Giải mã bí ẩn “dải lụa” cực quang mang màu sắc huyền bí nhất thế giới

"Cực quang" có tên gọi khác là Aurora - tên của nữ thần bình minh của La Mã. Có nhiều câu chuyện và niềm tin về dải "cực quang". Một câu chuyện dân gian từ Phần Lan kể về một con cáo Bắc Cực chạy qua những ngọn núi ở Lapland để dẫn đường mùa đông. Đuôi cáo quét quét tuyết cao lên trời, và đó là cách mà ánh sáng phương Bắc xuất hiện.

Những dải ánh sáng cực quang xuất hiện trên cao, cách mặt đất 80 km trở lên. Để ngắm cực quang, trời phải trong không có mây.

Những dải cực quang có thể xuất hiện trong các hình dạng khác nhau. Một bức màn màu xanh lá cây trải dài khắp đường chân trời là rất phổ biến. Khi bức màn đó tăng cao hơn và di chuyển trên bầu trời, bạn có thể nhìn thấy nhiều chi tiết hơn, chẳng hạn như phượng hoàng lửa, sóng biển...

Vào dịp tia mặt trời mạnh, những người may mắn có thể nhìn thấy một vầng hào quang mở ra ngay trên bầu trời. Vô số tia sáng trải ra vô số màu sắc. Hiện tượng này thường kéo dài ít hơn một phút. Chỉ những người may mắn mới có trải nghiệm.

Trong thiên văn học, cực quang là một hiện tượng quang học được đặc trưng bởi sự thể hiện đầy màu sắc của ánh sáng trên bầu trời về đêm, được sinh ra do sự tương tác của các hạt mang điện tích từ gió mặt trời với tầng khí quyển bên trên của hành tinh. Các cực quang mạnh nhất thường diễn ra sau sự phun trào hàng loạt của Mặt Trời. Các dải sáng này liên tục chuyển động và thay đổi làm cho chúng trông giống như những dải lụa màu trên bầu trời. Đây có thể coi là một trong những hình ảnh đẹp của tự nhiên.

Trên Trái Đất, Mộc Tinh, Thổ Tinh, Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh, các cực quang được sinh ra do tương tác của các hạt trong gió mặt trời với từ trường của hành tinh, và vì thế chúng là rõ nét nhất ở các vĩ độ cao gần các cực từ. Vì lý do này, cực quang diễn ra ở Bắc bán cầu Trái Đất được gọi là bắc cực quang, hay ánh sáng bắc cực; và ở Nam bán cầu thì là nam cực quang. Tuy nhiên, cực quang cũng diễn ra trên Kim Tinh và Hỏa Tinh mà chúng lại gần như không có từ trường của hành tinh. 

Trên Kim Tinh, các phân tử của khí quyển được tích tụ năng lượng trực tiếp từ gió mặt trời; trên Hỏa Tinh, các cực quang diễn ra gần các điểm dị từ khu vực trong lớp vỏ hành tinh, là tàn dư của từ trường cũ của hành tinh (giả thiết) mà ngày nay không còn tồn tại nữa.

Trên Trái Đất, cực quang diễn ra khi các đới bức xạ Van Allen trở nên "quá tải" với các hạt cao năng lượng, sau đó chúng đổ xuống các đường sức từ và va chạm với lớp trên của bầu khí quyển Trái Đất.

Cực quang xuất hiện là do các hạt mang điện trong luồng vật chất từ Mặt Trời phóng tới hành tinh, khi các hạt này tiếp xúc với từ trường của hành tinh thì chúng bị đổi hướng do tác dụng của lực Lorentz. Lực này làm cho các hạt chuyển động theo quỹ đạo xoắn ốc dọc theo đường cảm ứng từ của hành tinh. Tại hai cực các đường cảm ứng từ hội tụ lại và làm cho các hạt mang điện theo đó đi sâu vào khí quyển của hành tinh.

Khi đi sâu vào khí quyển các hạt mang điện va chạm với các phân tử, nguyên tử trong khí quyển hành tinh và kích thích các phân tử này phát sáng. Do thành phần khí quyển hành tinh chứa nhiều khí khác nhau, khi bị kích thích mỗi loại khí phát ra ánh sáng có bước sóng khác nhau, tức là nhiều màu sắc khác nhau do đó tạo ra nhiều dải sáng với nhiều màu sắc trên bầu trời ở hai cực.