لقطة من محطة الفضاء الدولية ترصد ظاهرتين فى الغلاف الجوى للأرض

التقط أحد أفراد طاقم البعثة 62 فى محطة الفضاء الدولية ظاهرتين مثيرتين مجتمعتين معا فى الغلاف الجوى الأرضى، قبل الفجر مباشرة، وتظهر الصورة التى التقطت فى وقت سابق من شهر مارس من هذا العام، الألوان الرائعة للشفق القطبى والتوهج الجوى، قبل الفجر، عندما كانت المحطة الفضائية تحلق فوق جنوب شبه جزيرة ألاسكا.
وتنتج الألوان الرائعة التى يمكن رؤيتها فى الصورة عن جزيئات فى الغلاف الجوى العلوى للأرض تتفاعل بطرق مختلفة، والتى أدت إلى اجتماع ظاهرتين مختلفتين تماما فى الغلاف الجوى فى صورة واحدة، حسب روسيا اليوم.
وعلى الرغم من أن المشهد يبدو سحريا عند النظر إليه، إلا أن هناك تفسيرا علميا يوضح ما يحدث بالفعل على الأرض، إذ تتمثل الظاهرة الأولى فى الشفق القطبى، والتى تنتج ألوانا خضراء متوهجة ذات أطراف حمراء على الجانب الأيسر من الصورة.
ويحدث الشفق القطبى عندما تضرب الجسيمات المشحونة من الرياح الشمسية الغلاف المغناطيسى للأرض، وهو نوع من العباءة الواقية حيث تكون مثل هذه الجسيمات تتقلب فى مجالنا المغناطيسي.
وتختلط الجزيئات بغازات الغلاف الجوى مثل الأكسجين والنيتروجين، وتخلق الألوان التى نعرفها باسم الشفق. وتحفزها الرياح الشمسية، حيث تطلق ذرات الأكسجين فى أعلى ارتفاع حالة طاقة أعلى تظهر فى شكل وهج أحمر، بينما ينتج اللون الأخضر عن الأكسجين المثار أو جزيئات النيتروجين التى تطلق الطاقة على ارتفاعات منخفضة.
لكن الشفق هو جزء واحد فقط من الصورة التى التقطها رائد الفضاء على متن المحطة الفضائية الدولية بالذات، حيث يمكن رؤية نطاق أصفر وأحمر للضوء فوق منحنى كوكبنا مباشرة، يطلق عليه "الوهج الهوائي".
ولفهم توهج الهواء، وبشكل أكثر تحديدا "توهج الليل"، عليك أن تتذكر أن سماء الليل ليست مظلمة تماما، ولا حتى بعد استخراج التلوث الضوئى وضوء النجوم وضوء الشمس المنتشر.
وبدلا من ذلك، تنتج الذرات "انبعاثات" من كونها فى حالة الإثارة. على سبيل المثال، الأكسجين الذى تم تحطيمه خلال النهار يعاد تجميعه ويطلق طاقته الإضافية كفوتونات فى الليل. وتساهم جزيئات النيتروجين والتفاعلات بين النيتروجين والأكسجين فى هذا التوهج فى الغلاف الجوي.
وتظهر الفوتونات التى تم إطلاقها فى هذه الحالة باللون الأخضر، كما تبدو فى الصورة، ولكن يحدث اللون الأصفر أحيانا فى طبقة سفلية (بين 80 إلى 100 كم فوق سطح الأرض).
وتتفكك النيازك فى هذه الطبقة من الغلاف الجوى، وتطلق ذرات الصوديوم فى الهواء، ومن ثم يطلق عليها اسم طبقة الصوديوم، ذرات الصوديوم المثارة ستخلق وهجا أصفر واضحا.
ويتسبب شروق الشمس خلف الأرض فى ظهور حافة الكوكب باللون الأزرق الداكن. ويحدث هذا لنفس السبب الذى يجعل السماء زرقاء خلال النهار، عندما يصطدم ضوء الشمس بجزيئات الغلاف الجوى، ويتشتت الضوء الأزرق (أحد أقصر الأطوال الموجية)، بينما يُسمح للضوء الملون الآخر بالمرور.
ويبدو أن خطوط الشفق القطبى الخضراء المتموجة ذات القمم الحمراء تتقاطع مع النطاق الأحمر والأصفر الصامت لتوهج الهواء، وتضيف الشمس المشرقة، خلف طرف الأرض وقت التقاط هذه الصورة، لونا أزرق عميقا إلى الأفق. وينضم الضوء المنبعث من مدن فى كولومبيا البريطانية وألبرتا بكندا إلى ضوء النجوم لتنتشر فى السماء فى الصباح الباكر.