מאז ומעולם נשא האדם את עיניו אל-על, מחפש אחר מראה הכוכבים הרחוקים, הוגה בתופעות קוסמיות ומבין עד כמה הוא קטן ביחס ליקום. הזוהר הצפוני והדרומי הם בין התופעות המרהיבות והמופלאות שזימן הטבע, ושעוררו השראה אצל כותבים רבים. המפורסם שבהם הוא פיליפ פולמן (Pullman), שטרילוגיית הספרים שלו “חומריו האפלים” נעשתה כבר מזמן לפולחן בקרב ילדים ונוער.
הסבר של נאס"א לתופעה
(צילום: נאס"א)
ההסבר לזוהר הצפוני והדרומי, גם אם אינו שלם בשל מורכבות התופעה, מוכר למדע כבר כמה עשרות שנים. מדובר במפגש בין חלקיקים טעונים הנעים דרך קבע לאורך השדה המגנטי של כדור הארץ, לבין חלקיקים טעונים שמקורם ברוח השמש. כאשר המפגש מתרחש בין יוני חמצן (אטומי חמצן טעונים) לבין החלקיקים מרוח השמש, נוצרת פליטה של פוטונים שצבעם ירוק. במפגש בין יוני חנקן או מימן לבין חלקיקים מרוח השמש – נפלטים פוטונים שצבעם אדום או כחול.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
בינה מלאכותית פוגעת בחשיבה
הדם ששינה את העולם
שטיפת מוח ג’וניור – מטוסים, שינה ודרכים להפיג מתח
בשנת 2016 התגלתה לעיניהם של תושבי אלברטה שבקנדה תופעה שמימית חדשה – מעין חגורה קשתית בהירה וחיוורת, שנמתחת בין מזרח ומערב, בצבעי אפור-לבן, ובשוליה הצבעים האופייניים לזוהר הקוטב. אורכה מגיע למאות קילומטרים, והיא נצפתה מאז מאות פעמים באזורים גיאוגרפיים רחוקים מהקוטב, כמו בריטניה, דנמרק וניו זילנד.
אחד מהצופים בתופעה זו, הצלם כריס רצלף (Ratzlaff), כינה אותה בצחוק “סטיב” (STEVE) כמחווה לסרט האנימציה “מעבר ליער” (Over the Hedge), שבו הדמויות קוראות כך לגדר שצצה בן לילה. מאוחר יותר ניתן לשם “סטיב” פירוש בדיעבד כראשי תיבות: Strong Thermal Emission Velocity Enhancement – שם שהתבסס גם בנאס”א.
מה אתה, סטיב?
בעשור האחרון נערכו מחקרים על הקשר שבין סטיב לזוהר הקוטב, ועד כה הוצעו הסברים שונים. אחד מהם, שניתן ב-2018, גרס כי סטיב הוא ביטוי חזותי לשטף חם ביותר של חלקיקים שנוצרים בסופות מגנטוספריות (תופעה שזכתה לשם subauroral ion drift או בראשי תיבות SAID). עם זאת, ההסבר הזה לא סיפק קבוצה של חוקרים מקנדה ומארצות הברית, ששאפו להבין יותר את שורשי התופעה.
“רואים זוהר ירוק, רואים קצת זוהר אדום ברקע, ופתאום, משום מקום, רואים מבנה דמוי כתם בצבעי לבן או אפור”, אומרת אמה ספנסוויק (Spanswick), פיזיקאית מאוניברסיטת קלגרי שבקנדה. “כך שהתגובה של כל מדען היא ‘בסדר, מה זה?'”.
בדבריה מתייחסת ספנסוויק לעובדה שבניגוד לזוהר הקוטב, אי אפשר להסביר בכלים הרגילים את הצבע העיקרי של סטיב. צבע לבן הוא למעשה שילוב של כל הצבעים, כך שמשמעות ההנחה שלפיה המנגנון שמאחורי סטיב דומה לזוהר הקוטב, היא שנדרש מגוון של יונים שחלקיקי רוח השמש יתנגשו בהם, וכך תתרחש פליטה מסונכרנת של צבעים שונים. דבר זה בלתי אפשרי כיוון שבאטמוספרה יש כמות מוגבלת של סוגי יונים, ובפרט יש מעט סוגי יונים – בעיקר יוני חנקן שפולטים אור כחול במפגש עם רוח השמש, לכן הסבירות ליצירת מניפת הצבעים מלאה היא נמוכה מאוד.
כיום החוקרים משתמשים בטכנולוגיות שונות, כשהבולטת בהם היא המערכת Transition Region Explorer שאוספת נתונים ספקטרליים על זוהר הקוטב. כך החוקרים קיוו לשפוך אור על התעלומה, שמופיעה אומנם בנפרד מזוהר הקוטב הסטנדרטי, אך בדיוק בזמנים שבהם הוא מופיע.
במאמר, שפורסם לאחרונה בכתב העת Nature Communications, הציעו החוקרים הסבר חדש, שעל פיו סטיב הוא חלק בלתי נפרד מזוהר הקוטב, והוא נוצר, ככל הנראה, כתוצאה מפליטת חום שנלווית לזוהר הקוטב, שמוביל לשורת תגובות כימיות – במהלכן נפלט רצף של אורכי גל. ההסבר הזה, אומרים החוקרים, הוא מורכב יותר ממה שנטען עד כה.
היקום ואנחנו
אף שאין במאמר החדש קביעה נחרצת לגבי טבען של התגובות הכימיות הללו, החוקרים מאמינים שמדובר בכיוון מבטיח בדרך לפיצוח התופעה. בנוסף, לטענתם יש דמיון בין סטיב לתופעת הזוהר הלילי (nightglow), ובה אור השמש מפרק מולקולות שמתחברות מחדש תוך כדי פליטה של אור חיוור. “אם נודה על האמת, צורת הספקטרום של שתי התופעות הללו היא מאוד דומה”, מוסיפה ספנסוויק, “זאת מכיוון ששתיהן מקושרות עם זוהר הקוטב ובלתי נפרדות ממנו. קשה יותר להבחין בין הזוהר הלילי לבין זוהר הקוטב כשמסתכלים עליו, בעוד שסטיב נפרד מזוהר הקוטב – הוא פס גדול שחוצה את השמים”.
אז עד שסטיב יבוא לבקר בארץ, אם זה בכלל יקרה מתישהו – נסתפק בינתיים בתמונות ובניסיונות המדעיים לפענח את התופעה המופלאה ואת צפונות היקום.
יהונתן ברקהיים, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
