Revontulet ovat täällä eteläisemmässä Suomessa melko harvinaista herkkua. Eikä itselleni oli vielä sattunut sellaista luontoreissua, että olisivat olleet näkyvissä.
Mutta kotipihalla olen toisinaan päässyt ihastelemaan niiden loistoa. Muutamalla harvinaisella kerralla jopa todella kirkkaana. Vaan yleensä ne ovat täällä sangen himmeitä ja matalalla pohjoistaivaalla.
Olen toisinaan koettanut valokuvata revontulia. Ehkä paras onnistumiseni tuli pari vuotta sitten syksyllä, jolloin kuvasin (automaattisesti) kamerallani läpi yön etupihaltamme näkyvää pohjoistaivasta. Koostin kuvista time lapse – videon, josta tuli tällainen:
Pääosin revontulet näkyvät tuossa vihreinä, mutta kyllä hetkittäin näkyy muitakin värejä.
Aivan taivaanrantaa sitten värittää oranssina Joensuun ja valtatie 6:n valot. Siis valosaastetta. Siitäkin kirjoittanen jossain välissä tässä blogissa.
Kuvaamisessa en käyttänyt mitään ihmeempää ammattilaiskalustoa. Laitteistoni oli tällainen:
Kyseinen kamera on vanha, nyt jo edesmennyt Canon EOS 450D, jossa oli 12 mm polttovälin Samyangin objektiivi. Kameran herkkyydeksi laitoin ISO1600, jolloin sain suhteellisen kelvollisia kuvia kun valotusaika oli yksittäisellä kuvalla 30 sekuntia. Uudemmissa kameroissa saa suuremman herkkyyden, joten niissä riittä lyhyempikin valotusaika.
Koska valotusaika on noin pitkä, ei kuvaamista voi tehdä käsivaralla. Minulla on seinään kiinnitettynä tuo kuvassa näkyvä kulmarauta, jossa on kiinni jalustoissa käytettävä kuulapää. Näin minun ei tarvitse edes jalustan kanssa säätää, vaan kameran saa paikoilleen helposti ja nopeasti.
Tuossa kuvia on otettuna useamman tunnin ajalta. Koska kamerassa ei ollut itsessään mahdollisuutta moiseen toistuvaan kuvaamiseen, niin minulla oli Raspberry Pi – korttitietokone ohjaamassa kameraa ja tallentamassa kuvat.
Lisäksi kamerassa oli verkkovirta-adapteri, koska yksi akku ei riitä moiseen kuvaamiseen.
Ja yhtenä lisävarusteena näkyy myös objektiivin ympärillä oleva lämmityspanta. Syksyllä ilma on öisin jo kosteaa, ja kosteus helposti tiivistyy taivasta kohti olevalle objektiivin linssille. Taivasta kohti olevat pinnat jäähtyvät nopeasti pilvettömän taivaan alla.
Mutta kun hiukan lämmittää tuollaisella lämmityspannalla objektiiviä, niin se pysyy lämpimämpänä kuin ympäröivä ilma, jolloin kosteuden tiivistymistä ei tapahdu. Tämä on ihan silkkaa fysiikkaa.
Aamulla sitten latasin valokuvat tietokoneelleni, editoin niitä hiukan, ja lisäsin aikaleimat. Ja sitten yhdistin ne Photoshopissa videoksi.
Ja sitten fysiikkaa:
Revontulet eivät ole sellaista mystiikkaa kuin miten ne on joskus kuviteltu. Itse asiassa kyse on perusfysiikasta.
Aurinkomme on sangen kuuma, jopa sen meille näkyvä ulkopinta on useamman tuhannen asteen lämpöinen. Siksi se pinnalla oleva kaadu hehkuu kellertävän valkoisena. Samanlaista lämpösäteilyä on hyödynnetty esimerkiksi hehkulampuissa; niissä vaan se lämpötila on ollut muutama tuhat astetta alhaisempi.
Mutta Auringon sisällä lämpötila on vielä paljon suurempi; itse asiassa miljoonia asteita. Lämpö syntyy fuusioreaktiossa. Samanlaistahan koetetaan saada aikaiseksi myös täällä Maassa, mutta se ei ole ihan helppoa. Vaadittava korkea lämpötila aiheuttaa haasteet. Auringossa vetovoiman aiheuttama kaasun korkea paine ja lämpötila hoitavat se puolen automaattisesti.
Eikä se kaasu suinkaan säyseästi käyttäydy Auringossa. Ennemmin se on kuin joku kiehuva soppakattila. Josta sitten välillä kuplia kuumaa ainetta purskahtaa pois.
Tämä aine on hiukkasia. Joita itse asiassa Auringosta sinkoaa ulos koko ajan valtavia määriä. Tätä sähköisesti varattujan hiukkasten suihkua kutsutaan aurinkotuuleksi.
Ja jatkuvasti näitä hiukkasia tulee kohti Maata. Mutta Maalla on suojakilpi. Se on magneettikenttä – sama, joka saa kompassin neulat osoittamaan pohjoiseen. Tullessaan Maan magneettikenttään näiden hiukkasten liikesuunta muuttuu. Hiukkaset ohjautuvat magneettikentän mukana kohti napa-alueita, js osa niiden ohi Maapallon toiselle puolelle.
Mutta osa hiukkasista ohjautuu sen magneettikentän ohjaaminen napa-alueilla alemmas ja enemmän kohti Maan pintaa. Ja pääsevät niin lähelle, että yltävät ilmakehään asti. Ei täsmälleen navoilla, vaan rengasmaisella alueella napojen lähettyvillä.
Ilmakehässä nämä hiukkaset törmäävät siellä oleviin atomeihin ja molekyyleihin. Siis esimerkiksi happi- ja typpiatomeihin. Näissä atomeissa tapahtuu eräänlainen virittyminen; atomien elektronit saavat energiaa.
Tämä virittyminen kestää kuitenkin vain hetken, ja se viritystila purkautuu siten, että atomi säteilee valoa. Eli ilmakehässä sen Auringossa tulleen hiukkasen liike-energia siirtyy atomeihin ja molekyyleihin törmäyksen seurauksena, ja sitten edelleen niistä näkyväksi valoksi.
Ja kun tarpeeksi paljon tulee hiukkasten ja molekyylien törmäyksiä, niin syntyvän valon määrä on riittävän suuri näkyäkseen revontulina.
Syntyneen valon väri riippuu siitä, minkä atomin tai molekyylin kanssa se Auringosta tullut hiukkanen on törmännyt. Vihreä valo on peräisin hapesta. Samoin punainen. Purppuranvärinen revontulen valo puolestaan on peräisin typestä.
Tätä revontulien valoa siis syntyy jatkuvasti. Mutta täällä meillä etelässä ne harvemmin näkyvät. Lähellä napa-alueiden lähellä ne kuitenkin ovat hyvin yleisiä. Ja jo Suomen Pohjois-Lapissa ne ovat melko tavanomaisia.
Mutta sitten aina välillä Auringosta lähtee voimakkaampia suihkuja. Ihan kuin joskus roiskeita siitä kiehuvasta soppakattilasta nestettä. Ja jos ne lähtevät kohti Maata, niin revontulista tulee voimakkaammat kun hiukkaset perille pääsevät. Suurempi määrä hiukkasia saa aikaan enemmän valoa.
Samoin Maan magneettikenttä vaihtelee koko ajan jonkin verran. Siten voimakkaimpien revontulien rengasmainnen alue ei ole aina sama. Ja jos olemme onnekkaita ja samaan aikaan magneettikenttä vääntää revontulialueen tänne meille etelämmäksi, ja samalla Auringon hiukkassuihku on voimakas, niin mekin saamme nauttia kirkkaista revontulista.
Mutta toivottavasti ei liian voimakkaista. Koska se hiukkassuihku koostuu sähköisesti varautuneista hiukkasista, ne voivat aiheuttaaa häiriöitä sähköisissä virtapiireissä. Riittävän voimakas hiukkassuihku pystyisi aiheuttamaan niin voimakkaita häiriövirtoja, että se voisi tuhota sähkölaitteita.
Revontulien todennäköisyyttä ja esiintymistä voi seurata vaikka Ilmatieteenlaitoksen verkkosivuilta:
https://www.ilmatieteenlaitos.fi/revontulet-ja-avaruussaa
Toki suuri todennäköisyys tai voimakas esiintyminen eivät takaa revontulien näkymistä. Kesällä yöt ovat niin kirkkaat, että revontulia ei näe. Syystalvella, kun olisi paljon pimeää, niin eletään vuoden pilvisintä aikaa.
Mutta kyllä niitä kirkkaitakin pimeän aikoja vuoteen mahtuu. Ja joskus samaan aikaan kuin revontulet täällä meillä.
Jos haluat oppia lisää revontulista ja niiden valokuvaamisestakin, niin suosittelen Minna Palmrothin, Jouni Jussilan, ja Markus Hotakaisen kirjaa Revontulibongarin opas.
Ja toivottavasti vielä joskus itselleni sattuu retkellä yöpyminen jossain pimeässä, syrjäisessä paikassa silloin kun revontulet loistavat.