“Het was zo bijzonder om midden in de nacht op pad te gaan en met eigen ogen het groene licht te zien ‘dansen’ in de lucht. Ik kreeg er echt kippenvel van!” vertelt Rik Wildschut enthousiast. Rik studeerde begin 2023 een half jaar in Noorwegen en zag het noorderlicht met eigen ogen.
Wat is het noorderlicht?
Noorderlicht (aurora borealis) is poollicht (aurora polaris), een lichtverschijnsel dat je kunt waarnemen in de buurt van de polen. Zo is er ook zuiderlicht (aurora australis), dat je kunt zien bij de Zuidpool. Poollicht zie je als groene, blauwe en roze gekleurde lichtslierten in de nachtelijke hemel. De prachtige, sierlijk golvende lichtbanen kun je soms zelfs zien bewegen.
Figuur 2: Timelapse filmpje van noorderlicht gemaakt op de Lofoten in Noorwegen. Bron: YouTube.
Poollicht vindt zijn oorsprong bij de zon, die bij zonne-explosies ̶ zonnevlammen ̶ geladen zonnedeeltjes de ruimte in slingert. Een gedeelte hiervan weet onze atmosfeer te bereiken. Bij botsingen van deze deeltjes met gassen in de atmosfeer, zullen deze specifieke lichtkleuren uitzenden. Dat levert het adembenemende schouwspel op.
Hoeveel geladen deeltjes de ruimte in geslingerd worden, hangt af van de zonneactiviteit. Is deze activiteit groot? Dan zijn ook die zonnestormen reusachtig. Het magnetische gas kan soms een snelheid van duizenden kilometers per seconde bereiken. Zo kan een plasmawolk de aarde al na ongeveer 18 uur bereiken.
Schild aardmagnetisch veld
Door het aardmagnetische veld kan de wolk geladen deeltjes niet zomaar de atmosfeer binnendringen. Het magnetische veld om de aarde werkt namelijk als een soort schild. De plasmawolk wordt gevangen en afgebogen langs het magnetische veld van de aarde.
Figuur 3: Simulatie magnetische veldlijnen van de aarde. Bron: Vincent Icke.
Zo komt het plasma terecht in de `trechters’ van noord- en zuidpool, waar het magnetisch veld bijna verticaal is. De razendsnelle elektronen en plasma-atomen, die om de magnetische veldlijnen richting aarde bewegen, rammen de gasdeeltjes in de bovenste lagen van de atmosfeer op een paar honderd kilometer hoogte. En dan ontstaat het prachtige, magische noorderlicht.
Figuur 4: Uitleg poollicht. Bron: Schooltv.
Kleurig spektakel
Wanneer de hoogenergetische zonnedeeltjes tegen de gasdeeltjes in de atmosfeer – bijvoorbeeld zuurstof – aan botsen, dragen ze hun energie hieraan over. Ze hebben zoveel energie dat ze hiermee de zuurstofmoleculen splitsen in atomen én deze atomen ook nog eens in een aangeslagen toestand brengen. De aangeslagen atomen zijn instabiel en zullen daarom weer terugvallen naar hun oorspronkelijke toestand. Hierbij zenden ze licht uit. Soms is dat één kleur, maar als de toestand in stapjes terugvalt, kunnen dat ook meerdere kleuren zijn. De energiehoeveelheid van de botsende zonnedeeltjes bepaalt in welke aangeslagen toestand de moleculen of atomen terechtkomen.
Welke golflengte het licht heeft dat een aangeslagen gasmolecuul of -atoom uitzendt, hangt af van het soort gas. Omdat in de atmosfeer op verschillende hoogtes botsingen plaatsvinden met verschillende gassen, zien we ook verschillende kleuren. Het overgrote deel van noorderlicht dat je ziet – het groene licht dat je ook vaak ziet op foto’s – is echter afkomstig van zuurstofatomen die op een hoog energieniveau worden aangeslagen. Zoals je in figuur 5 ziet, kunnen zuurstofatomen ook nog rood licht uitzenden als ze op een laag energieniveau worden aangeslagen.
De kleuren licht van die je kunt waarnemen op verschillende hoogtes zie je in de tabel bij figuur 6.
| Hoogte | Gas | Kleur |
| >300 km | waterstof, helium | paarsblauw (nauwelijk zichtbaar) |
| 300 - 400 km | zuurstof | rood |
| 100 -300 km | zuurstof | groen |
| 100 km | stikstof | roze en donkerrood |
Figuur 6: Tabel waarin je ziet welke kleur licht verschillende gassen in de atmosfeer uitzenden na botsing met zonnedeeltjes.
Dat het licht mooie verticale banden vormt, komt omdat de zonnedeeltjes rond de magnetische veldlijnen bewegen. Deze veldlijnen zijn niet statisch, maar bewegen zelf ook een beetje. Dat zorgt ervoor dat de lichtbanden in de lucht ook prachtige bewegingen maken.
Zelf zien of foto maken
Je kent vast de prachtige foto’s van het noorderlicht. Maar is dat ook wat je ziet als je er met je eigen ogen naar kijkt? Dat is lang niet altijd het geval. Daarbij spelen twee aspecten een rol. Allereerst is je oog niet even gevoelig voor alle kleuren (pool)licht. Soms zie je prachtige foto’s met mooie rode kleuren. Maar omdat je oog veel gevoeliger is voor groen dan voor rood licht, zou je dit niet hebben gezien als je er zelf naar had gekeken. De sensor in je fotocamera is hier wel gevoelig voor. Vandaar de mooie foto!
De tweede reden dat een foto anders – en mooier – kan zijn dan wat je ziet, is dat bij het fotograferen van noorderlicht vaak een lange sluitertijd gebruikt wordt. Daardoor zie je niet alleen de momentopname die je met je ogen ziet, maar verzamelen zich in het beeld meerdere lichtslierten van het noorderlicht. Bovendien neemt de intensiteit toe. Vaak herken je dit soort foto’s doordat de sterren hierop ook goed te zien zijn. Ook die zie je alleen als je de foto langer belicht.
Noorderlicht in Nederland
Noorderlicht is vooral dicht bij de Noordpool te zien. Toch is het niet zo dat je gegarandeerd noorderlicht ziet als je daar bent. Voorwaarde is dat er veel zonneactiviteit is, waardoor er veel deeltjes in de atmosfeer aankomen en botsen met de gassen in de atmosfeer. Ook moet je op een plek zijn waar je weinig last hebt van strooilicht uit de omgeving. En dan moet het natuurlijk ook nog geschikt weer zijn. Zonder heldere lucht geen noorderlicht!
Hoewel wij in Nederland niet zo dicht bij de Noordpool zitten, kun je soms ook in Nederland noorderlicht waarnemen. Begin 2023 was dit het geval. In Nederland het noorderlicht zien is wel lastig. Ons land is zo dichtbevolkt dat er overal veel strooilicht is van steden. Het beste kon je het dan ook zien vanaf de Waddeneilanden, waar veel minder lichtvervuiling is. Omdat wij verder van de Noordpool af zitten, is de intensiteit van het noorderlicht wel veel minder. Daarom kon je het vaak vooral zien door een foto te maken met een lange sluitertijd.
Zelf zien?
Heb je de mogelijkheid om het noorderlicht te zien? Grijp dan je kans! Het is echt spectaculair om te zien.
Rik heeft nog wel een paar tips voor het maken van een mooie foto: “Zorg dat je ergens bent waar het donker is en er dus geen kunstmatig licht is. Stel je camera in op een relatief hoge ISO-waarde en een grote diafragma-opening – een lage F-waarde – en een iets langere sluitertijd. En zet je camera op een statief, zodat deze helemaal stilstaat.”
Met dank aan Vincent Icke
