Cực quang là hiện tượng như thế nào?

Vào những đêm trời quang mây tạnh, trên bầu trời ở hai cực Trái đất thường xuất hiện liên tiếp những dải ánh sáng màu hồng, lam, vàng, tím... rực rỡ và biến ảo khôn lường. Tia này vừa tắt, tia khác lại hiện ra, nhảy múa lung linh đủ màu sắc. Có lúc chúng chỉ là một vệt sáng mong manh, có khi lại mang hình rẻ quạt, hình ngọn lửa, rồi hóa thành những vòng cung xanh lục vắt ngang nền trời. Đó chính là cực quang.

Cực quang là hiện tượng hiếm gặp ở nhiều nơi trên Trái đất. Nhưng tại Alaska của Mỹ, phần lớn lãnh thổ Canada, hoặc các vùng từ vĩ độ 60 trở lên, hiện tượng này lại khá quen thuộc. Cực quang thường xuất hiện vào ban đêm. Có người yếu bóng vía, khi nhìn thấy cảnh tượng ấy liền tưởng rằng ngày tận thế sắp đến.

Vào những năm 80 của thế kỷ XIX, người ta phát hiện từ trường Trái đất có liên quan đến hiện tượng kỳ ảo này. Khi electron va vào một vật thể nào đó, nó có thể tạo ra ánh sáng, tương tự nguyên lý hoạt động của màn hình tivi và máy tính. Từ đó, các nhà khoa học cho rằng cực quang có thể sinh ra khi các dòng hạt mang điện trong vũ trụ va chạm với bầu khí quyển.

Các nghiên cứu khoa học trong giai đoạn 1957 - 1958 cho rằng khi trên Mặt trời xuất hiện các vết đen, gió Mặt trời thổi tới Trái đất, mang theo dòng hạt năng lượng cao và gây ra cực quang. Các electron và proton trong dòng hạt này đi vào bầu khí quyển. Dưới ảnh hưởng của địa từ, chúng bị hút về hai cực Trái đất. Tại đây, chúng va chạm và kích thích các phân tử khí, khiến những phân tử này phát ra bức xạ điện từ dưới dạng ánh sáng nhìn thấy được. Bầu khí quyển có nhiều chất như oxy, nitơ, heli, hydro, neon... Dưới tác động của dòng hạt mang điện, mỗi loại khí phát ra ánh sáng khác nhau, vì thế cực quang có muôn màu ngàn sắc.

Khi cực quang xuất hiện mạnh, hiện tượng này thường đi kèm với những biến đổi địa từ và có thể gây nhiễu sóng vô tuyến, sóng điện thoại. Thời kỳ mạnh hay yếu của cực quang có liên hệ chặt chẽ với chu kỳ hoạt động của Mặt trời. Khi Mặt trời đạt đỉnh chu kỳ, tức hoạt động mạnh nhất, nó bức xạ nhiều hơn bình thường. Lúc đó, dòng hạt mang điện va chạm với khí quyển nhiều hơn, khiến cực quang xuất hiện dày đặc và kỳ vĩ hơn.