Wat veroorzaakt de verschillende kleuren van het noorderlicht?

De kleur van het noorderlicht wordt vooral bepaald door het soort atoom of molecuul waarmee de geladen deeltjes uit de ruimte botsen.

De meest voorkomende kleuren ontstaan bij zuurstof. Afhankelijk van hoeveel energie er vrijkomt, licht zuurstof groen of rood op. Een zuurstofatoom kan twee keer boven zijn normale energieniveau worden “opgetild”. Bij het terugvallen zendt het een lichtdeeltje, een foton, uit. Dat zien wij als noorderlicht.

Valt het atoom van het hoogste naar het eerste energieniveau terug, dan heeft het foton een golflengte van 557,7 nm: dat is groen. Gaat het van het eerste energieniveau terug naar de grondtoestand, dan levert dat rood licht op, met een golflengte van 630,0 of 636,4 nm.

Het bijzondere is dat het hoogste energieniveau maar heel kort standhoudt: 0,7 seconden. Het eerste niveau kan wel 110 seconden blijven bestaan. Daardoor is de kans groot dat er in die tijd alweer een nieuwe botsing plaatsvindt, voordat er licht wordt uitgezonden.

Ons oog speelt ook een rol. We zijn namelijk vijf keer gevoeliger voor groen licht (557,7 nm) dan voor rood licht (630,0 nm). Dat maakt dat het groene noorderlicht veel feller en vaker zichtbaar is dan het rode.

Wanneer geladen deeltjes in botsing komen met stikstof (N₂), zie je andere tinten: paars of rood. In combinatie met groen kunnen er zelfs roze of gele kleuren ontstaan.

Welke kleur we precies zien, hangt dus af van hoe diep de deeltjes de atmosfeer binnendringen. Dat wordt bepaald door de samenstelling van de luchtlagen en de hoeveelheid energie die de zonnewind met zich meebrengt.