Revontulien värit — mistä ne johtuvat?

Värien lyhyt selitys

Revontulien väri riippuu kahdesta tekijästä: mikä kaasu (happi vai typpi) ja millä korkeudella törmäys tapahtuu. Eri kaasut ja korkeudet tuottavat eri aallonpituuksia valoa — ja eri aallonpituudet näkyvät meille eri väreinä.

Tämä on sama fysiikan periaate kuin neonvaloissa: eri kaasut (neon, argon, helium) hehkuvat eri väreinä kun niiden läpi johdetaan sähköä. Revontulissa "sähkö" on aurinkotuulen elektroneja ja "kaasu" on ilmakehän happi ja typpi.

Vihreä — yleisin väri

Vihreä aurora syntyy kun aurinkotuulen elektronit törmäävät happiatomeihin noin 100–200 kilometrin korkeudessa. Happiatomi virittyy törmäyksessä ja vapauttaa energian vihreänä valona aallonpituudella 557,7 nanometriä.

Tämä on revontulien yleisin väri kahdesta syystä: happi on yleinen tällä korkeudella ilmakehässä, ja viritystila purkautuu nopeasti (noin 0,7 sekunnissa). Nopeampi purkautuminen tarkoittaa tehokkaampaa valontuotantoa.

Vihreä on myös väri johon ihmissilmä on herkimmillään — joten se erottuu hyvin pimeää taivasta vasten. Vihreää auroraa näkee käytännössä aina kun revontulia on näkyvissä.

Punainen — harvinaisempi ja korkeammalla

Punainen aurora syntyy myös hapesta, mutta korkeammalla — tyypillisesti 200–300 km korkeudessa. Tällä korkeudella ilmakehä on niin ohutta, että happiatomi virittyy eri tavalla. Viritystilan purkautuminen kestää huomattavasti kauemmin (noin 110 sekuntia) ja vapauttaa energian punaisena valona aallonpituudella 630 nanometriä.

Punaista auroraa näkee harvemmin koska:
• Se vaatii voimakkaampaa aurinkotuulta (enemmän energiaa)
• Pitkä purkautumisaika tarkoittaa, että törmäykset muiden atomien kanssa voivat "varastaa" energian ennen kuin valo vapautuu
• Punainen valo on ihmissilmälle vaikeampi erottaa pimeässä

Erittäin vahvoilla myrskyillä (Kp 5+) punainen aurora voi kuitenkin olla näyttävää — koko taivaan yläosa hehkuu syvän punaisena vihreän verhon yläpuolella. Tämä on yksi revontulien hienoimmista näyistä.

Violetti ja sininen — typpi

Violetti ja sininen aurora syntyvät kun elektronit törmäävät typpimolekyyleihin (N₂) ja typpiatomeihin (N). Typpi tuottaa violettia ja sinistä valoa aallonpituuksilla 391–470 nanometriä.

Nämä värit näkyvät usein aurora-verhon alareunassa — siellä missä revontulien energia on voimakkainta ja elektronit tunkeutuvat syvemmälle ilmakehään. Violetti ja sininen ovat yleisempiä voimakkaiden myrskyjen aikana.

Violetti on usein yhdistelmä punaisesta ja sinisestä valosta — silmä tulkitsee tämän yhdistelmän violettina. Puhdas sininen aurora on harvinaisempi ja vaatii erittäin energisiä elektroneja.

Valkoinen ja vaaleanpunainen

Joskus revontulet näyttävät valkoisilta tai vaaleanpunaisilta silmälle. Tämä johtuu yleensä kahdesta syystä:

Valkoinen aurora on usein yhdistelmä useista väreistä (vihreä + punainen + violetti) jotka silmä ei erota erikseen hämärässä. Ihmissilmän värinäkö heikkenee merkittävästi hämärässä — siksi heikko monivärinen aurora näyttää harmaalta tai valkoiselta. Kamera pitkällä valotuksella paljastaa todelliset värit.

Vaaleanpunainen syntyy typen ja hapen yhdistelmästä — erityisesti aurora-verhon alareunassa missä typen sininen/violetti sekoittuu hapen vihreään/punaiseen. Vaaleanpunainen on usein merkki voimakkaasta aurorasta jossa elektronit tunkeutuvat syvälle ilmakehään.

Miksi silmä näkee eri tavalla kuin kamera?

Tämä on yksi yleisimmistä kysymyksistä. Vastaus liittyy ihmissilmän rakenteeseen:

Silmässä on kahdenlaisia valoreseptoreita: tappisolueja (värinäkö, toimivat kirkkaassa valossa) ja sauvasolueja (hämäränäkö, ei erottele värejä). Hämärässä silmä käyttää pääasiassa sauvasoluja — siksi heikot revontulet näyttävät harmaalta tai vaaleanvihreältä vaikka ne olisivat kirkkaan vihreitä tai monivärisiä.

Kamera sen sijaan kerää valoa pitkällä valotuksella (10–25 sekuntia) ja käyttää koko kennonsa värisuodatinta. Se "näkee" kaiken valon joka osuu kennolle valotuksen aikana — ja paljastaa kirkkaat vihreät, punaiset ja violetit.

Tämä ei tarkoita että kamera valehtelee. Se kerää vain enemmän valoa ja erottelee värit tehokkaammin. Voimakkailla myrskyillä (Kp 5+) värit näkyvät selvästi myös paljain silmin — vihreä, punainen ja violetti erottuvat kirkkaina ilman kameraa.

Värien ennustaminen

Voit ennustaa revontulien värejä osittain Kp-indeksin perusteella:

• Kp 2–3: Todennäköisesti vihreää — heikko tai keskivahva vihreä kaari pohjoisella taivaalla
• Kp 4–5: Vihreää + mahdollisesti violettia — vahvempi näytös, useita värejä alkaa erottua
• Kp 5–6: Vihreää, violettia + punaista — monivärinen näytös, värit erottuvat paljaalle silmälle
• Kp 7+: Koko spektri — vihreä, punainen, violetti, sininen, vaaleanpunainen. Geomagneettinen myrsky, spektakulaarinen kokemus

Muista: värit riippuvat myös aurinkotuulen hiukkasten energiasta ja magneettikentän paikallisesta rakenteesta. Kp-indeksi antaa suuntaa, mutta yllätyksiä tapahtuu — joskus Kp 3:lla näkee upeita värejä, joskus Kp 5:llä pelkkää vihreää.

Suunnitteletko jo matkaa? Katso vapaat majoitukset ja hinnat.

Usein kysytyt kysymykset

Lue myös