Nemrég látványos fénykavalkádot rögzítettek a időjárás-észlelő webkamerák, sok természet- és asztrofotós irányította napnyugta és éjfél közt kameráját az északi égbolt felé. Nem véletlenül. A sarki vagy más néven északi fény (aurora borealis) ismét látható volt Magyarországról, a fényképek pedig immár nemcsak az auróra tőlünk „szokásos” vörös, de a lila, sőt a zöld színeit is elkapták.
A jelenség nem új hazánkból nézve sem, de az utóbbi időszakban határozottan gyakoribb: legutóbb március végén volt webkamerákon is észlelhető sarkifény-észlelés hazánkban, miközben korábban az évi egy is jónak számított. Persze, kamera is több van most, de nem csak erről van szó. A jelenség tőlünk nézve csak ritkán „szabad szemes”. A hosszú expozíciós idejű fényképek sok színes részletet mutatnak, de ezekből csak nagyon sötét helyen és a sötéthez hozzászoktatott szemmel lehet bármit is látni.
A sarki fény vagy auróra a felső légkör egy mágneses jelensége. Földünk mágneses tere egyfajta pajzsot tart elénk, és kivédi az űrből és a Napból érkező nagy energiájú részecskék bombázását.
„Elkapja” ezeket a részecskéket, és a mágneses erővonalak mentén engedi őket mozogni. Ahol pedig ezek az erővonalak elérik a sűrű légkört, jellemzően a sarkvidékeken (igen, a délin is), ott e részecskék a légkör molekuláit gerjesztik: ez a sarki fény, amely jellemzően 100-300 méter magasságban alakul ki, nagyon erős részecskeáram esetén akár 600 kilométeres magasságot is elérhet. Az alján zöldes, feljebb lilás, a tetőrégióban vöröses az árnyalata, attól függően, hogy milyen légköri molekulák veszik át a részecskék energiáját. Az auróra – amikor létrejön, mert nincs mindig – „glóriaként” lebeg a Föld sarkai körül, ezért is hívjuk sarki fénynek. Akkor jelenik meg, amikor az űrből – leginkább napkitörésekből – érkező részecskeáram megerősödik.
Ezt a „geomágneses Kp-index” szokta kifejezni, amelynek várható értékeit itt lehet követni. Ha a Kp megközelíti vagy átlépi a 7,5-8 értéket, akkor érdemes éjjel észak felé fényképezni. A glória annál nagyobb körben, annál magasabban veszi körül a pólust, minél erősebb az ezzel a számmal jellemzett űrbéli gerjesztés, tehát annál messzebbre kerül a sarktól az észlelés lehetősége. Minél gyakoribb a gerjesztés, annál többször fordul ez elő, így az észlelési gyakoriságot a 11 éves napciklus érdemben befolyásolja.
Nem a földrajzi északi pólusról – hanem a mágnesesről! A glória középpontja nem a Föld forgástengelyében van, hanem a mágneses erővonalak által megjelölt, viszonylag gyorsan változó mágneses sarkon, ott, ahol az iránytű, ha függőleges mozgást is engedünk neki, pont függőlegesen állna!
Ez a mágneses pólus az utóbbi évtizedben kifejezetten gyorsan mozog – eddig nagyjából felénk, most már kicsit távolodva, a másik irányba. A mozgás okát nem tudom megmondani. A Föld mágnesessége nagyrészt a talpunk alatt 2900 és 5100 kilométeres mélység közti, úgynevezett külső földmagban keletkezik, ennek anyaga folyékony és vastartalmú. A forgó Föld ebben hengeráramlásokat kelt, amelyek az iránytűvel is mérhető mágneses terünket keltik. A keltő áramlás azonban, hasonlóan a hegyi patakok folyásához, turbulens, örvénylő (a fizikusok kaotikusnak is nevezik), a mágneses tér pedig az örvények összességéből áll össze. Ahogy bent változik az áramlás, vándorol a mágneses pólus (és, bár ennek most nincs közvetlen köze a pólusmozgáshoz: ettől változik nagyon ritkán a mágneses mező iránya is).
A Kyotói Egyetem (Japán) kutatói által készített ábrán a mágneses pólus időbeli mozgását láthatjuk. Míg a pólus 1900 körül sokáig Észak-Kanadában, a 70 fokos földrajzi szélességnél állt (2000 kilométerre a földrajzi Északi-sarktól), elindult nagyjából észak felé, 2000-re átlépte a 80. szélességi fokot, és azóta kifejezetten rákapcsolt. Évente nagyjából 100 kilométert mozogva 300 kilométerre megközelítette az Északi-sarkot, és már ismét távolodik tőle, Kelet-Szibéria irányába. Míg 1900-ban majdnem 6000 kilométerre volt Budapest a Föld akkori mágneses pólusától, ez 1980-ra 5500 kilométerre csökkent, 2020-ra pedig 5000 kilométerre. Akkor volt hozzánk a legközelebb, azóta lassan, de ismét távolodik, immár keleti irányba.
Egy évszázad alatt 1000 kilométerrel jött közelebb a „glória közepe”, a közeledés fele pedig az utolsó 40 évre esett!
Így már kisebb gerjesztés, kisebb Kp-index, tehát kisebb glória is láthatóvá válik tőlünk, a nagyobbaknak pedig már az alsó, zöld része is felsejlik.
Ez a távolságcsökkenés az utóbbi évek megnövekedett hazai sarkifény-észleléseinek fő oka. Egybeesve a napaktivitás most felfutó maximumával, további látványosságokat ígér a következő években, elsősorban a fotósoknak. Most használják ki a lehetőséget, mert ha a jelenlegi irányba megy tovább a pólus, akkor a legközelebbi napciklus-maximumnál ismét messzebb lesz tőlünk.
A szerző egyetemi tanár, az ELTE TTK Geofizikai és Űrtudományi Tanszék vezetője, a földtudományi alapszak szakfelelős oktatója.
(Borítókép: Kövesligeti István)