Zorze polarne

(z Wikipedii) – zjawisko świetlne obserwowane w górnej atmosferze w pobliżu biegunów magnetycznych planety, która posiada silne pole magnetyczne o charakterze dipolowym (dwubiegunowym).

Na Ziemi zorze występują na wysokich szerokościach geograficznych, głównie za kołami podbiegunowymi, chociaż w sprzyjających warunkach bywają widoczne nawet w okolicach 50. równoleżnika. Zdarza się, że zorze polarne na półkuli północnej obserwowane są nawet w krajach śródziemnomorskich. Na półkuli północnej zorza jest określana łacińską nazwą Aurora borealis, a południowa zorza polarna nosi nazwę Aurora australis.

Powstawanie zorzy polarnej

Powstawanie zjawiska związane jest z przepływem prądu w jonosferze na wysokości około 100 km ponad powierzchnią Ziemi, w obszarze przenikania pasów radiacyjnych i górnej atmosfery ziemskiej.

Słońce stale emituje strumień naładowanych cząstek, czyli wiatr słoneczny. Podczas rozbłysków Słońce wyrzuca większe ilości takich cząstek; należą do nich protony o energiach do 1 GeV oraz elektrony o kilka rzędów wielkości mniejszej energii (co wynika z mniejszej masy spoczynkowej tych cząstek). W pobliżu Ziemi tory lotu tych cząstek są w większości odchylane przez ziemskie pole magnetyczne. Schwytane przez ziemską magnetosferę cząstki poruszają się po torze o kształcie helisy wzdłuż linii pola magnetycznego łączących obydwa ziemskie bieguny magnetyczne, powodując wzbudzenia atomów w obszarze polarnym, a skutkiem tego świecenie zorzowe. Atmosfera na dużych wysokościach jest zjonizowana i rozrzedzona, co jest przyczyną także emisji linii wzbronionych. Świecenie zorzowe tworzy ponad 270 linii emisyjnych, głównie tlenu i azotu.

Wiatr słoneczny tworzą emitowane stale przez Słońce protony i elektrony o mniejszych prędkościach, a zatem i energiach, również wtedy, gdy na Słońcu nie obserwuje się plam. Także te są pułapkowane przez ziemskie pasy radiacyjne, ale ze względu na mniejsze energie nie wzbudzają tak intensywnie plazmy jonosferycznej, jak cząstki emitowane podczas rozbłysków i nie powodują większych zórz. Cząstki elementarne z rozbłysków są wysokoenergetyczną fazą wiatru słonecznego. Z powodu różniącego się ładunku protonu i elektronu obiegają Ziemię w przeciwnych kierunkach wytwarzając różnicę potencjału na krańcach magnetosfery (około 40 kV), która może się zmieniać po rozbłyskach i powodować indukcyjne przepływy prądu elektrycznego w jonosferze. Z tego powodu zorze bywają widywane częściej przed lokalną północą niż nad ranem.

Po intensywnych rozbłyskach na Słońcu zorze obserwowano również na średnich szerokościach geograficznych, w tym ponad Polską, ale również w okolicach równikowych. Zjawisko widywano także w dzień, oraz podczas prawie niezaburzonego magnetyzmu.

Zorze były wywoływane – co najmniej dwukrotnie – poprzez detonację ładunku jądrowego grzejącego jonosferę, co zostało skrytykowane przez ekologów. Aparatura amerykańskiego programu badawczego HAARP również wywołała sztuczną zorzę polarną na skutek podgrzania jonosfery falami elektromagnetycznymi w zakresie fal krótkich o dużej energii skupionymi na niewielkiej przestrzeni.

Zorze są obserwowane podczas burz jonosferycznych, a wysoka wówczas jonizacja powoduje zaburzenia w rozchodzeniu się fal radiowych, a nawet zupełny zanik.

Kolory zórz

Rozróżnia się typy systematyczne zórz: pasma, łuki, kurtyny, promienie, korony i inne. Stwierdzono emisje w zakresie barwy niebieskiej, zielonej, żółtej i czerwonej, a bardzo często białe. Kolor zjawiska jest skutkiem różnej intensywności linii emisyjnych.

Kolor zorzy zależy również od określonego gazu. Na czerwono i na zielono świeci tlen, natomiast azot świeci w kolorach purpury i bordo. Lżejsze gazy – wodór i hel – świecą w tonacji niebieskiej i fioletowej.

……………………………………………………………………………………………………………………….

W nocy z soboty na niedzielę (14-15lipca 2012) niebo nad północnymi i centralnymi stanami USA pojaśniało od zorzy polarnej. Widowiskowe, kolorowe smugi pojawiły się na skutek czwartkowego – największego tego lata – rozbłysku słonecznego.

Jak podaje serwis spacewather.com, zorze polarne pojawiły się w nocy z soboty na niedzielę na niebie stanów Kalifornia, Kolorado, Missouri, Utah, Wisconsin, Iowa, Minnesota, Waszyngton, Illinois, Kansas, Nebraska, Michigan i Arkansas.

Zorza widoczna była jednak nie tylko w USA. Zarejestrowali ją mieszkańcy północnych regionów Europy: widoczna była z terenów m.in. Norwegii i Szwecji.

Co jednak jeszcze ciekawsze, zarejestrowana została także na południowej półkuli. W odróżnieniu od występującej na niebie półkuli północnej Aurora borealis, jej południowy odpowiednik zwany jest Aurora australis. Wygląda nie mniej efektownie, co zobaczycie na filmach zarejestrowanych w Nowej Zelandii.

Odpowiedzialny rozbłysk

Za pojawienie się zorzy odpowiada rozbłysk słoneczny klasy X, który astrofizycy uznali za najsilniejszy tego lata. Doszło do niego w czwartek około godz. 16.52 czasu uniwersalnego (18.52 czasu polskiego).

Podczas rozbłysku miał miejsce tzw. koronalny wyrzut masy, który wypuścił w stronę Ziemi gigantyczny obłok plazmy.

To, co udało im się nagrać, zobaczycie na filmach zamieszczonych poniżej.

https://www.youtube.com/watch?v=YDbwPU7FOqY#t=53

https://www.youtube.com/watch?v=icx8uaD3EMM