مقالات عامة

السماء ليست زرقاء فقط – فالوهج الجوي يجعلها خضراء وصفراء وحمراء أيضًا

مجلة المذنب نت متابعات عالمية:

ابحث عن يوم مشمس صاف وسترى سماء زرقاء. لكن هل هذا هو اللون الحقيقي للسماء؟ أم أنه لون السماء الوحيد؟

الإجابات معقدة بعض الشيء ، لكنها تتضمن طبيعة الضوء والذرات والجزيئات وبعض الأجزاء الملتوية من الغلاف الجوي للأرض. وأشعة الليزر الكبيرة أيضًا – من أجل العلم!

سماوات زرقاء؟

أول الأشياء أولاً: عندما نرى سماء زرقاء في يوم مشمس ، ما الذي نراه؟ هل نشهد نيتروجين أزرق أم أكسجين أزرق؟ الجواب البسيط هو لا. وبدلاً من ذلك ، فإن الضوء الأزرق الذي نراه هو أشعة الشمس المتناثرة.

تنتج الشمس طيفًا واسعًا من الضوء المرئي ، والذي نراه أبيض اللون ولكنه يشمل جميع ألوان قوس قزح. عندما يمر ضوء الشمس عبر الهواء ، تشتت الذرات والجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي الضوء الأزرق في جميع الاتجاهات ، أكثر بكثير من الضوء الأحمر. يسمى هذا تشتت رايلي وينتج عنه شمس بيضاء وسماء زرقاء في أيام صافية.

عند غروب الشمس ، يمكننا أن نرى هذا التأثير متصاعدًا ، لأن ضوء الشمس يجب أن يمر عبر المزيد من الهواء للوصول إلينا. عندما تكون الشمس قريبة من الأفق ، يتشتت الضوء الأزرق بالكامل تقريبًا (أو يمتصه الغبار) ، لذلك ينتهي بنا المطاف بشمس حمراء ذات ألوان زاهية تحيط بها.

لكن إذا كان كل ما نراه هو ضوء الشمس المتناثر ، فما هو اللون الحقيقي للسماء؟ ربما يمكننا الحصول على إجابة في الليل.



اقرأ المزيد: Curious Kids: لماذا السماء زرقاء وأين تبدأ؟


لون السماء المظلمة

إذا نظرت إلى سماء الليل ، فمن الواضح أنها مظلمة ، لكنها ليست سوداء تمامًا. نعم ، هناك نجوم ، لكن سماء الليل نفسها تضيء. هذا ليس تلوثًا ضوئيًا ، لكن الجو يتوهج بشكل طبيعي.

في ليلة مظلمة في الريف ، بعيدًا عن أضواء المدينة ، يمكنك رؤية الأشجار والتلال مظللة مقابل السماء.

تظهر الأشجار بظلالها على سماء الليل المتوهجة.
رودني كامبل / فليكر

ينتج هذا التوهج ، المسمى توهج الهواء ، عن طريق الذرات والجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي. في الضوء المرئي ، ينتج الأكسجين الضوء الأخضر والأحمر ، وتنتج جزيئات الهيدروكسيل (OH) ضوءًا أحمر ، وينتج الصوديوم لونًا أصفر مريضًا. على الرغم من وجود النيتروجين في الهواء أكثر من الصوديوم ، إلا أنه لا يساهم كثيرًا في توهج الهواء.



اقرأ المزيد: “توهج هوائي” أخضر جميل رصده صائدو الشفق – لكن ما هو؟


تنتج الألوان المميزة للتوهج الجوي عن إطلاق الذرات والجزيئات كميات معينة من الطاقة (كوانتا) في شكل ضوء. على سبيل المثال ، في الارتفاعات العالية ، يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تقسم جزيئات الأكسجين (O₂) إلى أزواج من ذرات الأكسجين ، وعندما تتحد هذه الذرات لاحقًا في جزيئات الأكسجين ، فإنها تنتج ضوءًا أخضر مميزًا.

https://www.youtube.com/watch؟v=EwqWdy_ZUX8

يمكنك رؤية الوهج الجوي في المواقع المظلمة ، مثل المرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي.

الضوء الأصفر ونجوم التصوير والصور الحادة

تشكل ذرات الصوديوم جزءًا صغيرًا من غلافنا الجوي ، لكنها تشكل جزءًا كبيرًا من التوهج الجوي ، ولها أصل غير عادي للغاية – النجوم المتساقطة.

يمكنك رؤية النجوم المتساقطة في أي ليلة مظلمة صافية ، إذا كنت على استعداد للانتظار. إنها نيازك صغيرة جدًا ، ناتجة عن تسخين حبيبات الغبار وتبخرها في الغلاف الجوي العلوي أثناء انتقالها بسرعة تزيد عن 11 كيلومترًا في الثانية.

عندما تتألق النجوم المتساقطة في السماء ، على ارتفاع 100 كيلومتر تقريبًا ، فإنها تترك وراءها ذرًا من الذرات والجزيئات. في بعض الأحيان ، يمكنك رؤية النجوم المتساقطة بألوان مميزة ، ناتجة عن الذرات والجزيئات التي تحتوي عليها. يمكن أن تترك النجوم الساطعة جدًا آثار دخان مرئية. ومن بين تلك الذرات والجزيئات يوجد القليل من الصوديوم.

نجم شهاب ووهج جوي يشاهدان من محطة الفضاء الدولية.
ناسا

هذه الطبقة العالية من ذرات الصوديوم مفيدة في الواقع لعلماء الفلك. غلافنا الجوي دائمًا في حالة حركة ، وهو مضطرب ، وهو يطمس صور الكواكب والنجوم والمجرات. فكر في الوميض الذي تراه عندما تنظر على طول طريق طويل بعد ظهر أحد أيام الصيف.

للتعويض عن الاضطراب ، يلتقط علماء الفلك صوراً سريعة للنجوم الساطعة ويقيسون كيفية تشوه صور النجوم. يمكن ضبط مرآة خاصة قابلة للتشوه لإزالة التشوه ، وإنتاج صور يمكن أن تكون أكثر وضوحًا من تلك الموجودة في التلسكوبات الفضائية. (على الرغم من أن التلسكوبات الفضائية لا تزال تتمتع بميزة عدم التحديق من خلال الوهج الجوي).

هذه التقنية – التي تسمى “البصريات التكيفية” – قوية ، ولكن هناك مشكلة كبيرة. لا يوجد عدد كافٍ من النجوم الساطعة الطبيعية لكي تعمل البصريات التكيفية فوق السماء بأكملها. لذلك يصنع علماء الفلك نجومهم الاصطناعية في سماء الليل ، تسمى “نجوم دليل الليزر”.

تكون ذرات الصوديوم عالية فوق الغلاف الجوي المضطرب ، ويمكننا جعلها تتوهج بشكل ساطع عن طريق إطلاق ليزر طاقة عليها مضبوط على اللون الأصفر المميز للصوديوم. يمكن بعد ذلك استخدام النجم الاصطناعي الناتج في البصريات التكيفية. يساعدنا النجم الصاعد الذي تراه في الليل على رؤية الكون برؤية أوضح.

إذن السماء ليست زرقاء ، على الأقل ليس دائمًا. إنها سماء ليلية تتوهج في الظلام أيضًا ، ملونة بمزيج من الأخضر والأصفر والأحمر. تنتج ألوانه من أشعة الشمس المتناثرة والأكسجين والصوديوم من النجوم المتساقطة. ومع القليل من الفيزياء ، وبعض أشعة الليزر الكبيرة ، يمكننا صنع نجوم صفراء صناعية للحصول على صور حادة لكوننا.

https://www.youtube.com/watch؟v=mEJnEMtGYD8

نجوم دليل ليزر الصوديوم في تلسكوب ESO الكبير جدًا في تشيلي.


نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى