By Sabine Stanley, Ph. D., Johns Hopkins University
(Bild: MikeDrago.cz/)
Die Thermosphäre ist eine der höheren Schichten der Atmosphäre mit lose fliegenden Gasatomen. Die Atome sind so weit weg, dass Kollisionen selten vorkommen und sie sich nicht wie ein Gas verhalten können., Die Elektronen, die von der Sonne durch diese Schicht fliegen, reichen jedoch aus, um mit den Atomen zu kollidieren und die Aurora zu erzeugen. Um die Thermosphäre zu verstehen und was dort passiert, sollten wir zuerst die Atmosphäre kennen.
Die ersten beiden Schichten der Atmosphäre Sindtroposphäre und Stratosphäre. Die dritte Schicht ist die Mesosphäre, die sich von etwa 50 bis 80 Kilometern Höhe erstreckt.
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Die Mesosphäre
Die Mesosphäre hat keine Ozonatome oder andere Heizquelle; Somit nimmt ihre Temperatur mit der Höhe signifikant ab., Die Schicht endet in der Mesopause mit einer Temperatur von -120°F und ist damit die kälteste Schicht der Atmosphäre. Die Mesosphäre ist aufgrund ihrer Bedingungen die am wenigsten untersuchte Schicht: Der Druck ist zu niedrig, als dass irgendetwas fliegen und Daten sammeln könnte, aber für Satelliten ist er zu hoch.
In der Mesosphäre treten einige elektrische Phänomene auf: rote Sprites und blaue Strahlen, beide aufgrund von Blitzen in der Mesosphäre. Außerdem verbrennen die meisten Meteore hier und machen die Mesosphäre zur Heimat von Sternschnuppen. Die nächste Schicht ist die Thermosphäre.,
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Die Ionosphäre in der Thermosphäre
Die hohe Schicht über der Mesosphäre heißt die thermosphere.It startet 80 Kilometer über der Oberfläche und variiert von 500 Kilometern bis zu 1000kilometer Höhe. Wie in der Stratosphäre steigen die Temperaturen in Derhermosphäre steigt mit der Höhe. Ultraviolett und Röntgenstrahlen werden absorbiert vonmoleküle, ionisieren sie und erzeugen auch die Wärme., Wo elektrisch aufgeladene Ionen dominieren, wird die Ionosphäre genannt, und Thermosphäre bedeckt den größten Teil davon.
Obwohl die Temperaturen mehrere tausend Grad erreichen können, kann die geringe Dichte der Luft dazu führen, dass Menschen in der Thermosphäre einfrieren. Die Bedingungen sind nicht für Menschen geeignet, um zu überleben, aber sindsehr geeignet für die Aurora, geboren zu werden.
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Was erzeugt Aurora?,
Die Aurora entsteht, wenn die energiereichen Teilchen um die Magnetfeldlinien der Erde mit atmosphärischen Atomen kollidieren. Die einfallende Energie regt die Elektronen in den Teilchen in höhere Energieniveaus an, kann sie aber nicht dort halten. Sobald die Elektronen in ihren normalen Zustand zurückkehren, setzen sie Photonen frei, d. H. Licht., Die Farbe hängt von der Art des Atoms oder Moleküls ab, das von Energie getroffen wird: Sauerstoff erzeugt rote und grüne Aurora, während Stickstoff blau erzeugt.
Nicht alle Auroraist sichtbar, weil einige im ultravioletten und infraroten Bereich des elektromagnetischen Spektrums auftreten. Es gibt jedoch einen anderen sichtbaren Bewohner der Thermosphäre: Die Internationale Raumstation.
Die Internationale Raumstation
Die schönsten Fotos von Auroracome von der Internationalen Raumstation, die in 330 bis 420 Kilometern Höhe in der Thermosphäre umkreisen., Die Station hat die Größe eines Fußballfeldes – der größten ins All gebauten Struktur-und beherbergt seit dem Jahr 2000 über 230 Astronauten.
Es wiegt fast eine Million Pfund und umkreistdie Erde mit über 17.000 Meilen pro Stunde und umkreist somit die Erde alle 93 Minuten. Mit seinen 15 Umlaufbahnen pro Tag und der Umlaufbahnneigung von etwa 50° vom Äquator des Planeten erhält die Station eine ziemlich gute Abdeckung des Globus. Es kann am besten vor Sonnenaufgang oder direkt nach Sonnenuntergang gesehen werden, als ein heller weißer Punkt, der durch den Himmel rast. Normalerweise leben zwei bis sechs Astronauten in der Station.,
Schwerkraft in der Internationalen Raumstation
Astronauten schweben in der Raumstation,aber nicht, weil die Schwerkraft dort sehr schwach ist. Die Gravitationsbeschleunigung in diesen Höhen ist nur etwa 10% schwächer als die Schwerkraft auf der Erdoberfläche.Die Station ist jedoch ständig frei, so dass die Menschen im Inneren in der Luft schweben können.
Sie spüren keine Schwerkraft, da die Schwerkraft mit der gleichen Geschwindigkeit fällt wie sie. Die horizontale Geschwindigkeit reicht aus, um die Station im Orbit zu halten. Dies ist der Status aller Objekte, die die Erde umkreisen. Das Leben im Raum ist ein anderes Thema, zu lange, um hier behandelt zu werden.
Am Ende Aurora und dieInternationale Raumstation sind beide in der Thermosphäre, deren Super-Lowpressure die perfekten Bedingungen für umlaufende und magnetische Phänomene schafft.
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Häufige Fragen zu Aurora
Eine Aurora sind tatsächlich Photonen, die von Elektronen freigesetzt werden. Geladene Teilchen der Sonne kollidieren mit Gasatomen in der Erdatmosphäre und erregen sie zu einem Zustand höherer Energie. Die Elektronen kehren jedoch bald in ihren Zustand niedrigerer Energie zurück und emittieren ein Photon. Photonen sind „Teilchen“ des Lichts; Daher wird die Aurora erzeugt.
Eine Aurora tritt als Folge des Erdmagnetfeldes und der Kollision von Teilchen von der Sonne mit Gasatomen in der Erdatmosphäre auf. So geschehen sie um die Pole herum. An Orten, die näher an beiden Polen liegen, besteht die Möglichkeit, das Nordlicht zu sehen. Zum Beispiel sind Alaska, Schweden und Nordkanada Orte, um Aurora zu entdecken.
Für Menschen, die vom Boden aus zuschauen, hat eine Aurora keine Gefahr. Im Allgemeinen sind sie nicht schädlich für den Menschen, können aber potenziell negative Auswirkungen auf Infrastruktur und Technologie haben., Der Grund dafür ist, dass sie geladene Teilchen und angeregte Atome enthalten, die unter den gegebenen Umständen die elektrizitätsbasierte Technologie beeinflussen können.
Wenn geladene Teilchen der Sonne mit Gasatomen in der Erdatmosphäre kollidieren, passiert eine Aurora. Die Sichtbarkeit des Phänomens beruht auf den freigesetzten Photonen im Prozess, die sich im Bereich des sichtbaren Lichts befinden. Die Farbe hängt von der Art des Atoms ab, das an dem Prozess beteiligt ist: Sauerstoff erzeugt die grüne oder rote Aurora und Stickstoff erzeugt Blau., Einige Auroren treten jedoch im UV-Bereich auf und sind für das menschliche Auge nicht sichtbar.