Tiede
Revontulet: Mielenkiintoisia faktoja taivaan liekkimerestä
Revontulet ovat suomalaisille tuttu näky taivaalla. Niitä ei kuitenkaan pitäisi ottaa itsestäänselvyytenä, sillä kuulumme harvalukuiseen katselijoiden joukkoon.
Suurin osa maailman ihmisistä ei nimittäin ole koskaan päässyt todistamaan revontulia muuta kuin kuvien kautta. Ja vaikka oikeilla asetuksilla otetut kuvat ja videot saavat valoilmiöstä esiin sävyjä ja liikkeitä, joita paljaalla silmällä ei pysty havaitsemaan, on revontulien maagisuus parhaimmillaan itse todistettuna.
Miten revontulet syntyvät, mistä johtuu niiden värit, onko revontulet mahdollista kuulla ja voiko niistä olla vaaraa ihmisille? Esimerkiksi näihin kysymyksiin Listafriikki vastaa tällä taivaan liekkimerestä kertovalla listalla.
Miten ne syntyvät?
Revontulet syntyvät kun aurinkotuuli eli Auringon koronasta lähtöisin oleva, pääasiassa protoneista ja elektroneista koostuva, hiukkasvirta osuu Maan ilmakehään. Aurinkotuulet kulkevat reilun 11 miljoonan kilometrin tuntivauhdilla, mikä tarkoittaa noin muutaman päivän matkaa Maahan. Ne ovat verrattain hitaita, sillä auringonvalo saavuttaa Maan vain kahdeksan minuutin matkaamisen jälkeen.
Maan magneettikenttä suojaa meitä suurimmaksi osaksi Auringon lähettämiltä hiukkasilta, mutta aurinkotuuli on niin voimakas, että osa hiukkasista päätyy ilmakehän ylimpiin osiin, jossa ne kulkeutuvat magneettikenttää pitkin napa-alueille. Siellä ne muodostavat revontuliovaaliksi kutsutun ringin Maan magneettisen navan ympärille.
Kun hiukkaset törmäävät yläilmakehän happi- ja typpimlekyyleihin, virittyvät atomit korkeampaan energiatilaan. Tämän viritystilan purkautuessa energia vapautuu valona.
Mistä eri värit johtuvat?
Useimmiten revontulet ovat vihreän sävyisiä, mutta myös punertavat, keltaiset, siniset ja violetit ”liekit” ovat yleisiä. Harvemmin valoilmiö näkyy oranssina tai jopa valkoisena.
Yleisin väri, vihreä, syntyy noin 100-150 kilometrin korkeudessa, kun aurinkotuulen korkeaenergiset elektronit virittävät happiatomeita. Myös punainen väri on hapen reaktioiden aikaansaamaa, mutta se muodostuu korkeammalla, noin 150-500 kilometrin etäisyydellä maanpinnasta, kun elekronit ovat matalamalla energiatasolla. Sinisen ja violetin saa aikaan typpi. Kaikki muut sävyt riippuvat siitä, missä kohtaa ilmakehää atomien virittyminen tapahtuu, eli mikä on typen ja hapen jakauma.
Happi ja typpi vapauttavat viritystilan purkautuessa myös ultraviolettivaloa, mikä on havaittu satelliittien erityisillä kameroilla, mutta jota paljaalla silmällä ei tokikaan voi nähdä.
Missä ja koska niitä voi nähdä?
Eniten revontulia esiintyy 60. ja 75. leveyspiirin välisellä alueella, johon Suomi lähes kokonaan mahtuu. Maan magneettinen napa ja maantieteellinen napa eivät ole aivan samassa kohtaa, joten revontulia voi toisinaan nähdä oletettua etelämpänä ja toisaalta pohjoisempana. Se riippuu siitä, mihin magneettista napaa ympäröivä revontuliovaali maantieteellisesti kulloinkin asettuu.
Jos Aurinko on kovin aktiivinen, ja siellä tapahtuu voimakas purkaus, voi revontulia nähdä paljon tuon alueen ulkopuolellakin. Siitä lisää listan seuraavassa kohdassa.
Todennäköisimmin ”pohjoisen aamuruskon” voi nähdä, ehkä hieman nimensä vastaisesti, pari tuntia keskiyön molemmin puolin. Mutta mahdollisuus revontulien bongaamiseen on aina, kun on tarpeeksi pimeää ja pilvetön taivas. Päivisinkin niitä esiintyy, mutta valoisuudesta johtuen revontulia ei silloin tietenkään näy.
Revontulet eivät ole vain pohjoisella taivaalla nähtävä ilmiö, sillä yhtälailla valoesityksen voi nähdä, jos menee tarpeeksi etelään. Siellä loimuaa aurora australis, etelän tulet. Parhaiten ne voi nähdä Etelämantereella (ylläoleva kuva), mutta oikein aktiivisina kausina taivas voi valaistua myös Uuden-Seelannin Eteläsaarella, Australian eteläisimmissä osissa ja Etelä-Amerikan eteläkärjessä.
Vuoden 1859 aurinkomyrsky
Carringtonin ilmiö (engl. Carrington event) on syyskuun alussa vuonna 1859 tapahtunut, muutaman päivän kestänyt, massiivinen aurinkomyrsky. Tuolloin erittäin voimakas hiukkaspurkaus sai aikaan revontulia, jotka näkyivät poikkeuksellisesti koko maapallolla. Erityisen paljon niitä havaittiin muun muassa Karibian alueella ja muuallakin hyvin lähellä päiväntasaajaa.
Harrastelijatähtitieteilijät Richard Carrington ja Richard Hodgson raportoivat samaan aikaan toisistaan tietämättään ennennäkemättömän suuresta auringonpurkauksesta syyskuun 1. päivänä. Jo muutaman päivän Aurinko oli ollut tavallista aktiivisempi ja revontulet olivat valaisseet taivaan normaalilla esiintymisalueellaan. Mutta tuo Carringtonin ja Hodgsonin havaitsema valtava purkaus lähti liikkeelleetavallista vaudikkaammin ja matkasi suoraan Maata kohti saavuttaen määränpään alle vuorokaudessa.
Ilmiö tiivisti Maan magneettikehää niin voimakkaasti, että se vaikutti maailmanlaajuisesti sähköverkkoon: johdot kipinöivät ja sähköttäjät saivat laitteistaan iskuja. Lennätinverkot pimenivät päiviksi.
Jos samanlainen aurinkomyrsky koettaisiin nyt, kun yhteiskuntamme toimivuus nojautuu niin kokonaisvaltaisesti erilaisiin koneisiin, olisivat seuraukset katastrofaaliset: satelliitit sekoaisivat, tietokoneet, kännykät ja navigaattorit lakkaisivat toimimasta ja sähkökatkokset pimentäisivät koko maailman. Vuoden 1859 veroinen auringonpurkaus aiheuttaisi globaalin laman, josta palautuminen kestäisi vuosia.
Vuonna 2012 meitä uhkasi yhtä voimakas aurinkomyrsky, mutta tuo purkaus ohitti Maan täpärästi. Sittemmin keskustähtemme on elänyt hieman hiljaisempia aikoja, mutta eiköhän sieltä taas jossain vaiheessa leimahda. Onneksi auringonpurkauksia osataan jo ennustaa melko hyvin ja voimakkaiden purkausten aiheuttamiin muutoksiin on varauduttu.
Aurora borealis
Revontulien virallinen nimi, aurora borealis, tarkoittaa kirjaimellisesti pohjoista aamuruskoa. Latinankielinen sana aurorae tarkoittaa aamuruskoa ja boreas tarkoittaa pohjoista tuulta.
Roomalaisen mytologian Aurora-jumalatar (tai kreikkalaisen mytologian Eos) nousi vaunuineen merestä joka aamu levittäen kannustaan kastetta maahan ennen kuin lensi taivaalle kohti aurinkoa, ilmoittaen uuden päivän sarastuksesta. Auroralla/Eosilla oli useita lapsia, joista yksi sai nimen Boreas. Tuo violettisiipinen pohjoisen tuulen jumala kuvattiin vahvana ja kiivasluontoisena.
Muuan italialainen tähtitieteilijä Galileo Galilei nimesi revontulet noin, koska hän ajatteli niiden johtuvan siitä, kun auringonvalo heijastuu ilmakehästä. Ei sinänsä mikään heikko veikkaus 1600-luvulla eläneeltä astronomilta. Nimen loppuosa on viittaus ilmansuuntaan, jossa revontulia parhaiten näkyi.
Revontulet kansanperinteissä
Suomalaisen kansanperinteen mukaan revontulet ovat nimensä mukaisesti myyttisen tuliketun aiheuttamia. Kertomusten mukaan tulikettu viuhtoi kekäleisellä hännällään lumikinoksia ja puiden oksia, minkä johdosta kipinät sinkoilivat yötaivaalle. Saman tyyppinen perimätietoon pohjautuva tarina on joillakin Kanadan alkuperäiskansoilla, mutta tuliketun sijaan kipinöitä turkistaan lähetti karibu.
Grönlannin alkuperäiskansat kutsuvat revontulia nimellä aqsarniit eli jalkapallon pelaajat, sillä he uskovat valoilmiön syntyvän, kun kuolleiden lasten henget pelaavat jalkapalloa mursun päällä.
Jotkut pohjoisamerikkalaiset alkuperäisheimot taas uskovat revontulien olevan soihtujen reunustama polku, jota pitkin sielut matkaavat taivaaseen. Pohjois-Kanadassa elävä iglulik-heimo näkee revontulet (arsharneq) shamaaneja avustavina voimakkaina henkiolentoina.
Revontulia on myös muualla kuin Maassa
Omassa aurinkokunnassamme revontulia esiintyy kaikilla muilla planeetoilla paitsi Merkuriuksessa. Vaikka silläkin on magnetosfääri, on se liian pieni ja liian lähellä Aurinkoa ilma- tai kaasukehän ylläpitämiseksi. Sen takia Merkuriuksen läheisyydessä ei ole molekyylejä, joita aurinkotuulet voisivat virittää.
Jupiterin ja Saturnuksen revontulet ovat paljon muita suurempia ja näyttävämpiä, koska niiden magneettikentät ovat moninkertaisesti voimakkaampia kuin esimerkiksi Maan. Jupiterissa (ylläoleva kuva) revontulet aiheuttaa aurinkotuulien sijaan sen kuusta, Ionista, vulkaanisen toiminnan myötä valtavalla voimalla purkautuvat hiukkaset.
Uranuksen revontulet ovat antaneet hurjasti lisätietoa koko planeetasta. Meistä kaukaisen Uranuksen uskotaan jossain vaiheessa törmänneen toisen taivaankappaleen kanssa, mikä on saanut sen kääntymään kyljelleen. Se siis kiertää Aurinkoa sivuttain. Hubble-teleskoopin vuonna 2011 ottamien revontulikuvien perusteella voitiin päätellä, missä Uranuksen magneettiset navat sijaitsevat. Niiden paikkaa ei oltu aiemmin tiedetty. Toisin kuin muilla planeetoilla, ne ovat kääntymisen vuoksi pallon eri puolilla kuin maantieteelliset navat.
Todennäköisesti revontulia on myös muualla universumissa keskustähtiä kiertävillä planeetoilla. Koska miksi ei olisi?
Revontulet näyttävät upeilta myös avaruudesta käsin
Revontulet näyttävät maanpinnalta katsottuna upeilta, mutta niitä voi ihailla myös avaruudesta käsin (jos sellaiseen on mahdollisuus), jolloin valoilmiö näyttäytyy aivan uudella tavalla.
Satelliitit napsivat henkeäsalpaavia kuvia ja Maan kiertoradalla jatkuvasti miehitettynä kulkeva Kansainvälinen avaruusasema, ISS, pääsee silloin tällöin hyvinkin läheisiin kosketuksiin hiukkasvirran kanssa. Joskus nimittäin käy niin, että ISS kiertää suoraan revontulien läpi. Yleensä tällaisissa tapauksissa kukaan ei edes huomaa mitään, sillä varautuneita hiukkasia on suhteellisen harvassa. Jos aurinkomyrsky on erityisen raju, jolloin myös säteily on voimakkainta, siirtyy miehistö avaruusasemalla kaikkein suojaavimpaan osaan. Silloin myös kamerat käyvät kuumana!
Voiko revontulet kuulla?
Jotkut väittävät kiven kovaan, että kuulevat huminaa ja rätinää revontulia katsellessaan. Useimpien tutkijoiden mukaan yläilmakehässä, jossa valoilmiö syntyy, ilma on liian ohutta kantamaan ääntä. Lisäksi ääniaalloilla kestäisi minuuttikaupalla saavuttaa maanpinnalla olevat ihmiskorvat.
Asiaa on myös tutkittu, ja on todettu, että silmien sulkeminen saa revontulia seuratessa myös kuullun äänen katoamaan. Alaskan geofysiikan tutkimuslaitoksen mukaan oletettu aistimus äänestä johtunee ”signaalivuodosta”, jossa revontulien aiheuttama voimakas ärsyke näkökeskuksessa aktivoi myös kuulokeskusta.
Mutta vastakkaisiakin asiantuntijamielipiteitä löytyy. Suomalaisen Aalto-yliopiston akustiikan emeritusprofessori Unto K. Laine on tutkinut ja nauhoittanut revontulien ääniä lähes koko 2000-luvun ajan. Hänen taivaalle suuntaamansa mikrofonit ja magneettikenttää mittaava laitteensa ovat tallentaneet revontulien rätinää ja pauketta, joka on yllättäen ollut lähtöisin paljon alempaa kuin varsinainen valoilmiö.
Laineen teorian mukaan yläilmakehän ionosfääristä peräisin olevat positiiviset varaukset kohtaavat maanpinnalta nousevan lämpimän ilman kuljettamat varaukset noin 70-80 metrin korkeudessa eli niin sanotussa inversiokerroksessa. Jos siis voimakkaan revontulimyrskyn aikaan on täysin tyyni sää ja inversiokerros pääsee muodostumaan, voi lieskojen äänet oikeasti kuulla. Olosuhteiden osuminen nappiin on kuitenkin hyvin harvinaista. Tutkijayhteisö on edelleen hyvin jakautunut, vaikka toiset ovat Laineen tulokset ottaneetkin hämmentyneen hyväksyvästi vastaan.
🤷♀️ Aiotko suunnata katseen yötaivaalle tänä talvena? Listafriikin porukka ihasteli jo toissayönä upeaa valoilmiötä, siitä idea listaankin!
Kerro kommenttikentässä ⬇️⬇️ tai somekanavissamme missä olet todistanut hienoimpia revontulia.