Opettajan materiaalit

Vastaukset oppilaille annettaviin kysymyksiin (tarkentavaa tietoa opettajalle)

Miten revontulet syntyvät?

Aurinko on revontulten alkuperäinen energianlähde. Aurinkotuulen johdosta auringosta lähtee hiukkasia avaruuteen, joista osa päätyy Maan ilmakehään. Kun parin päivän kuluttua nämä hiukkasten elektronit törmäävät ilmakehän ionosfäärisessä kerroksessa happiatomeihin ja typpimolekyyleihin, atomit ja molekyylit virittyvät hetkellisesti korkeampaan energiatilaan. Kun viritystila purkautuu, energia vapautuu. (Ilmatieteen laitos, 2018 & Tähtitieteellinen Yhdistys Ursa, 2018.)

Miksi revontulia näkyy vain tietyillä alueilla, ja mitkä nämä alueet ovat? Miksi revontulia saattaa nähdä välillä myös Etelä-Suomessa?

Maapallon magneettikenttä suojaa aurinkotuulen hiukkasten pääsyä maan ilmakehään, mutta magneettikentän dipolimaisen rakeneen vuoksi osa hiukkasista pääsee ilmakehään asti. Hiukkaset siistoisin sanoen kulkeutuvat magneettikentän kenttäviivoja pitkin napa-alueille. (Ursa, 2018; Jyväskylän Sirius, 2018.) Parhaiten revontulet näkyvät  molempien napojen läheisyydessä juuri magneettikentän dipolimaisuuden vuoksi. Revontulet näkyvät ympyrän muotoisella alueella, yleensä leveyspiirien 60 ja 75 välissä, jolloin niiden näkyvyys Pohjois-ja Etelänavoilla ei ole kovin hyvä. Tästä huolimatta revontulet saattavat näkyä myös edellä mainitun alueen ulkopuolella, mikäli auringossa tapahtuu poikkeuksellisen voimakas purkaus. (Jyväskylän Sirius, 2018.)

Mistä revontulien väri johtuu?

Revontulten väri riippuu siitä, millä korkeudella atomien ja molekyylien viritystila purkautuu, sekä itse alkuaineesta. Vihreä väri syntyy, kun aurinkotuulen hiukkaset törmäävät happiatomeihin, ja purkaus tapahtuu 100-150 km korkeudella. Happi synnyttää myös punaisen värin, mutta tällöin purkaus tapahtuu 150-500 km korkeudella. Typpi synnyttää puolestaan sinisen värin. (Jyväskylän Sirius, 2018; Yle uutiset, Mistä revontulet saavat värinsä?, 2014.)

Mistä revontulien nimitys tulee?

Revontulien kansainvälinen nimitys on aurora. Nimi juontaa juurensa Kreikan antiikin aamuruskon jumalattaren nimestä. (Tieteen Kuvalehti, 2018.)

Asiantuntijan vastaus

Jyväskylän Siriuksen vastaus kysymyksiimme revontuliin liittyen

- Revontulet syntyvät, kun Auringossa tapahtuu purkaus, jossa se sinkoaa suuren määrän hiukkasia Maapalloa kohti. Noin parin päivän päästä purkauksesta, hiukkaset törmäävät maan magneettikenttään, joka kimmottaa suurimman osan hiukkasista pois. Osa hiukkasista pääsee kuitenkin ilmakehään asti kulkeutumalla magneettikentän kenttäviivoja pitkin napa-alueille [kuva Maapallon magneettikentästä havainnollistaisi hyvin]. Täällä hiukkaset törmäävät ilmakehän atomeihin, jotka purkavat ylimääräisen energiansa valona, jonka me havaitsemme revontulina. Revontulia esiintyy myös muilla planeetoilla, mm. Saturnuksella.

-  Revontulten väreihin vaikuttaa se, minkä alkuaineen atomi valoa lähettää ja millä korkeudella. Vihreä väri syntyy hapesta 100-150 km korkeaudella ja punainen väri myös hapesta, mutta 150-500 km korkeudella. Sinisen värin synnyttää typpi. Koska ihmisen silmä näkee värejä huonosti pimeässä, näkyvät värit usein vain kirkkaiden revontulten yhteydessä. Lisäksi kaupungin valaistus haittaa yleisesti revontulien havaitsemista.

- Ilmastonmuutos ei vaikuta prosesseihin, joissa revontulia syntyy, mutta pilvisyyden lisääntyminen sen sijaan vaikuttaa niiden näkymiseen täällä maan päällä (kuten tänä talvena on voinut hyvin todeta).

- Revontulia näkyy pääsääntöisesti molempien napojen läheisyydessä, ympyrän muotoisella alueella, pääsääntöisesti 60 ja 75 leveyspiirin välissä (Jyväskylä sijaitsee 62.2 leveyspiirillä). Tällöin revontulet eivät itse asiassa näy kovin hyvin Etelä- ja pohjoisnavalla. Ajoittain revontulet saattavat kuitenkin näkyä tämän alueen ulkopuolella, kun Auringossa tapahtuu poikkeuksellisen voimakas purkaus (puhutaan myös avaruusmyrskystä). Esimerkiksi vuonna 1859 niin kutsutun Carringtonin purkauksen aikana revontulia näkyi jopa Karibialla. Lisäksi arvioidaan, että maapallon napojen vaihtaessa paikkojaan (noin 0,1-1 milj. vuoden välein), revontulia näkyisi ympäri maailmaa.

Linkkejä:

http://ilmatieteenlaitos.fi/revontulet-ja-avaruussaa

[Revontuliennuste]

https://www.youtube.com/channel/UCmJxHRIAvcm1ibUeFCzx3pw/videos?flow=grid&view=0&sort=p

[Videoita revontulista, koostettu Murtoisten kameran kuvista]

https://www.ursa.fi/blogi/sirius/kamerat-2/

[Nyrölän ja Murtoisten taivaskameroiden uusimmat kuvat]

http://aurorasnow.fmi.fi/public_service/

[Muiden revontulikameroiden kuvia]