우주19. 오로라

오로라 발생

 

대부분의 오로라는 "오로라 지역"으로 알려진 대역에서 발생하며, 일반적으로 위도는 3°에서 6°, 지자기극(또는 경도)에서는 10°에서 20° 사이이며, 어두운 하늘을 배경으로 밤에 가장 선명하게 볼 수 있다. 현재 오로라를 표시하고 있는 지역은 "오로라 타원형"이라고 불리며, 태양풍에 의해 지구의 밤을 향해 이동했다. 북위도에서 그 효과는 오로라 또는 오로라로 알려져 있다. 이전 용어는 1619년 갈릴레오에 의해 만들어졌으며, 새벽의 로마 여신과 북풍의 그리스어 이름에서 유래되었다. 남부 대조, 오로라 오스트랄리스 또는 남부 조도는 오로라와 거의 동일한 특성을 가지며, 오로라 영역의 변화에 따라 동시에 변화한다. 오로라는 자정이 되기 때문에 이때 가장 잘 보인다. 오로라 타원형에서 발견되는 오로라는 바로 머리 위에 있을 수 있지만, 멀리서 보면 초록빛이 도는 극지방의 평평한 불빛이거나 때로는 옅은 붉은빛이 태양의 독특한 방향으로 떠오른다. 오로라는 또한 분산 패치 또는 호에서 발생하며, 오로라 영역을 시각적으로 하위 양극화시킨다.

오로라 지역 아래 위도에서 볼 수 있습니다. 큰 지자기 폭풍은 2011년 태양 흑점 주기의 피크 도중 또는 피크 후 3년 도중 일반적입니다. 해당 속도 벡터, 평행 및 수직, 각각 국소 지자기장 벡터 B에 의해 결정되는 각도에서 필드 라인에 대한 전자 나선형(gyrates). 이 각도를 파티클의 「피치 각도」라고 합니다. 필드 라인에서 전자의 거리 또는 반경을 Larmor 반지름이라고 합니다. 전자가 대기에 더 가까운 더 큰 필드 강도의 영역으로 이동함에 따라 피치 각도가 증가합니다. 따라서 일부 입자가 반품되거나 거울이 가능하며, 각도가 90°가 되면 대기로 진입하기 전에 밀도 높은 분자와 충돌할 수 있다. 미러 이외의 입자는 대기를 입력해, 여러 가지 고도로 오로라 디스플레이에 공헌합니다. 다른 유형의 오로라는 우주에서 관찰되었습니다, 예를 들어 "극성 모자를 가로질러 태양에 스트레칭", 관련된 "테이터 오로라" 정오 가까이의 "데이 사이드 아크". 이들은 상대적으로 드물게 올바르게 이해할 수 없습니다. 깜빡이는 오로라, "검은 오로라"와 하위 시각적인 붉은 호와 같은 다른 흥미로운 효과가 발생합니다. 오로라가 지구 자기장에 의해 형성되는 것과 일치합니다. 호, 광선, 커튼 및 코로나의 모양은 대기의 빛나는 부분과 뷰어의 위치에 따라 결정됩니다.

오로라의 빛의 색깔에 대해서 알아보겠습니다.

빨간색 : 가장 높은 고도에서 흥분한 원자 산소는 630nm (빨간색)에서 방출됩니다. 원자의 낮은 농도와 이 파장에서 눈이 낮은 감도의 이 색을 더 강렬한 태양활동에서만 볼 수 있습니다. 산소 원자의 낮은 수와 점차 감소 농도는 「커튼」 상부 부분의 희미한 외관에 대한 책임이 있습니다. 주홍색, 진홍색, 카민은 오로라 때문에 가장 많이 볼 수 있는 빨강입니다.

녹색:저고도로, 보다 자주 충돌은 630nm(빨강) 모드를 억제:오히려 557.7nm 방출(녹색)이 지배. 원자 산소의 상당히 높은 농도와 녹색에 높은 눈을 감을 때 녹색 오로라가 가장 일반적입니다.

청색 : 아직 낮은 고도에서 원자 산소는 드물지 않으며, 분자 질소 및 이온화 분자 질소는 가시광선 방출을 생성하며, 스펙트럼의 적색 및 청색 부분에서 많은 파장에서 방사되며, 428 nm(청색)이 지배적입니다. 일반적으로 "커튼"의 하연부에 있는 파란색과 보라색 방출은 최고 수준의 태양 활동에 표시됩니다.

자외선: 오로라에서 자외선이 필요한 기기와 함께 관찰되고 있습니다. 자외선 오로라는 화성, 목성이나 토성에서도 볼 수 있습니다.

적외선: 적외선, 광학창 내에 있는 파장의 적외선은 많은 오로라의 일부입니다.

 

오로라는 시간이 지남에 따라 변합니다. 밤이 되면 코로나 쪽으로 빛이 나 진보하는 것으로 시작되지만, 그들은 그들에게 도달하지 못할지도 모릅니다. 그들은 역순으로 퇴색하는 경향이 있습니다. 짧은 시간에 비늘에서 오로라는 외모나 강도를 변경할 수 있어 때로는 알아채기 힘들고, 다른 시간에는 두 번째 크기까지 빠르게 내려갈 수 있습니다. 

 

원인과 역사

 

오로라가생기는원인

지구 자기권 너머로 흐르는 정지된 태양풍은 끊임없이 상호작용하며 반대 반구에서는 닫힌다는 반대로 열린 지자기 장선에 태양풍 입자를 직접 주입해 활 충격을 통해 확산을 제공할 수 있다. 또한 이미 방사선 벨트에 갇혀 있는 입자가 대기에 침전될 수 있습니다. 입자가 방사선 벨트로 대기에 손실되면 조용한 조건에서 새로운 입자는 천천히 교환되고 손실 콘이 고갈됩니다. 그러나 자력에서의 입자 궤적은 입자가 적도 근처의 아주 약한 자장을 교차할 때 끊임없이 재구성되는 것처럼 보입니다. 전자 유출은 꼬리를 양전하에 남기지 않고, 대기로 손실된 전자들은 이온구에서 위쪽으로 그려진 저 에너지 전자로 대체되기 때문이다. '차가운' 전자에 의한 '뜨거운' 전자의 이러한 교체는 열역학 2법칙에 완전히 부합합니다. 태양풍이 강화되면 자신이 불편해하며 자신의 꼬리("자기 폭풍")가 왜곡됩니다. 이 폭풍우는 행성 간 자기장이 남쪽 구성요소를 갖고 있는 동안 장기간 주문(시간) 후에 발생하는 경향이 있다. 이것은 필드 라인과 지구 사물 간의 상호 접속의 보다 높은 비율로 이끌어 줍니다. 그 결과 태양 바람은 자기장 선의 튜브(자기장 선의 튜브, 상주 플라스마와 함께"록")를 지구의 낮 측에서 자력 꼬리에 이동해 태양풍의 흐름에 나타내 장애물을 펴놓고 양측에 꼬리를 수축시킵니다. 오로라의 강한 폭발을 공급받아 지구를 향해 압착된다. 상호작용에 의한 지자기 폭풍은 지구 주변에 갇힌 플라스마 위에 더 많은 입자를 추가해 '링 전류'를 향상합니다. 때때로 지구 자기장의 그 결과 수정은 오로라 영역의 것보다 적도에 훨씬 가까운 필드 라인에 중간 위도에서 볼 수 있는 오로라를 생성할 수 있도록 강하게 만들 수 있습니다. 오로라 충전 입자의 가속은 오로라를 일으키는 자기 강변 장애를 변함없이 수반합니다. 자기장 또는 파장 상호작용에 의해 강한 전장에서 주로 발생할 것으로 생각되는 이 메커니즘은 유도자기장 방향으로 입자의 속도를 높입니다. 따라서 피치 각도가 감소해 대기에 침전될 확률이 높아진다. 더 큰 지자기 장애가 발생했을 때 생성된 전자기와 정전기 파는 오로라를 유지하는 활력 있는 공정에 크게 기여합니다. 입자 가속은 태양풍에서 간접적으로 대기에 에너지를 전송하기 위한 복잡한 중간 공정을 제공합니다. 극의 한쪽에 있는 이온권으로 흘러내리고 다른 한쪽은 밖으로 나옵니다. 그 사이 현재 일부는 이온성 E층(125km)을 통해 직접 연결됩니다. 적도에 가까운 필드 라인을 통해 다시 떨어져 나가고, 자기적으로 갇힌 플라스마로 인해 운반되는 "부분 링 전류"를 통해 닫힙니다. 이온구는 오믹 도체이기 때문에 일부 사람들은 이러한 전류에 주행 전압이 필요하고, 이것은 아직 지정되지 않은 다이너모 메커니즘이 공급될 가능성이 있다고 생각하고 있습니다. 극지 캡 위 궤도에 있는 전계 프로브는 강렬한 자기 폭풍 동안 최대 200,000 볼트 이상으로 상승하는 40,000 볼트의 전압을 제안합니다. 또 하나의 해석으로, 전류는 파입자 상호작용에 의해 대기로의 전자 가속의 직접적인 결과입니다. 이온성 저항은 복잡한 성질을 가지며, 보조 홀 전류의 흐름으로 이어집니다. 물리학의 비정상적인 트위스트에 의해 주요 전류에 의해 지상으로의 자기 교란은 거의 취소되고 이로 인해 오로라 관찰 효과의 대부분은 보조 전류, 오로라 전자 제트에 기인한다. 오로라 일렉트로 제트 인덱스(나노 테슬라로 측정)는 정기적으로 지상 데이터에서 추출되어 오로라 활성의 일반적인 척도 역할을 합니다.

 

 

 

지구의 자기권은 태양풍이 지구 자기장에 미치는 영향에 의해 형성됩니다. 태양풍이 지구를 통과할 때 높은 위도 자기권은 플라스마로 채워지게 됩니다. 자력권에서 플라스마의 흐름은 태양풍의 추가 난류, 밀도, 속도로 증가합니다. 이 흐름은 IMF 남쪽의 구성요소에 의해 선호되며, 이는 고위도 지자기 장선에 직접 연결될 수 있습니다. 자력 플라스마 흐름의 패턴은 주로 지구를 향해 자력의 꼬리에서 지구 둘레와 다시 일본 측 자기 경전을 통해 태양풍으로. 지구 자기장에 수직으로 이동하는 것 외에 일부 자기장 플라스마는 지구 자기장 라인을 따라 내려가 추가 에너지를 얻어 오로라 지역의 대기권으로 손실됩니다. 지구를 가로지르는 지자기 장선과 멀리 떨어져 있는 지자기 장선을 분리하여 소량의 태양풍이 대기의 정상에 직접 도달할 수 있도록 하여 오로라 빛을 냅니다. 오로라에 점화하는 지자기 폭풍은 춘분 주위 몇 달에 더 자주 일어날 수 있습니다. 잘 모르겠지만, 지자기 폭풍은 지구의 계절에 따라 다를 수 있습니다. 고려해야 할 두 가지 요소는 태양과 지구의 축이 모두 이클립스 평면으로 기울어져 있습니다. 지구가 1년 내내 궤도를 도는 동안 행성 간 자기장(IMF)은 태양의 다른 위도에서 8도 기울어져 있음을 경험합니다. 오로라의 가장 밝은 형태를 담당하는 전자는 자기권에서 오로라 대기로 강수 하는 동안 발생하는 플라스마 난기류의 동적 전기장에서의 가속도에 따라 잘 설명되어 있습니다. 대조적으로, 정적 전기장은 그들의 보수적인 성격 때문에 전자에 에너지를 전송할 수 없습니다. 오로라 전자의 가속을 위해 제안된 하나의 초기 이론은 단방향 전위 낙하를 생성하는 가정된 정적 또는 준정적 전기장에 기초하고 있습니다. 필요한 공간 충전 또는 이형 분포에 대한 언급은 제공되지 않으며 이중층의 가속 개념을 신뢰할 수 있도록 지정해야 합니다. 기본적으로 푸아송 방정식은 충전 구성이 있을 수 없기 때문에 순 잠재 자산이 저하될 수 있음을 나타냅니다. 

 

오로라의 역사

 

2017년 교토의 고대 일본 수도 오로라를 묘사한 1770개의 일본 일기가 발견되어 전보 네트워크에 영향을 주었던 캐링턴 이벤트보다 폭풍우가 7% 더 컸을 가능성이 있음을 시사하고 있습니다. 그러나 1859년 8월 28일과 9월 2일의 "대지 자기 폭풍"에서 유래한 오로라는 최근 기록된 역사상 가장 장관이라고 여겨지고 있습니다. 1861년 11월 21일 왕립학회에 제출된 논문에서 발포어 스튜어트는 큐 천문대의 자기 녹음자의 명성에 의해 문서화된 오로라 사건을 설명하고 1859년 9월 2일 오로라 폭풍과 캐링턴-호지슨 플레어 이벤트 사이의 연결고리를 확립했습니다. 1859년 9월 2일, 매우 강렬한 캐링턴-호지슨 백색 광 발성의 결과에 일어난 두 번째 오로라 행사는 오로라를 매우 광범위하고 매우 밝게 했으며, 미국, 유럽, 일본, 호주 전역의 과학 측정, 선박 로그 및 신문에 보고되었습니다. 오로라는 역사상 가장 강렬한 관상 질량 배출의 하나에 의해 생성된 것으로 생각된다. 오로라 활동과 전기 현상이 모호하게 이어진 것은 이번이 처음이라는 사실도 주목할 만하다. 이 통찰력은 시대의 과학적 자계 측정뿐만 아니라 전신 라인의 125000마일(201,000km)의 상당 부분의 결과로 인해 폭풍으로 인해 장시간 크게 중단되었습니다. 그러나 일부 전신 라인은 전신 사업자 전원 공급장치와 지속적인 통신을 할 수 있도록 전자기장에서 충분한 지자기 유도전류를 생성하기에 적합한 길이와 방향인 것 같습니다.

중국의 역사는 풍부한 아마도 가장 오래된 오로라의 기록을 가지고 있을 것이다. 전해 내려오는 이야기에 따르면 기원전 2000년경 후 바오라는 젊은 여성이 광야에 홀로 앉아 있다가 갑자기 "구름과 흐르는 물"처럼 나타나 팽창된 은빛 광채를 일으키며 지구를 비추고 그림자를 만들어 내는 빅 디퍼 주변의 밝은 후광으로 변했습니다 이 광경에 감동한 후는 임신했고 중국 문화의 시작이자 모든 중국인의 조상인 아들 전전 황제를 낳았다. 산해경에서는 '실론'이라는 생물이 밤하늘에 빛나는 붉은 용처럼 천 마일 길이의 몸으로 빛나는 것으로 그려졌습니다. 고대에는 오로라에 대한 고정 어는 존재하지 않았기 때문에, 「천견」, 「구」, 「칼」, 「힐링 배너」, 「하늘이 뜬 눈」이나 「성망여우 같은 별」과 같은 오로라 각각의 형태를 따서 이름 붙여졌습니다.
일본 민속학에서 pheasants는 하늘로부터 사자로 여겨졌다. 하지만 2020년 3월, 일본의 대학원과 국립극지연구소 연구원들은 620년에 A.D. 에서 일본의 밤하늘을 가로질러 목격된 붉은 꼬리가 자기 폭풍 속에 생성된 붉은 오로라일 가능성이 있다고 주장했습니다.

호주 원주민들은 오로라(주로 수평선에 낮고 주로 빨간색)와 불을 질렀어요. 호주 원주민의 전통으로, 오로라 호주는 일반적으로 화재에 관련이 되어 있습니다. 예를 들어 빅토리아 서부의 군디토즈마라족은 오로라 파 우바우('재')라고 불렀고, 빅토리아 동부의 그 나이인들은 오로라를 정신세계에서 산불로 인식했습니다. 남오스트레일리아의 디엘리인은 오로라 디스플레이가 큰 불을 만드는 나쁜 정신의 꾸치라고 말합니다. 마찬가지로 남오스트레일리아의 롤 렌젤리 사람들은 캥거루섬에서 본 오로라를 '죽은 자의 땅'에서 영혼의 모닥불이라고 합니다. 퀸즐랜드 남서부의 원주민들은 오로라가 오로라를 통해 사람들에게 말한 유령의 영혼, 오라 피카의 화재라고 믿고 있습니다. 신성한 법은 남자 장로를 제외한 모든 사람이 오로라를 통해 전염됐다고 믿는 조상의 메시지를 보거나 해석하는 것을 금지합니다. 

 북유럽 신화에서 발키리아의 갑옷이 북부의 하늘을 깜박이는 이상한 빛을 발산해서 남자들이 오로라, 즉 오로라라고 부르는 것과 관련이 있습니다.  올드 노르웨이 문학에서는 이 주장을 입증할 증거가 없다고 본다. 노르드레르요스의 첫 올드 노르웨이 계정은 AD1230 노르웨이 연대기 콘운스스쿠그사에서 발견된다. 연대기는 그린란드에서 돌아오는 동포들에게서 이 현상에 대해 들은 것으로 바다가 광대한 화재로 둘러싸여 있다는 세 가지 가능한 설명을 제공하고 있습니다. 태양 플레어가 밤에 전 세계에 도달할 수 있다는 것입니다. 혹은 빙하가 에너지를 저장해 두었다가 형광이 될 수도 있습니다. 

 

목성과 토성이 모두 지구보다 강한 자기장을 가지고 있습니다(목성의 적 도장 강도는 지구 0.3 가우스에 비해 4.3 가우스이며 모두 광범위한 방사선 벨트를 가지고 있습니다. 오로라는 허블 망원경과 카시니와 갈릴레오 우주선뿐만 아니라 천왕성과 해왕성에 사용, 두 가스 행성 양쪽에서 관찰되었다. 토성의 오로라는 지구처럼 태양풍에 의해 구동되는 것처럼 보입니다. 하지만 목성의 오로라는 더 복잡해요. 목성의 주요 오로라 타원형은 화산 달, 이오와 행성의 자기권 내에서 이 플라스마를 수송하여 생성된 플라스마와 관련이 있습니다. 목성 오로라의 불확실한 부분은 태양풍에 의해 구동된다. 또한 달, 특히 Io는 오로라의 강력한 소스입니다. 이는 회전하는 행성과 움직이는 달 사이의 상대적인 움직임에 의해 다이너모 메커니즘에 의해 생성된 필드 라인("필드 정렬 전류")을 따라 전류에서 발생합니다. 오로라는 금성과 화성에서도 관찰되었습니다. 금성에는 자기장이 없기 때문에 금성 오로라는 다양한 모양과 강도가 밝고 확산 패치로 나타나며 때로는 행성의 모든 디스크에 분포합니다. 2015년 7월 갈색 난쟁이 별 LSR JRJ1835+3259에서 첫 우주 태양 오로라가 발견되었습니다. 주로 붉은 오로라는 오로라보다 백만 배 밝은 것으로 나타나며, 이는 대기 중의 수소와 상호작용하는 충전 입자의 결과이다. 항성의 바람이 갈색 왜성의 표면에서 물질을 벗겨냄으로써 자신의 전자를 생산할 수 있다고 추측되고 있습니다. 오로라에 대한 또 다른 가능한 설명은 난쟁이 별 주위에 아직 발견되지 않은 몸이 목성의 경우와 마찬가지로 물질을 던지고 있다는 것입니다.