20.2 Fenomena di Lapisan Luar Atmosfer

 

Aurora Borealis dan Aurora Australis

 

Letusan keras di permukaan matahari, yang disebut suar matahari,  mengakibatkan lonjakan segudang elektron dan proton ke luar angkasa, di mana mereka mengganggu transmisi radio dan memberi kami pertunjukan cahaya surgawi spektakuler yang dikenal sebagai aurora  (Gambar 20.4). Elektron dan proton ini bertabrakan dengan molekul dan atom di atas Bumi suasana, menyebabkan mereka menjadi terionisasi dan bersemangat secara elektronik. Akhirnya molekul dan ion yang bersemangat kembali ke keadaan tanah dengan emisi cahaya. Misalnya, atom oksigen yang bersemangat memancarkan foton pada panjang gelombang 558 nm (hijau) dan antara 630 nm dan 636 nm (merah):

di mana tanda bintang menunjukkan spesies yang bersemangat secara elektronik dan hv foton yang  dipancarkan (lihat Bagian 7.2). Demikian pula, warna biru dan ungu sering diamati dalam aurora hasil dari transisi dalam molekul nitrogen terionisasi:

Panjang gelombang untuk transisi ini jatuh antara 391 dan 470 nm.

Aliran proton dan elektron matahari yang masuk berorientasi pada medan magnet Bumi sehingga sebagian besar tampilan auroral terjadi di zona berbentuk donat berdiameter sekitar 2000 km yang berpusat di Kutub Utara dan Selatan. Aurora borealis  adalah nama yang diberikan untuk fenomena ini di Belahan Bumi Utara. Di Belahan Bumi Selatan, itu disebut  aurora australis

Gambar 20.4 Aurora borealis, biasa disebut sebagai lampu utara (northern lights).

 

Cahaya Misteri Pesawat Ulang-alik

Pada tahun 1983, astronot pertama kali melihat cahaya oranye yang menakutkan di permukaan luar pesawat ruang angkasa mereka di ketinggian sekitar 300 km di atas Bumi (Gambar 20.5). Cahaya, yang biasanya memanjang sekitar 10 cm dari pelindung ubin panas silika dan bahan permukaan lainnya, paling jelas pada bagian-bagian pesawat ulang-alik yang menghadap ke arah perjalanannya. Fakta ini menyebabkan para ilmuwan mendalilkan bahwa tabrakan antara atom oksigen di atmosfer dan pesawat ulang-alik yang bergerak cepat entah bagaimana menghasilkan cahaya oranye.

 

Diyakini bahwa atom oksigen berinteraksi dengan oksida nitrat yang di-adsorbed pada (yaitu, terikat pada) permukaan pesawat ulang-alik untuk membentuk secara elektronik nitrogen dioksida yang ada:

 

Ketika NO2* meninggalkan cangkang pesawat ruang angkasa, ia memancarkan foton pada panjang gelombang 680 nm (oranye).