกิดการปลดปล่อยมวลสารจากชั้นโคโรนา อนุภาคที่เดินทางมายังโลกอาจมากขึ้น ทำให้แสงเหนือสว่างกว่าเดิม และบางครั้งมองเห็นได้ในพื้นที่ที่อยู่ไกลจากขั้วโลกมากกว่าปกติ

แสงเหนือไม่ได้มีแค่ที่ขั้วโลกเหนือ

ชื่อ “แสงเหนือ” ทำให้หลายคนคิดว่าปรากฏการณ์นี้เกิดเฉพาะซีกโลกเหนือ แต่จริง ๆ แล้วโลกมีทั้งแสงเหนือและแสงใต้

แสงใต้เกิดจากหลักการเดียวกัน เพียงแต่เกิดบริเวณใกล้ขั้วโลกใต้ จึงมีคนเห็นน้อยกว่า เพราะพื้นที่รอบขั้วโลกใต้เข้าถึงยากกว่าประเทศยอดนิยมสำหรับดูแสงเหนือ เช่น นอร์เวย์ ฟินแลนด์ ไอซ์แลนด์ แคนาดา หรืออะแลสกา

สิ่งที่หลายคนอาจเข้าใจผิด

แสงเหนือไม่ใช่เมฆเรืองแสง และไม่ใช่แสงสะท้อนจากน้ำแข็ง แต่เป็นแสงที่เกิดจากอะตอมและโมเลกุลในชั้นบรรยากาศปล่อยพลังงานออกมา

อีกเรื่องที่ทำให้สับสนคือ สีในภาพถ่าย บางครั้งกล้องอาจเก็บแสงได้ไวและชัดกว่าสายตามนุษย์ ภาพที่เห็นในรูปจึงอาจสดกว่าของจริง โดยเฉพาะในคืนที่แสงเหนือค่อนข้างจาง

ถ้าอยากจำให้สั้นที่สุด แสงเหนือคือผลจาก 3 สิ่งที่มาเจอกันพอดี:
ดวงอาทิตย์ส่งอนุภาคออกมา สนามแม่เหล็กโลกพาอนุภาคไปใกล้ขั้วโลก และชั้นบรรยากาศเปลี่ยนพลังงานนั้นให้กลายเป็นแสง

ความสวยของแสงเหนือจึงไม่ใช่แค่ภาพโรแมนติกบนท้องฟ้า แต่เป็นหลักฐานที่มองเห็นได้ว่า โลกของเรายังเชื่อมโยงกับดวงอาทิตย์อยู่ตลอดเวลา แม้ดวงอาทิตย์จะอยู่ห่างออกไปไกลกว่า 150 ล้านกิโลเมตรก็ตาม