Quote from Nguyễn Minh Tấn on 18/10/2021, 17:37

Đặt vấn đề:

Nếu bạn là một người thích khám phá và thích vẽ đẹp của tự nhiên, sự hùng vĩ của tự nhiên thì chắc chắn rằng bạn không thể không biết đến cực quang “dải lụa phát sáng” nhiều màu. Tuy đẹp say đắm lòng người như vậy nhưng cực quang là một hiện tượng hiếm có khó tìm và không phải nơi nào cũng có. Vậy cực quang là gì? Cực quang ở đâu mà có và muốn nhìn thấy cực quang thì phải đi đến đâu? Bài viết này sẽ giải đáp tất cả những điều này giúp bạn có thể biết nhiều thông tin về Cực quang.

1. Cực quang và nguồn gốc của cực quang là gì?

Theo thiên văn học thì cực quang là một hiện tượng quang học, mỗi khi nó xuất hiện sẽ mang theo một luồng ánh sáng đầy màu sắc tỏa sáng rực rỡ trên nền trời đêm. Hiện tượng lung linh này được sinh ra do sự tương tác của các hạt mang điện tích từ gió mặt trời kết hợp với tầng khí quyển bên trên của hành tinh. 

Các cực quang mạnh mẽ nhất thường xảy ra sau sự phun trào hàng loại của mặt trời. Các dãy sáng này không đứng yên mà liên tục chuyển động và thay đổi khiến cho chúng như những dải lụa đang phát ra ánh sáng trên bầu trời. Từ vẻ đẹp của hiện tượng này mà người ta đã xếp nó vào những cảnh đẹp kỳ vĩ của tự nhiên đáng xem nhất.

Trên Trái Đất, Thổ Tinh, Mộc Tinh, Thiên Vương Tinh và 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 hành tinh. 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 chứng di chuyển xuống các đường sức từ  và va chạm với lớp trên của bầu khí quyển Trái Đất.

 

2. Đặc điểm và tính chất của cực quang

Cực quang thường xuất hiện với hình dạng và kích thước không giống nhau. Điều này là do sự tương tác của những cơn gió mang điện từ từ Mặt Trời tới Trái Đất hoàn toàn không giống nhau. Nên khi xảy ra sự tương tác thì màu sắc, hình dạng của các dải ánh sáng này khác nhau.

Các cung của cực quang và tia của cực quang bắt đầu sáng và rõ nét nhất ở độ cao 100Km trên bề mặt Trái Đất. Hiện tượng này kéo dài lên phía trên dọc theo từ trường trong khoảng hàng trăm kilomet. Các cung hay màn này có thể chỉ mỏng khoảng 100m khi mở rộng ra ở đường chân trời. 

Ban đầu các cực quang này đứng im sau đó tạo thành một dải cao bắt đầu nhảy múa và chuyển hướng. Sau nửa đêm phát sáng, cực quang sẽ đổi sang hình dáng loang lổ và các đốm nhấp nháy sau khoảng 10 giây cho đến lúc rạng đông. Phần lớn các cực quang này sẽ có màu vàng ánh lực nhưng đôi khi nó cũng sẽ phát ra những tia cao màu đỏ ở đỉnh và dọc theo gờ thấp của chúng. Trong một vài trường hợp cực quang có thể có màu đỏ sẫm như máu từ đỉnh đến tận đáy.

Ngài ra để tạo các ánh sáng thì các hạt chứa năng lượng còn sinh ra nhiệt. Vậy nên cực quang có mang nhiệt. Nhiệt này bị làm tiêu tan bởi bức xạ hồng ngoại hoặc bị mang đi bởi các trận gió mạnh đến từ lớp trên của không khí. 

3. Bản chất Vật Lý của cực quang

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 được kích thích do va chạm các điện tử hóa trị được liên kết với nguyên tử trung hòa. Các điện tử này bị kích thích sau đó trở về trạng thái thấp năng lượng nguyên thủy của chúng. Trong quá trình đó chúng lại giải phóng ra 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 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. 

4. Chúng ta có thể quan sát được cực quang từ những nơi nào?

Như đã trình bày ở trên thì cực quang thường tập trung tại 2 bán cầu của TRái Đất nên đây cũng chính là nơi mà bạn có thể chiêm ngưỡng được vẻ đẹp của cực quang. 

Càng gần với khu vực hai cực của Trái Đất thì mọi người càng dễ quan sát được cực quang. Nhưng hai cực này đều là những nơi có khí hậu rất khắc nghiệt. Thậm chí có những nơi không có người sống. Nói như vậy, cũng không phải là không có cách để xem được vẻ đẹp lung linh của cực quang. 

Tại khu vực các nước Bắc Âu người ta vẫn có thể tận mắt quan sát cực quang. Nhưng so về tầm nhìn và màu sắc thì chắc chắn cực quang mà bạn quan sát được tại đây sẽ không thể đẹp và lung linh như ở các 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,… Bởi vậy mà đây cũng là điểm đến mà rất nhiều khách du lịch được nhiều người yêu thích. 

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.

Trên đây là bài viết chia sẻ các thông tin về cực quang – cảnh đẹp hiếm có khó tìm mà ai cũng ao ước được một lần chiêm ngưỡng. Hy vọng những thông tin chia sẻ tại bài viết Cực quang là gì sẽ cung cấp cho bạn đọc những thông tin thú vị.

Em xin phép cảm ơn các thầy và các bạn đã đọc bài viết này, mong là bài viết này mang lại những thông tin bổ ích cho mọi người.