Cực quang là một trong những hiện tượng thú vị nhất trong thế giới tự nhiên, tuy nhiên, hầu hết chúng ta đều chỉ thấy hiện tượng này trên TV hay các phương tiện truyền thông mà rất hiếm gặp tại Việt Nam. Vậy Cực quang là gì? Ở đâu mới có thể chiêm ngưỡng hiện tượng này?
Cực quang là gì? Nguồn gốc sinh ra cực quang
Cực quang là hiện tượng quang học hiếm gặp trên thực tế. Hiện tượng cực quang được hình thành từ sự bức xạ từ tạo thành những vệt sáng với đủ các loại màu sắc và mềm mại di chuyển trên bầu trời. Những dải ánh sáng này được hình thành do hiện tượng tương tác giữa các hạt mang điện tích từ gió mặt trời và tầng khí quyển bên trên của trái đất.
Sự phun trào hàng loạt của mặt trời sẽ tạo các làn gió. Những làn gió này đem theo lượng điện từ lớn tới trái đất. Khi tiếp xúc với trái đất, những cơ gió mang điện tích bị tầng khí quyển trên chặn lại tạo ra hiện tượng xung đột điện từ. Khi hiện tượng xung đột xảy ra cũng tạo nên các dải sáng chuyển động liên tục. Vì thế, nhiều người ví von hiện tượng này giống như một dải lụa ánh sáng nhiều máu sắc trên bầu trời.
Tuy nhiên, không phải bất cứ vị trí nào trên Trái Đất cũng có cơ hội được chiêm ngưỡng hiện tượng kỳ thú này. Trên Trái Đất và một số hành tinh khác trong hệ mặt trời như: Thổ Tinh, Mộc Tinh, Thiên Vương Tinh hay Hải Vương Tinh các cực quang được sinh ra do sự tương tác mạnh mẽ của các hạt trong gió Mặt Trời với từ trường của chính hành tinh đó. Nên cực quang thường tập trung xuất hiện rõ nét nhất ở 2 bán cầu của Trái Đất tại các vĩ độ cao gần các cực từ. Bởi vậy khi cực quang xuất hiện ở Bắc bán cầu thì sẽ được gọi là bắc cực quang. Còn cực quang xuất hiện ở Nam bán cầu sẽ được gọi là Nam cực quang.
Trên Trái Đất, cực quang xảy ra khi các đới bức xạ Van Allen trở nên quá tải với hệ thống các hạt cao năng lượng. Sau đó chúng di chuyển xuống các đường sức từ và va chạm với lớp trên của bầu khí quyển Trái Đất.
Cực quang dưới góc độ Vật lý
Cực quang có thể sinh ra bởi tương tác của các hạt cao năng lượng với điện tử trung hòa trong lớp trên của khí quyển Trái Đất. Các hạt cao năng lượng này sẽ được kích thích do sự va chạm các điện tử hóa trị được liên kết với nguyên tử trung hòa. Các điện tử này bị kích thích sẽ trở về trạng thái thấp năng lượng nguyên thủy của chúng. Trong quá trình đó chúng lại giải phóng ra các hạt photon (ánh sáng). Quá trình này y hệt như quá trình phóng điện của plasma trong đèn neon.
Màu cụ thể nào đó của cực quang sẽ phụ thuộc vào từng loại khí cụ thể của khí quyển và trạng thái điện tích của chúng cũng như dựa trên năng lượng của các hạt khi đâm vào khí quyển. Nguyên tử oxy sẽ chịu trách nhiệm cho hai màu chính đó là lục ( với bước sóng 557,7nm) và đỏ (bước sóng 630,0nm) tại các độ cao nhất định. Nito sẽ sinh ra màu lam (bước sóng 427,8nm), các ion cũng như màu đỏ sẽ biến đổi nhanh chóng từ ranh giới thấp của các cung cực quang đang hoạt động.
Vậy ở đâu chúng ta có thể ngắm được Cực quang?
Như đã trình bày ở trên thì cực quang thường xuất hiện phần lớn tại 2 bán cầu của Trái Đất nên đây cũng chính là nơi mà bạn có thể chiêm ngưỡng được một cách trọn vẹn nhất vẻ đẹp của cực quang.
Càng gần với khu vực hai cực của Trái Đất thì chúng ta sẽ càng dễ quan sát được chúng. Tuy nhiên, tại đây cũng là những nơi có khí hậu rất khắc nghiệt. Thậm chí có những nơi không có người sống nhưng như vậy không có nghĩa rằng chúng ta không thể quan sát chúng.
Tại một số quốc gia thuộc khu vực Bắc Âu người ta vẫn có thể tận mắt quan sát cực quang. Nhưng so về tầm nhìn và màu sắc thì chắc chắn sẽ không được hùng vĩ và lung linh như các điểm cực được. Những điểm mà bạn có thể chiêm ngưỡng được vẻ đẹp của cực quang tại Bắc Âu đó là: Nauy, Thụy Điển, Iceland,… Chính vì thế, đây đều là những nơi rất thu hút khách du lịch từ các nơi trên thế giới.
Tuy nhiên, hiện tượng cực quang này diễn ra không thường xuyên mà nó xảy ra theo chu kỳ. Chủ yếu thường xảy ra vào cuối thu và đầu xuân. Càng di chuyển về phía nam thì tần suất xuất hiện của cực quang càng ít.