Poollicht

Het poollicht wordt veroorzaakt door de zonnewind. Deze zonnewind is vooral sterk bij uitbarstingen (van plasmawolken) op de zon, waarbij grote hoeveelheden geladen deeltjes het heelal ingeslingerd worden. Dan wordt het poollicht ook beter zichtbaar tot extreem veel sterker. Soms kan het dan ook in Nederland en Vlaanderen goed zichtbaar zijn. Het aardmagnetisch veld zorgt ervoor dat de deeltjesstroom in de omgeving van de aarde wordt afgebogen en in de buurt van de Noord- en Zuidpool met verhoogde snelheid de atmosfeer binnendringt. De van de zon afkomstige deeltjes bevatten veel energie, die in de bovenste kilometers van de atmosfeer door botsingen wordt overgedragen op zuurstof- en stikstofatomen. Die energie komt uiteindelijk weer vrij en wordt op 80 tot 1000 kilometer hoogte uitgestraald in de vorm van het kleurrijke poollicht. Dit laatste werd in 1957 ontdekt, tijdens het Internationaal Geofysisch Jaar. De achterliggende theorie werd al eerder ontwikkeld en door metingen bewezen door de Noorse ingenieur Kristian Birkeland (1867-1917). Deze theorie werd toen nog niet wetenschappelijk aanvaard. Maar sedertdien is er op grond van satellietmetingen een langzame paradigmaverschuiving gaande naar de plasmakosmologie.

Voordat de wetenschap met de verklaring voor het ontstaan van het poollicht kwam, waren er meerdere verklaringen voor het poollicht te vinden in de folklore en mythologieën van verschillende culturen. Het beeld op leven en dood, het verband met de geestenwereld en de strijd tussen bovennatuurlijke krachten in de hemel, zijn hiervan een voorbeeld. Men denkt ook dat het verschijnsel voor veel mensen angstaanjagend was.

In de middeleeuwen zagen sommige Europeanen de roodgloeiende aurora als een voorteken van onheil, oorlog en bloedvergieten. Er zijn ook nog andere gedachtegangen. Zo was er een Noor die al in het jaar 1250 dacht dat het ijs op Groenland zo veel kracht genereerde dat het licht van de aurora ermee ontstoken kon worden.

Andere Scandinaviërs vroegen zich af of het een weerspiegeling van de zee of zelfs van een school haringen was.

De Cree-indianen geloofden dat wie stierf, in een dansende geest – de geest van de aurora – belandt. Zij hebben de aurora’s altijd als heilig beschouwd. Ook de folklore en mythologie van volkeren, zoals de Inuitmythologie en de Nieuw-Zeelandse Maori’s, staat vol van verwijzingen naar de aurora’s, of “het branden van de hemel”.

Rond 1840 ontdekte de Ierse sterrenkundige en militair Sir Edward Sabine (1788-1883) dat er een relatie bestaat tussen de activiteit van zonnevlekken en het magnetische veld van de aarde. Sabine onderzocht magnetische stormen, die naalden van kompassen deden afwijken. De wisselingen in het aardmagnetisme traden tegelijkertijd op met noorder- en zuiderlicht. Om dit fenomeen verder te onderzoeken kreeg hij de Engelse regering zover dat zij in 1840 een netwerk van meetstations bouwde. Na analyse van zeer veel meetgegevens ontdekte Sabine dat de magnetische stormen een cyclus hadden van tien tot elf jaar.

De Duitse apotheker en sterrenkundige Samuel Schwabe had sinds 1826 dagelijks het aantal zonnevlekken geregistreerd. Ook hij nam een cyclus waar van tien à elf jaar. Sabine legde zijn gegevens naast die van Schwabe en kwam tot de conclusie dat er een verband bestaat tussen zonnevlekken en storingen in het aardmagnetisme.

De kans op poollicht is het grootst in jaren met grote activiteit op het oppervlak van de zon. Om de elf jaar maakt de zon zo'n actieve periode door (het laatst in 2013), wat zich uit in een groter aantal zonnevlekken. Wanneer zo'n zonnevlek naar de aarde is gericht kunnen de geladen deeltjes die bij de uitbarsting vrijkomen de aardse atmosfeer bereiken en poollicht veroorzaken. Radiozenders op de korte golf worden enige uren tevoren ernstig gestoord.

In Nederland en Vlaanderen wordt jaarlijks gemiddeld ongeveer zeven dagen poollicht waargenomen, het vaakst in jaren met veel zonneactiviteit.

Rode Aurora australis, het zuiderlicht, in de nachtelijke hemel boven Swifts Creek, zo'n 100 kilometer ten noorden van Lakes Entrance, Victoria, Australië

Poollicht op Jupiter. De heldere vlek uiterst links is het eind van een veldlijn naar Io. Stippen aan de onderkant leiden naar Ganymedes en Europa

Een aurora hoog boven de noordkap van Saturnus. Foto genomen door de ruimtesonde Cassini

Zowel Jupiter als Saturnus hebben een sterker magnetisch veld dan de aarde: de veldsterkte op de evenaar van Jupiter is 0,43 millitesla, tegen 0,03 mT op aarde en beide planeten hebben stralingsgordels. Poollicht is op beide planeten waargenomen, vooral door de Hubble Space Telescope. Ook Uranus en Neptunus hebben volgens waarnemingen poollicht.[1]

De poollichten op deze gasreuzen lijken net als op aarde veroorzaakt te worden door de zonnewind. Maar ook de manen van Jupiter, vooral Io, leiden tot poollicht op Jupiter, door elektrische stromen langs veldlijnen ("field aligned currents"), die opgewekt worden door een dynamomechanisme ten gevolge van de onderlinge beweging van de draaiende planeet en de maan. Io heeft actieve vulkanen en een ionosfeer en is een sterke bron. Haar elektrische stromen geven ook radiostraling, die sinds 1955 onderzocht worden. Io heeft zelf ook poollicht, net als de andere manen van Jupiter Europa en Ganymedes, zo bleek uit waarnemingen van onder meer de Hubble Space Telescope. Deze aurora's ontstaan als plasma uit de magnetosfeer van Jupiter invalt op hun ijle atmosferen. Er is ook een vergelijkbare elektrische verbinding tussen Saturnus en zijn maan Enceladus vastgesteld.

Marcel G.J. Minnaert:

• De Natuurkunde van 't Vrije Veld, Deel 2: Geluid, Warmte, Elektriciteit.

William R. Corliss:

• Lightning, Auroras, Nocturnal Lights, and related luminous phenomena (The Sourcebook Project, 1982).
• Remarkable luminous phenomena in nature (The Sourcebook Project, 2001).

• Real-time poollichtactiviteit, poollicht.be
• www.aurora-service.eu

Mediabestanden die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden op de pagina Aurora op Wikimedia Commons.