Revontulten salaisuus, osa 2: Pohjoisnavan tulivuorista Auringon hiukkasiin – tiede vastaa mysteeriin

Revontulet ovat askarruttaneet, ihastuttaneet ja pelottaneet ihmisiä kautta aikojen. Niitä on yritetty selittää tarinoiden, mutta myös tieteen voimin. Kaikkein vanhimmat tieteelliset selitykset revontulille ovat antiikin ajoilta.

Kuva: Caj Koskinen

Tieteellisen nimen Aurora borealis ilmiölle antoi Galileo Galilei vuonna 1619. Nimi tarkoittaa suomeksi “pohjoisen aamuruskoa”. Tämä tulee siitä, että revontulia nähdään pohjoisilla leveysasteilla. Eteläisillä leveysasteilla näkyvien revontulten nimi puolestaan on Aurora australis.

Myös mm. Aristoteles, Kopernikus, Celsius ja Newton ovat tutkineet revontulia. Monet heistä ovat nähneet valoilmiön tuliperäisenä. Anders Celsius kirjoitti päiväkirjaansa 24.9.1732 revontulten syntyvän vulkaanisesta toiminnasta lähellä pohjoisnapaa.

Nykyään ilmiön tiedetään aiheutuvan Auringosta kulkeutuneiden hiukkasten ja ilmakehän molekyylien vuorovaikutuksesta.

Kuva: NASA

Auringon ympärillä on kuuma kaasukehä – korona – josta erkanee jatkuvasti hiukkasia avaruuteen. Tätä hiukkasten liikettä Auringosta poispäin kutsutaan aurinkotuuleksi. Aurinkotuuli sisältää lähinnä atomin varautuneita osia, protoneja ja elektroneja, mutta mukana voi olla myös kokonaisia Auringossa esiintyviä alkuaineatomeja.

Saavuttaessaan maapallon aurinkotuuli törmää Maan magnetosfääriin. Magnetosfääri on alue lähiavaruudessa, johon Maan oman magneettikentän vaikutus ylettyy. Magnetosfäärin suojaavan vaikutuksen ansiosta vain osa aurinkotuulen hiukkasista pääsee vuorovaikuttamaan ilmakehän kanssa.

Ilmakehään päässeet aurinkotuulen varautuneet hiukkaset reagoivat ilman typpi- ja happimolekyylien kanssa ionosfäärissä, noin 100-200 kilometrin korkeudessa maanpinnasta. Molekyylit virittyvät törmäyksen vaikutuksesta korkeampaan energiatilaan.

Tämä tila ei kuitenkaan ole pysyvä. Kun viritystila purkautuu, energia näkyy valona maan pinnalle. Valon väri riippuu ilmakehän molekyylistä. Viritystilan purkautuessa happimolekyylit muodostavat vihreää ja punaista väriä ja typpimolekyylit sinertävää väriä.

Revontulissa voi nähdä runsaasti värejä. Eri värit aiheutuvat ilmakehän eri molekyyleistä. Kuva: Sini Malminiemi

Juttusarjan seuraavassa osassa kerromme, kuinka revontulien ilmestymistä taivaalle voidaan ennustaa.

Lue myös:

Osa 1: Kipinöitä ketusta vai portti kuolleiden luokse?
Osa 3: Missä ja milloin? Taivaisen näytelmän ennustamisen haasteet
Osa 4: Suhinaa ja naksumista yötaivaalla? Revontulten äänten mysteeri on ratkeamassa!
Osa 5: Näin kuvaat upeimmat revontulet

Suuret kiitokset Ilmatieteen laitoksen asiantuntija Kirsti Kauristielle ja Aalto-yliopiston emeritusprofessori Unto K. Laineelle lausunnoista ja avusta artikkelien kirjoituksessa.