แสงเหนือและแสงใต้เกิดขึ้นได้อย่างไร

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

ท้องฟ้ายามค่ำคืนเหนือพื้นที่หนาวเย็นบางแห่งอาจมีแสงสีเขียวพาดยาว คล้ายม่านที่ค่อย ๆ พลิ้วไหว บางคืนก็เห็นเป็นสีแดงหรือชมพู จนชวนสงสัยว่าแสงเหล่านี้มาจากไหน และทำไมจึงมักเห็นใกล้ขั้วโลก

ปรากฏการณ์นี้เรียกรวมกันว่า ออโรรา ถ้าเกิดทางซีกโลกเหนือเรียกว่าแสงเหนือ หรือ Aurora Borealis ส่วนทางซีกโลกใต้เรียกว่าแสงใต้ หรือ Aurora Australis ทั้งสองเป็นปรากฏการณ์ชนิดเดียวกัน แต่เกิดคนละซีกโลก

จุดเริ่มต้นเกี่ยวข้องกับ ลมสุริยะและสนามแม่เหล็กโลก เมื่อลมสุริยะส่งพลังงานเข้าสู่บริเวณสนามแม่เหล็กรอบโลก อนุภาคที่มีประจุบางส่วนจะได้รับพลังงานและเคลื่อนตามสนามแม่เหล็กลงสู่บรรยากาศชั้นบน เมื่อชนกับก๊าซในอากาศ ก๊าซจึงปล่อยแสงออกมาให้เราเห็น

จากดวงอาทิตย์มาถึงท้องฟ้าโลก

ดวงอาทิตย์ปล่อยกระแสอนุภาคมีประจุและสนามแม่เหล็กออกสู่อวกาศอยู่ตลอด กระแสนี้เรียกว่า “ลมสุริยะ” เมื่อเดินทางมาถึงโลก ลมสุริยะจะปะทะและรบกวนบริเวณที่สนามแม่เหล็กโลกแผ่อิทธิพลอยู่ ซึ่งเรียกว่าแมกนีโตสเฟียร์

ปฏิสัมพันธ์นี้สามารถถ่ายเทพลังงานเข้าสู่บริเวณรอบโลกและเร่งอนุภาค โดยเฉพาะอิเล็กตรอน ให้เคลื่อนตามแนวสนามแม่เหล็กลงมายังบริเวณใกล้ขั้วแม่เหล็ก จากนั้นอนุภาคเหล่านี้ชนกับอะตอมและโมเลกุลในบรรยากาศชั้นบน กระตุ้นให้ก๊าซรับพลังงาน ก่อนปล่อยพลังงานบางส่วนออกมาเป็นแสง

ดังนั้น แสงที่เห็นไม่ได้เป็นแสงจากดวงอาทิตย์ที่ส่องลงมาโดยตรง แต่เป็นแสงที่ก๊าซในบรรยากาศโลกปล่อยออกมาหลังได้รับพลังงาน ส่วนลมสุริยะมีบทบาทสำคัญในการส่งพลังงานเข้าสู่ระบบนี้

ทำไมออโรราจึงมีหลายสี

สีขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซ พลังงานที่ได้รับ และบริเวณความสูงที่เกิดการชน ออกซิเจนสามารถให้แสงสีเขียวหรือสีแดง ส่วนไนโตรเจนสามารถให้แสงสีชมพูและสีน้ำเงินได้ ภาพออโรราจึงอาจมีหลายสีอยู่บนท้องฟ้าพร้อมกัน

แสงสีเขียวพบได้บ่อย โดยออโรราทั่วไปมักส่องแสงที่ระดับความสูงประมาณ 100–250 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก แต่ปรากฏการณ์นี้เกิดได้ครอบคลุมช่วงความสูงกว้างกว่านั้น สีที่ตามองเห็นอาจจางกว่าสีในภาพถ่าย เพราะกล้องสามารถเก็บแสงในที่มืดได้นานกว่าการมองด้วยตา

ทำไมจึงเห็นใกล้ขั้วโลกบ่อย

สนามแม่เหล็กโลกนำอนุภาคลงสู่บรรยากาศเป็นบริเวณคล้ายวงรีรอบขั้วแม่เหล็กทั้งสอง จึงมีโอกาสเห็นออโรราได้บ่อยในพื้นที่ละติจูดสูง เช่น ทางตอนเหนือของนอร์เวย์ ไอซ์แลนด์ และบริเวณใกล้แอนตาร์กติกา

เมื่อเกิดการรบกวนสนามแม่เหล็กโลกอย่างรุนแรง วงแสงอาจขยายออกไปทางเส้นศูนย์สูตร ทำให้พื้นที่ที่ปกติไม่ค่อยเห็นมีโอกาสพบออโรราได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม การมองเห็นจากพื้นดินยังต้องอาศัยท้องฟ้ามืด ฟ้าโปร่ง และตำแหน่งที่เหมาะสม

แม้แสงเหนือกับแสงใต้จะอยู่คนละด้านของโลก แต่ทั้งคู่เล่าเรื่องเดียวกัน คือโลกของเราเชื่อมโยงกับดวงอาทิตย์ผ่านกระแสอนุภาคและสนามแม่เหล็กอยู่เสมอ ในบางคืน ความสัมพันธ์ที่มองไม่เห็นนั้นก็ปรากฏเป็นม่านแสงให้เราได้ชมบนท้องฟ้า