Kuzey ışıklarının renkleri neden farklı

Renk nereden gelir?

Manyetik alan boyunca hızla inen elektronlar üst atmosferdeki oksijen ve azot atomlarına çarpar. Çarpışma bu atomlara enerji yükler; atom kısa bir süre sonra bu enerjiyi belirli bir dalga boyunda ışık olarak geri verir. Her gaz kendi dalga boylarında ışır, bu yüzden renk aslında bir tür kimyasal parmak izidir.

Yükseklik de işin içinde. Atmosfer yukarı çıktıkça seyrelir; bazı ışımalar ancak atomların uzun süre birbirine çarpmadan kalabildiği seyrek katmanlarda gerçekleşebilir. Böylece aynı gösteride alttan üste farklı renk bantları oluşur.

Bir benzetme işe yarayabilir: eski tüplü televizyonlarda elektronlar ekranın iç yüzündeki fosfora çarpar ve renkli noktalar yanardı. Kuzey ışıklarında ekranın yerini atmosfer, fosforun yerini oksijen ve azot alır. Elektronların enerjisi ve indikleri derinlik, hangi rengin baskın olacağını belirler.

Yeşil: kuzey ışıklarının olağan rengi

Gördüğünüz kuzey ışıklarının büyük çoğunluğu yeşildir. Bu ışık, atomik oksijenin 557,7 nanometrede yaptığı ışımadır ve kabaca 100 ile 250 km arasında, en yoğun olarak 100–150 km civarında oluşur. Gözümüz bu dalga boyuna oldukça duyarlı olduğu için yeşil aynı zamanda en kolay fark edilen renktir.

Tromsø ya da Rovaniemi'de sakin bir gecede gördüğünüz soluk yay da, tepede dalgalanan parlak perdeler de çoğunlukla bu yeşilden oluşur. Ton parlaklığa göre değişir: zayıfken grimsi, güçlendikçe limon yeşiline yakın bir renk.

Oksijen bu yeşil ışığı yaklaşık 0,7 saniyede verir. Süre kısa olduğu için ışıma, havanın görece yoğun olduğu katmanlarda da çarpışmalardan önce tamamlanabilir. Kırmızının neden daha yukarıda kaldığını anlamak için bu sürenin önemi bir sonraki bölümde netleşiyor.

Kırmızı: yüksekte ve fırtınalarda

Kırmızı da oksijenden gelir ama farklı bir ışımadan: 630 nanometre. Bu ışımanın gerçekleşmesi için atomun uzun süre, yaklaşık iki dakika kadar, başka bir parçacığa çarpmadan kalması gerekir. Bu ancak 200 km'nin üstündeki çok seyrek havada mümkündür.

Kırmızı ışık sönüktür ve gözümüz bu dalga boyuna zayıf duyarlıdır. Bu yüzden normal gecelerde perdelerin üst kısmındaki kırmızıyı genellikle sadece kamera yakalar. Güçlü fırtınalarda ise bu yüksek katman çok parlaklaşır ve gökyüzünün büyük bölümünü kaplayabilir.

Türkiye'den çekilen fotoğrafların neden kırmızı olduğunu bu açıklar. Mayıs ve Ekim 2024 fırtınalarında ışıkların kendisi İskandinavya ve Rusya üzerindeydi. Karadeniz kıyısından ya da doğudaki yaylalardan bakan biri, yeryüzünün eğriliği yüzünden bu gösterinin yalnızca en yüksek, kırmızı kısmını ufkun hemen üstünde görebiliyordu. Yeşil alt kısım ufkun altında kalıyordu.

Mavi, mor ve pembe

Azot molekülleri ve iyonları mavi ve mor ışık verir; en bilinen çizgisi 427,8 nanometredir. Bu ışıma daha yüksek enerjili elektronların ulaşabildiği alçak katmanlarda, yaklaşık 100 km ve altında güçlenir. Perdelerin alt kenarındaki ince mor ya da pembe şerit buradan gelir.

Pembe, çoğu zaman kırmızı ve mavinin karışımıdır; hızlı hareket eden, çok parlak perdelerin alt kenarında görülür. Bir de güneş ışığı alan kuzey ışıkları var: alacakaranlıkta ya da şafakta yüksek katmanlar hâlâ güneş ışığı alırken azotun ışıması güçlenir ve üst kısımlarda mavimsi mor tonlar belirir.

• Yeşil: oksijen, 557,7 nm, yaklaşık 100–250 km.
• Kırmızı: oksijen, 630 nm, 200 km'nin üstü.
• Mavi ve mor: azot, en belirgin 427,8 nm, genellikle 100 km civarı ve altı.
• Pembe: alt kenarda kırmızı ve mavi ışımaların karışımı.

Kameranız neden sizden fazlasını görür?

Karanlıkta gözümüz renkleri algılayan koni hücrelerinden çok, ışığa duyarlı ama renk görmeyen çubuk hücrelere güvenir. Bu yüzden zayıf kuzey ışıkları çıplak gözle gri ya da beyazımsı bir sis gibi görünür. Parlaklık belli bir eşiği geçince koniler devreye girer ve yeşil belirginleşir.

Kamera ise birkaç saniye boyunca ışık toplar ve her rengi aynı duyarlılıkla kaydeder. Telefonların gece modu da aynısını yapar, üstüne görüntüyü işleyerek renkleri biraz daha doygun gösterir. Sonuçta fotoğraflar, gözle gördüğünüz sahnenin daha renkli bir halidir. Bu sahte değil; ışık gerçekten orada, sadece gözünüz onu o kadar iyi toplayamıyor.

Parlak bir gecede ise fark kapanır. Güçlü bir alt fırtına sırasında yeşil perdeleri, hatta alt kenardaki mor şeridi gözünüzle net biçimde görebilirsiniz. Gözlerinizin en az 15–20 dakika karanlığa alışmış olması bu konuda belirleyicidir.

Renkler size ne anlatır?

Renk, gösterinin gücü hakkında ipucu verir. Sadece soluk yeşil bir yay varsa aktivite sakindir. Alt kenarda mor ya da pembe bir şerit belirdiyse, çok enerjik elektronlar alçak katmanlara kadar iniyor demektir; bu genellikle bir alt fırtınanın en hareketli dakikalarıdır.

Gökyüzünün güneyinde ya da tepede yaygın bir kırmızılık görüyorsanız büyük bir fırtınanın içindesiniz. Bu tür geceler Tromsø'da bile her kış yaşanmaz. Fırtına arşivi, 1989'dan bu yana Kp 5 ve üstü geceleri listeler; kırmızı ışıkların güneyden fotoğraflandığı geceler genellikle en üst sıralardadır.

Şekil de rengi tamamlar. Tek ve durgun bir yay sakin bir geceyi, kıvrılan ve hızla yanal kayan perdeler ise yükselen aktiviteyi gösterir. Tam tepenizde ışınların bir noktada toplanıyormuş gibi göründüğü korona, genellikle en renkli anların habercisidir; mor kenarlar ve kırmızı uçlar çoğu zaman o dakikalarda belirir.

Sık sorulan sorular

Fotoğraflardaki renkler gerçek mi, yoksa düzenleme mi? Işık gerçek; gördüğünüz renkler oksijen ve azotun gerçek ışımaları. Ancak uzun pozlama ve telefonların işlemesi, renkleri gözün algıladığından daha parlak ve doygun gösterir. Bazı fotoğrafçılar doygunluğu ayrıca artırır, bu da tonları abartabilir.

Türkiye'den çekilen fotoğraflar neden hep kırmızı? Çünkü bu kadar güneyden yalnızca gösterinin en yüksek kısmı ufkun üstünde kalır. O kısım 200 km'nin üstündeki kırmızı oksijen ışımasıdır. Yeşil alt bölüm yeryüzünün eğriliği yüzünden görünmez.

Rengi önceden tahmin edebilir miyim? Kesin olarak hayır. Ama güçlü bir fırtınada, özellikle Kp 7 ve üstünde, kırmızı ve mor tonları görme ihtimaliniz belirgin biçimde artar. Sakin gecelerde ise ağırlıklı olarak yeşil bekleyin.

Mor şerit ile STEVE aynı şey mi? Hayır. STEVE, kuzey ışıklarından ayrı, dar ve leylak renkli bir ışık şerididir ve genelde güçlü bir gösterinin ardından ovalin güneyinde görülür. Kuzey ışıklarının alt kenarındaki mor ise azot ışımasıdır.