Γιατί ήταν πολύχρωμο το σέλας που κάλυψε το βόρειο ημισφαίριο;

Την προηγούμενη εβδομάδα γίναμε μάρτυρες της μεγαλύτερης ηλιακής έκλαμψης που έχουμε δει εδώ και χρόνια. Όταν τα φορτισμένα σωματίδια έφτασαν στη Γη το Σαββατοκύριακο, το σέλας έγινε ορατό όχι μόνο στο βόρειο πόλο αλλά και στην πλειοψηφία των χωρών στο βόρειο ημισφαίριο.

Αυτό που ξένισε πολλούς, ήταν πως το σέλας δεν εμφανίστηκε στο συνηθισμένο πράσινο χρώμα του, αλλά είχε πολλά διαφορετικά χρώματα. Πού οφείλεται λοιπόν αυτό;

Η ατμόσφαιρά μας αποτελείται από 78.08% άζωτο, 20.95% οξυγόνο και 0.93% αργό, ενώ υπάρχουν και ίχνη από άλλα αέρια σε ποσοστό 0.04%. Το σέλας αποτελείται από φορτισμένα υπο-ατομικά σωματίδια, κυρίως ηλεκτρόνια. Όταν τα υψηλής ταχύτητας ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα μόρια οξυγόνου, τα χωρίζουν σε ξεχωριστά άτομα, τα οποία βρίσκονται σε μία διεγερμένη κατάσταση. Βρίσκονται δηλαδή σε μία ασταθή κατάσταση και μπορούν να επανέλθουν στη φυσιολογική τους, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή φωτός.

Στοιχεία από διαφορετικά άτομα παράγουν διαφορετικά χρώματα φωτός όταν είναι διεγερμένα. Το πράσινο φως το οποίο είναι το πιο συνηθισμένο στο σέλας, εκπέμπεται από τα άτομα οξυγόνου τα οποία μεταβαίνουν από την κατάσταση ¹S στην ¹D. Ωστόσο είναι ακόμα διεγερμένα και περνούν από  το ¹D στο ³P, εκπέμποντας κόκκινο φως. Επειδή ο χρόνος εκπομπής εξαρτάται από το υψόμετρο και την αντίστοιχη πυκνότητα των αερίων σε αυτό, το κόκκινο φως εκπέμπεται σε μεγαλύτερα υψόμετρα, όπου οι συγκρούσεις με άλλα άτομα είναι σπάνιες. Επιπλέον, το κόκκινο φως εμφανίζεται μόνο σε έντονα σέλας, όπως αυτό που είχαμε πρόσφατα.

Γιατί όμως είδαμε και άλλα χρώματα; Τα υπόλοιπα αέρια εκπέμπουν διαφορετικά χρώματα. Τα ιονισμένα μόρια αζώτου εκπέμπουν μπλε και κόκκινο φως, παράγοντας μία μωβ απόχρωση σε χαμηλότερα υψόμετρα και αν το σέλας είναι αρκετά ισχυρό, είναι ορατά και με γυμνό μάτι. Αποτυπώνονται καλύτερα όμως στις κάμερες με μακρά έκθεση.