Légköri fény

A légköri fény (földfény, éjszakai fény) egy mindig jelenlévő, diffúz háttérfény, amit elsősorban a napsugárzás UV-fotonjai és nagy energiájú részecskéi keltenek a légkör atomjaiban és molekuláiban, amik éjszaka is sugároznak. A légköri fény a légkör felső rétegeiben keletkezik, és azt jelenti, hogy az égbolt soha nem lehet tökéletesen fekete. Ez az egyik indoka a Föld légkörén kívülre telepített csillagászati távcsöveknek. A keltett fény nagy részben, de nem kizárólag látható fény és ultraviola sugárzás.

A légköri fény nem csak a Föld esetén értelmezhető, hanem minden bolygónál, ami légkörrel rendelkezik.

Fő összetevői

• gerjesztett oxigén = 557,7 nm hullámhosszú zöld fény - 100 km magasságban, egy 10 km vastag rétegben keletkezik
• gerjesztett oxigén = 630,0 nm és 636,4 nm hullámhosszú piros fény - 100 km fölötti rétegben keletkezik

A gerjesztett nátriummal együtt főként ez a három összetevő állítja elő a hajnali derengést. Az éjszakai földfény erőssége a geomágneses aktivitás változásait is követi. A nappali légköri fény nagyjából 1000-szer erősebb, mint az éjszakai, de a Nap erős fénye miatt nehezebben tanulmányozható.

Leírása

A légköri fény a Föld légkörén kívülről nézve zöldes derengésnek látszik. A földfényhez nem tartozik hozzá a termikus sugárzás, a sarki fény, a villámlás és a meteorviharok által keltett fényjelenség.

A légköri fény keletkezése annak köszönhető, hogy a nappali napsugárzás energiája a felső légkörben a gerjesztett atomokban és molekulákban tárolódik, és az éjszaka során az atomok rekombinálódásakor, exoterm reakciókban kisugárzódik.

A sarki fénnyel ellentétben a légköri fény minden földrajzi szélességen és minden időben lezajlik.

Felfedezése

Az 1900-as évek elején felismerték és leírták a légköri derengést. Yntenna, aki elsőként végzett fotometriai méréseket a légköri fény kapcsán, megállapította, hogy az napról napra nagy változásokat mutat, és hogy a csillagok fénye nem elegendő a légköri fény létrehozásához.

Színképelemzéssel megállapították, hogy az atomos oxigén 558 nm hosszúságú, zöld színű vonala állandóan jelen van az egész égbolton (ez gyakorlatilag „állandó sarki fény”-t jelent, de a fényerőssége annál jóval kisebb).

Rayleigh (John William Strutt) az 1920-as években kimutatta, hogy az oxigén zöld vonalának földrajzi eloszlása különbözik a sarki fény és a légköri fény esetén, és hogy a sarki fénynél jelen lévő N+2 sávok hiányoznak az éjszakai égboltból. Rayleigh első ízben fejezte ki az oxigén zöld vonalának erősségét az atomos átmenetek számával egy másodperc alatt. Napjainkban az ő nevét viseli a légköri fény erőssége: 1 rayleigh (1 R) egyenlő négyzetcentiméterenként 10⁶ foton egyenletes sugárzásával minden irányban egy másodperc alatt.

Az oxigén 630–636 nm-es sugárzását már korábban megjósolták, ezt 1930 körül sikerült első ízben megfigyelni, valamint a nátrium D-vonalát is.

Bár a földi színképelemzés is alkalmas a légköri fény erősségének mérésére, nem használható a magassági profil kimérésére. Egy lehetőség ennek mérésére a földről rakétával felbocsátott fotométer, ami legalább 100 km magasságot elér. A másik lehetőség egy Föld körül keringő objektumról méréseket végezni.

Elnevezése

A légköri fény, földfény, éjszakai fény elnevezéseket Otto Struve javasolta 1950-ben, amivel C. T. Elvey egyetértett.

Források

• Philip’s Astronomy Encyclopedia, Octopus Publishing Group, 2002, ISBN 0-540-07863-8
• Jacqueline Mitton: Cambridge Illustrated Dictionary of Astronomy, Cambridge University Press, 2007, ISBN 978-0-521-82364-7
• Encyclopedia Of Astronomy And Astrophysics, Nature Publishing Group, 2001
• Patrick Moore: The Data Book Of Astronomy, IOP Publishing Ltd, 2000, ISBN 0 7503 0620 3