Miks Eestis virmalisi nõnda harva näeb?

Foto: postimees.ee

Virmalised ei ole kohalik nähtus, helendav ala võib olla mitmesaja kilomeetri kõrgune ja tuhandete kilomeetrite laiune, moodustades maakera pooluste ümber rõnga. Aga miks neid Eestis nõnda harva näeb? Kuidas seletada virmaliste erinevaid värvusi?

Virmaliste tekkimiseks tarvilike laetud osakeste allikaks on päikesepursked. Päikesepursetes vabanenud osakesed liiguvad Päikesest eemale kiirusega ca 400km/s seda osakeste voogu nimetatakse päikesetuuleks. Maa magnetosfäär suunab päikesetuult pooluste lähedale, virmalised tekivad siis, kiired osakesed satuvad atmosfääri ja põrkuvad selle koostiseks olevate aatomite ja molekulidega.

Lihtne on seletada valguse tekkimist ja selle erinevaid värve. Kui kiirelt liikuvad elektronid põrkuvad aatomite ja molekulidega, siis nad ergastavad neid. Kui ergastus relakseerub, siis kiiratakse valgust. Virmalised ongi see kiiratav valgus (nii nähtav kui nähtamatu). Valguse värvus on juba tingitud konkreetsete aatomite omadustest . Rohelist valgust kiirgavad näiteks hapniku aatomid ja roosat lämmastiku aatomid. Valgus võib olla ka nii nõrk, et seda tajutakse taeva helendusena.

Aurora australis (11 September 2005), agu seda nägi NASA IMAGE satelliit. Virmaliste pilt on kokku sulatatud The Blue Marble’lt saadud maa kujutisega. Pildile vajutades avaneb animatsioon.

Keerulisem on lugu päikesetuule liikumise trajektooride, seega ka virmaliste esinemise kohtade ja virmaliste kujuga. Kui elektronid jõuavad maa magnetosfääri, siis maa magnetväli hakkab elektrone nende muidu sirgjoonelisest trajektoorist kõrvale kallutama. Kallutavat jõudu nimetatakse Lorentzi jõuks ja sellest on omajagu põhjalikult juttu gümnaasiumi füüsikakursuses . Tulemuseks on see, et elektronid liiguvad mööda maa magnetvälja koonduvaid jõujooni ja satuvad seetõttu küllaltki kitsasse piirkonda pooluste lähedal (vt maa magnetosfääri pilti allpool).  Tuleb aga öelda, et selline lihtne seletus ennustab palju ulatuslikumaid virmaliste esinemise piirkondi kui need, mida reaalselt vaadeldakse (vt animatsiooni). Täpsemate mudelite väljatöötamisega tegeletakse.