Noorderlicht

Wie voor het eerst het noorderlicht ziet, raakt betoverd. Het is magisch en indrukwekkend. Tegelijk oogt het anders dan wat we van fotos kennen. De vormen zijn wel heel herkenbaar, maar er lijkt minder kleur te zijn. Tegelijkertijd is het bewegelijker dan we ons hadden kunnen voorstellen.

Ook in het verleden maakte het verschijnen van noorderlicht veel indruk op mensen. Verklaringen lopen uiteen van reflecties tegen ijsbergen tot het bloed van overledenen. De Inuit in Groenland zagen de bewegende lichtvlekken aan voor dansende kinderen die hoog in de lucht aan het spelen waren. Bij Noord-Amerikaanse stammen waren het juist de overledenen die dansten aan de hemel. De verhalen komen in vele varianten voor omdat men ze vaak van dorp tot dorp verder vertelde.

Zo nu en dan kwam het noorderlicht verder naar het zuiden en kleurde dan vaak rood. In veel Europese landen was dit poollicht dan ook een teken voor komende oorlogen. Dit was het geval bij de Franse revolutie, de Frans-Duitse oorlog in 1870 en 1871 en de Russische bezetting van Finland (1714-1721). Ook de Amerikaanse burgeroorlog schijnt voorafgegaan te zijn door rood aurora. En in Japan krijg je veel geluk in het leven als je geboren bent onder het noorderlicht, zo gelooft men daar.

Een woord dat veel ook wel eens gebruikt wordt voor noorderlicht is poollicht. Poollicht is eigenlijk de algemene naam voor het verschijnsel, waar ook ter wereld. Noorderlicht is namelijk poollicht dat alleen op het noordelijk halfrond te zien is. In het zuiden heet het poollicht dan ook zuiderlicht. Daar is het vaak op Antarctica te zien. Overigens treedt noorderlicht en zuiderlicht vaak tegelijk op. Het Latijnse woord voor poollicht kom je ook wel eens tegen: aurora. Aurora borealis betekent noorderlicht en aurora australis het zuiderlicht. In het Engels is poollicht trouwens ook aurora.

 

TL-buis

Maar wat zijn die lichtende vlekken, stralen en gordijnen in de lucht nou eigenlijk? Daar komt even wat natuurkunde om de hoek kijken. Noorderlicht is feitelijk niets anders dan energierijke zuurstof- en stikstofatomen hoog in onze atmosfeer. Die kunnen onder bepaalde omstandigheden namelijk licht uitzenden. In noordelijke streken wordt de lucht soms gebombardeerd met elektronen en protonen afkomstig van de zon. Die botsen met hoge snelheid tegen de zuurstof- en stikstofatomen. Ze krijgen daardoor even een dosis energie. Die energie moeten ze weer kwijt. Zon atoom geeft de energie weer vrij door een klein beetje licht uit te stralen: een foton.

Het is te vergelijken met een TL-buis. Daarin zit een gas (kwik). Door stroom door het gas te laten gaan, krijgen de atomen in het gas ook even een dosis energie. Ze raken even aangeslagen. Die aangeslagen toestand vinden de atomen niet fijn. Ze willen deze energie weer zo snel mogelijk kwijtraken. Dat doen ze door fotonen uit te stralen. Het resultaat is licht, ook een vorm van energie. Een TL-lamp is eigenlijk een beetje gevangen noorderlicht 😉

 

Zonnewind

De atmosfeer wordt dus soms gebombardeerd door elektronen en protonen. Waar komen die vandaan? Daarvoor moeten we 150 miljoen kilometer verderop: naar de zon. De zon zendt natuurlijk licht uit. Maar wat je niet direct ziet, is dat zij ook een hoop geladen deeltjes uitstuurt: protonen, elektronen en nog wat andere. Die verlaten de zon met een paar honderd kilometer per uur. Dit is de zonnewind. Deze komt na enkele dagen bij de aarde aan.

De aarde wordt beschermd tegen die deeltjes door het aardmagnetisch veld. Die buigt de meeste deeltjes af, zodat die om de aarde heenvliegen. Dat is maar goed ook, want een teveel aan deeltjes kan schadelijk zijn voor het leven op onze planeet. Aan de noord- en zuidpool van de aarde zit echter een klein lek. De veldlijnen van het aardmagnetisch veld duiken hier de aarde binnen. Via deze veldlijnen kunnen de deeltjes toch in de dampkring terechtkomen. En tadaa: daar veroorzaken ze het noorderlicht!

Kleuren

Wanneer je noorderlicht voor het eerst ziet, ziet het er misschien bleek uit. Het is niet zo fel groen of rood als we van de fotos kennen. Dat komt omdat ons oog in het donker minder gevoelig is voor kleur. Loop maar eens buiten wanneer het bijna donker is. Hoeveel kleur zie je dan nog?

Op het netvlies in ons oog zitten zogenaamde kegeltjes en staafjes. De kegeltjes kunnen kleur waarnemen. Hiermee kijken we vooral overdag. In het midden van het gezichtsveld zitten vooral veel kegeltjes. Daarmee kun je duidelijk iets zien en zijn de kleuren helder. Dat is het deel waarmee je direct naar iets kijkt. Dat beeld moet duidelijk zijn en volledig in kleur. De staafjes daarentegen zien geen kleur. Maar ze zijn wel heel gevoelig voor licht. In het donker, dus ook in de nacht, zijn de staafjes meer actief. Het aanwezig licht is gewoon te zwak om door de kegeltjes te worden waargenomen. Dankzij de staafjes kunnen we in het donker toch nog wat zien.

Dat is de reden dat het noorderlicht veel bleker oogt dan op de fotos. Een mooie groene band lijkt op het oog vaak meer grijzig dan echt groen. Vooral als die niet zo helder is. Een camera kan de kleuren in het donker wel goed waarnemen. Je merkt wel dat naarmate het noorderlicht feller wordt, je meer kleur gaat zien. Dan laat het noorderlicht zijn ware pracht zien.

De kleur die je het vaakst tegenkomt op fotos is groen. Dat is ook de kleur die het noorderlicht in noordelijke streken meestal heeft. Dit noorderlicht begint op een hoogte van ongeveer honderd kilometer boven het aardoppervlak. Dat is de onderste grens en die is meestal vrij scherp. Het strekt zich daarboven nog voor een paar honderd kilometer uit en wordt daar doorgaans minder intens.

Naast groen zijn er ook andere kleuren noorderlicht. Noorderlicht is ingedeeld in vijf kleurtypen:

  1. Het bekende groene poollicht
  2. Groen poollicht met daarboven rood poollicht
  3. Groen poollicht met een paars/roze onderkant
  4. Poollicht dat enkel rood is
  5. Blauw/paars poollicht

Zoals gezegd is 1) het meest voorkomende noorderlicht rond de poolstreken. Meer naar lagere geografische breedtegraden kan daar meer rood aurora bijkomen. Soms treedt dan ook type 4 op. Dit gebeurde bijvoorbeeld in Nederland in de nacht van 6 op 7 april 2000 toen het rode poollicht zicht uitstrekte tot in het zuiden. Poollichttype 5 kan plaatsvinden wanneer de zon of de maan niet ver onder de horizon staat. Deze verlicht dan de bovenste delen van het rode licht. Door de interactie van het licht met het noorderlicht wordt dit blauw/paars van kleur. Omdat onze ogen niet gevoelig voor zijn voor blauw en paars, zie je deze kleur eigenlijk alleen op fotos.

Vormen

Je kent vast wel wat verschillende vormen van noorderlicht. Op fotos zie je vaak bogen, gordijnen, stralen en spiralen. Maar eigenlijk zijn er slechts drie hoofdvormen van noorderlicht: discreet aurora, pulserend aurora en de zogenaamde waterstofboog. We zullen ze allemaal even behandelen.

De waterstofboog

Deze boog, ook wel protonboog of diffuus aurora genoemd, is een brede zwakke homogene boog die niet meestal niet heel spectaculair is. Hij loopt over het algemeen van oost naar west en is vaak niet veel helderder dan de Melkweg. De waterstofboog is vaak aan het begin te zien of tussen break ups (zie hieronder). Het is een soort basis aurora waaraan je kunt zien dat het aurora in principe nog wel aanwezig is, al is de echte noorderlicht-uitbraak even gaan liggen. Terwijl de andere twee types worden veroorzaakt door enkel elektronen die de dampkring binnenkomen, komen er bij de waterstofband ook protonen binnen.

Discreet aurora

Dit is het noorderlicht dat we kennen van vaak fraaie fotos. De basis is eigenlijk een boog. Die kan homogeen zijn of fraaie stralen bevatten. Wanneer de boog wat onregelmatig wordt, noemen we dat vaak een band. Een band met stralen die gaat meanderen lijkt al snel op een gordijn. Dat kan heel spectaculair zijn!

De stralen zie je vaak evenwijdig aan elkaar lopen. Maar soms lopen de lijnen wat naar elkaar toe. In werkelijkheid zijn de stralen wel zeker evenwijdig aan elkaar. Echter door perspectief lijken ze soms toch uit elkaar te lopen. Vergelijk dit met evenwijdige spoorrails. Die lijken door het perspectief ook naar elkaar toe te lopen. Wanneer je op de rails gaat staan van een spoor dat in de verte rechtdoor loopt, zie je dit heel goed. Alle lijnen komen samen in een punt op de horizon.

Hetzelfde gebeurt wanneer de stralen recht op je afkomen. Alle stralen lijken dan vanuit één punt te komen. Dat noorderlicht, dat er vaak uitziet als een kroon, noemen we de corona. Het coronavirus dankt trouwens ook zijn naam aan de stralen die rondom het virus te zien zijn door een microscoop.

Verder zijn er soms vlammende vormen van aurora te zien. Al deze vormen vallen onder discreet aurora. Je ziet ze vaak tijdens een zogenaamde break up, een uitbarsting van poollicht dat in allerlei vormen verschijnt, vaak op verschillende plekken aan de hemel.

Pulserend noorderlicht

Dit type poollicht ontstaat meestal later in de nacht, vaak na een of meerdere break ups. Na een break up dooft het noorderlicht wat en lijkt het ook minder actief te worden. Het noorderlicht bestaat dan uit nog wat losse vlekken. De vlekken worden afwisselend helderder en zwakker. Dit kan met een periode zijn van 0,1 seconde, maar ook een seconde of 20. Dat varieert. De vlekken lijken aan en uit te gaan. Dit heet pulserend noorderlicht. Het kan tot wel uren duren, soms zelfs tot in de ochtendschemering. Ook dit noorderlicht levert een prachtig schouwspel. Al is het zwakker, toont het minder kleur en beweging dan wat je eerder die nacht zag.