Het Noorderlicht

Wat is het Noorderlicht.

Vanuit onze zon worden voortdurend elektrisch geladen deeltjes de ruimte in geslingerd, de zonnewind genaamd. Dit gebeurt met een snelheid van gemiddeld 400km/sec, maar kan variëren tussen 250 en 2.500km/sec. Een klein deel van deze deeltjes zal na een reis van ongeveer 150 miljoen kilometer onze aarde bereiken. 

Wanneer deze geladen deeltjes vervolgens in onze atmosfeer botsen met zuurstofatomen en stikstofmoleculen, worden er lichtdeeltjes gegenereerd. Bij voldoende botsingen aan de nachtzijde van de aarde kunnen we dit uitgezonden licht met het blote oog waarnemen. Dit gebeurt voornamelijk in de buurt van de poolstreken en daarom noemen we dit lichtverschijnsel 'poollicht'. De geladen deeltjes worden immers door de magnetische veldlijnen rond de aarde opgevangen en naar de poolstreken geleid. In de buurt van de Zuidpool spreken we van 'zuiderlicht' (aurora australis), in de buurt van de Noordpool spreken we over 'noorderlicht' (aurora borealis). 

Diep in de kern van de zon vindt er een kernfusie plaats, waarbij telkens vier waterstofatomen worden omgezet in 1 heliumatoom. Daarbij komt dus ook energie vrij, de energie die ons doet leven. De zon bevat voornamelijk waterstof- en heliumatomen.

Vanwege de enorme hitte worden er elektronen uit die atomen geslagen. (X → X+ + e-). Het atoom wordt hierdoor een ion (positief geladen). Deze verzameling van positief geladen deeltjes (ionen) en negatief geladen deeltjes (elektronen) noemen we plasma. Plasma is naast vaste fase, vloeibare fase en gasfase de vierde agregatietoestand van een stof.

Deze geladen deeltjes worden door de zon voortdurend de ruimte in geslingerd, zij het vaak met een verschillende snelheid en dichtheid, afhankelijk van complexe processen in de zon. 

Wanneer die deeltjes worden toegelaten in de magnetosfeer van de aarde worden ze opgevangen door de magnetische veldlijnen rond de aarde. Deze veldlijnen geleiden de deeltjes in de meeste gevallen naar de polen, waar deze veldlijnen hun oorsprong vinden.

Daar treden deze geladen deeltjes vervolgens de atmosfeer binnen. Die atmosfeer bestaat voornamelijk uit zuurstofmoleculen en -atomen en stikstofmoleculen. Dat zijn dus ook de atomen en moleculen waarmee de geladen deeltjes het vaakst zullen botsen. Dit gebeurt op een hoogte van 300 tot 70 kilometer boven het aardoppervlak.

Bij die botsingen zullen de positief geladen ionen elektronen wegroven bij de zuurstof- en stikstofatomen. Die atomen bevinden zich vervolgens in een aangeslagen toestand, wat een hogere energie-inhoud betekent dan wanneer de atomen in rust zijn.

Daardoor voelen deze atomen zich als het ware ongelukkig en willen ze zo snel mogelijk terugkeren naar de rusttoestand waarbij ze zich zo lekker voelden. Dat lukt hen door het teveel aan energie uit te zenden onder de vorm van fotonen (licht): het noorderlicht.

Om noorderlicht te kunnen waarnemen moet het in de eerste plaats donker zijn. Dus zodra de duisternis valt, is het te zien, zelfs al is dat om 14:00 uur 's middags, bijvoorbeeld in Lapland, Noord-Noorwegen of op Spitsbergen. Vanaf half augustus wordt het ter hoogte van de poolcirkel 's nachts weer langer donker, de zogenaamde Ruska periode. Vanaf die tijd is het tot ongeveer half april op die breedtegraad mogelijk om noorderlicht waar te nemen. In de zomer, dus tussen half april en half augustus wordt het 's nachts niet of onvoldoende donker om noorderlicht waar te nemen ter hoogte van de poolcirkel. Hoe dichter bij de Noordpool, hoe sneller de dagen lengen bij het begin van de lente. Op Spitsbergen is het bijvoorbeeld al enkele weken eerder te licht om nog noorderlicht te kunnen zien. Het duurt daar ook enkele weken langer alvorens het voldoende donker is om noorderlicht waar te nemen. Maar zodra de dagen korter worden, gaat dat in Spitsbergen veel sneller dan bijvoorbeeld in Lapland rond de poolcirkel, en het aantal dagen dat de zon er volledig beneden de horizon blijft is veel groter. Dat heeft te maken met de kanteling van de aardas en de baan die de aarde in een jaar tijd om de zon aflegt.

Bij een lage intensiteit is het noorderlicht uiteraard beter te zien als er geen maan aan de hemel staat. De maan zorgt er namelijk voor dat de hemel niet helemaal zwart is, maar donkerblauw. Daardoor is er minder contrast waar te nemen tussen het noorderlicht en de achtergrond.

Bij volle maan is de zwakste gloed die bij nieuwe maan zichtbaar zou zijn (kracht 2 op de Schaal van Voigt) niet met het blote oog waar te nemen. Maar wanneer het noorderlicht intenser wordt, hoeft de maan niet noodzakelijk hinderlijk te zijn. Het maakt het sprookjesachtige decor van licht nog mooier!

het hoeft absoluut niet koud te zijn voor noorderlicht. Deze misvatting komt voort uit het feit dat het tijdens een heldere winternacht meestal erg koud is, zeker in het uiterste noorden waar ook nog veel sneeuw ligt...

Noorderlicht kan net zo goed voorkomen bij temperaturen van +30°C als bij -30°C. Het wordt immers veroorzaakt door geladen deeltjes afkomstig van de zon. De temperatuur op aarde heeft hier verder geen invloed op.