Severni sij se pojavlja v nekaj značilnih barvah. Severni sij je svetloba, ki jo oddajajo atomi in molekule v ozračju po trku z nabitimi delci iz sončevega vetra. Vsak plin oddaja svojo značilno paleto barv, svoj barvni prstni odtis. Na višinah, kjer nastaja severni sij sta v večini dva plina: kisik in dušik, ki prispevata praktično vse barve sija. Barve severnega sija so med seboj ločene po višini in plinu, ki jih oddaja. Po naraščajoči višini se vedno ponavlja isto zaporedje barv severnega sija: rdečkasta do škrlatna, zelena, rdeča in modra do vijolična.
Zelen severni sij
Najpogostejša barva severnega sija je zelena. Oddaja jo kisik na višinah med okoli 120 in 200 km, največ 400 km. Tipična je daleč na severu v Arktiki, na Islandiji in Skandinaviji. Pri nas jo vidimo razmeroma redko, le med močnimi geomagnetnimi viharji, ko se severni sij pomakne daleč proti jugu.
Tipična zelena barva severnega sija, ki jo oddajajo vzbujeni kisikovi atomi na okoli 120-400 km višine. Foto: Piotr Kowalonek.
Rdeč severni sij
Občasno je polarni sij tudi rdeč. Tudi to barvo oddaja atomski kisik, a na večjih višinah, med okoli 200 in 600 km. Rdeča barva je pri severnem siju bolj redka od zelene in se pojavlja le med bolj intenzivno aktivnostjo, predvsem med geomagnetnimi viharji. Na srednjih geografskih širinah, kjer je polarni sij viden le med geomagnetnimi viharji, je marsikdaj vidna le rdeča barva, zelena je nižje in s tem pod obzorjem. Kljub temu je bolj južno od območja, kjer je severni sij stalnica, rdeč sij bolj pogost od zelenega. Kako to?
K temu prispeva seštevek dveh pojavov. Rdeč severni sij se pojavlja na veliko večjih višinah kot zelen, zato se vidi na večjih razdaljah. Obenem se med močnejšimi geomagnetnimi nevihtami območje, kjer se pojavlja severni sij, pomakne dlje proti jugu. Med močnimi geomagnetnimi nevihtami je severni sij tako daleč na jugu, da je nad obzorjem tudi zelena. Pri nas zeleno vedno vidimo skupaj z rdečo, nikoli same, saj je aktivnost polarnega sija vedno tako visoka, da se pojavi tudi rdeča.
Tipičen rdeč sij, ki ga vidimo pri nas. 25. september 2023, Dolenja vas. Foto: Jure Atanackov.
Rdeč kisikov sij in zelen kisikov sij pod rdečim. Fotografija posneta med velikim geomagnetnim viharjem 20. novembra 2003, največjim geomagnetnim viharjem 21. stoletja doslej, iz Radmirja pri Ljubnem ob Savinji. Foto: Javor Kac./ Skies of Slovenia.
Moder in vijoličen severni sij
Včasih pa se pojavi še bolj redek, modrikast do vijoličen severni sij. Takšen sij se pojavlja na zelo velikih višinah, nad 250 km in občasno tudi nad 1000 km. Na teh višinah je običajno premalo molekul in atomov plina, da bi nastal severni sij, a med geomagnetnimi nevihtami lahko močni električni tokovi v Zemljinem magnetnem polju ponesejo dušikove ione (N2+) na zelo velike višine. Vendar ko dušikovi ioni na teh višinah trkajo z nabitimi delci vseeno ne povzročajo opaznega sija. Le če jih osvetli UV svetloba iz sonca, dušikovi ioni zasvetijo v modrih in vijoličnih odtenkih. Te barve se nahajajo nad kisikovimi rdečimi, lahko pa se delno prekrivajo in siju dajo vijoličen odtenek. Ker ga mora osvetliti Sonce, je vijoličen sij prisoten večinoma v večernih in jutranjih urah.
Rdeč kisikov sij in stebri še višjega modro-vijoličnega (visoki modri žarki) od Sonca osvetljenega dušikovega severnega sija 5. novembra 2023, Gomila. Foto: Jure Atanackov.
Na drugi strani, na višinah ‘le’ med 50 in 100 km dvoatomni dušik (N2) ob trkih z nabitimi delci zasveti v globoki rdeči do škrlatni barvi. Od kisikove rdeče se loči po odtenku, še bolj pa po lokaciji: medtem ko se kisikove rdeče nahajajo nad kisikovimi zelenimi, se dušikove vedno rdeče nahajajo pod njimi. Pri nas te barve, vsaj med zabeleženimi pojavi severnega sija, še nismo videli.
Škrlaten sij dvoatomnega dušika na spodnjem robu zelenega severnega sija. Foto: Stein Egil Liland.
Druge barve severnega sija
Občasno se pojavljajo tudi druge barve severnega sija. Na začetku močnih valov aktivnosti (podneviht) se občasno pojavijo belkasti žarki, imenovani ‘kontinuum’. To je kombinacija različnih barv, pogostih in tudi bolj redkih, eksotičnih emisij kisika in dušika.
Beli žarki med začetkom prvega vala aktivnosti 10. maja 2024. Foto: Jure Atanackov.
