Jak powstają zorze polarne?
Jak powstają zorze polarne? Wszystko zaczyna się na Słońcu. Nasza gwiazda, jak każda inna ma swoją własną atmosferę i zjawiska pogodowe. To ogromna kula gazu o temperaturze powierzchni około 5000 stopni Celsjusza, a więc zachodzące w niej zjawiska są naprawdę potężne.
Choć Słońce znajduje się aż 150 milionów kilometrów od Ziemii, to co się dzieje na jego powierzchni, ma również wpływ na naszą planetę. Potężne rozbłyski słoneczne potrafią skutecznie uszkodzić elektronikę na błękitnej planecie. Aktywność słoneczna może zagrozić ziemskiemu polu magnetycznemu, a także atmosferze. Nasza gwiazda umożliwia nam życie, ale potrafi je także odebrać. Zresztą, wraz ze śmiercią Słońca, skończy się także życie na Ziemii. Na szczęście dzielą nas od tego miliardy lat.
Wiatr słoneczny
Dziś interesują nas zorze polarne — jak powstają, skąd bierze się ich kolor, czy są niebezpieczne?
Wiatr słoneczny to stale emitowany przez naszą gwiazdę strumień naładowanych cząstek — protonów i elektronów o napięciu aż do jednego gigaelektronowolta. Ładunki o mniejszych wartościach są emitowane stale, choć takie nie powodują powstawania zorzy polarnej.
Protony i elektrony po dotarciu w pobliże naszej planety, napotykają ziemskie pole magnetyczne. Pole magnetyczne jest skutkiem rotacji metalicznego jądra naszej planety. To właśnie ono stanowi naszą najważniejszą i najlepszą ochronę przed promieniowaniem z kosmosu. Bez pola magnetycznego nie byłoby możliwe życie!
Pole magnetyczne naszej planety zmienia tor lotu ładunków ze Słońca. Zaczynają się one poruszać wzdłuż linii granicznej pola, łączącej oba bieguny naszej planety. Po dotarciu do atmosfery, wzbudzają one zawarte w niej atomy. Elektrony krążące wokół jąder atomowych gazów atmosferycznych przeskakują na wyższe (energetycznie) powłoki. Jest im tam „niewygodnie”, a więc szybko wracają na niższą powłokę, na której są bardziej stabilne. Przeskok elektronu na niższą powłokę wiąże się z emisją energii w formie fotonu, czyli cząstki światła.
To właśnie ten foton odpowiada za wizualne zjawisko zorzy polarnej. W zależności od tego, jaki atom (jakiego gazu) wyemitował ów foton, różnić się będzie jego kolor. Azot zaświeci się na purporowo, a czerwony i zielony kolor widzimy, kiedy fotony emituje tlen. Najlżejsze pierwiastki, czyli hel i wodór zaś świecą w kolorze niebieskim.
Gdzie występują zorze polarne?
Zjawisko zorzy polarnej najczęściej i najlepiej widoczne jest w okolicach biegunów północnego i południowego. Zdarzają się jednak na tyle silne wiatry słoneczne, ze światła można zaobserwować w innych rejonach naszej planety. Najczęściej jednak wybierane są kraje takie jak Norwegia, Rosja, Szwecja, Islandia, Kanada, czy Grenlandia. W linku poniżej można przejrzeć ciekawe propozycje na 2021/22 rok.
https://www.best-served.co.uk/blog/where-to-see-the-northern-lights-2015-2016
Ziemia nie jest wyjątkową planetą pod tym względem. Zjawisko zórz polarnych można zaobserwować w okolicach biegunów olbrzymów gazowych, takich jak Jowisz i Saturn. Pewnym jest, że zjawiska takie występują w całym Wszechświecie — wystarczy planeta gazowa, krążąca wokół aktywnej gwiazdy.
Największe zorze polarne w historii
Znana historia opisuje dwa zjawiska, które wystąpiły w niedużym odstępie czasu: 28 sierpnia oraz 2 września roku 1859. Aury światła były opisywane na całym świecie. Według raportów z tamtego okresu, w środku nocy bez zewnętrznego oświetlenia, można było czytać drobny tekst tylko dzięki fotonom wyemitowanym przez gazy w górnych częściach atmosfery.
Obecnie tak potężne emisje wiatrów słonecznych mogłyby na długi czas pozbawić nas prądu. Ówcześnie urządzenia elektryczne na szczęście nie były tak rozpowszechnione, jak dziś. Tak ogromny koronalny wyrzut masy słonecznej spowodował, że niektóre linie telegraficzne zaczęły przekazywać prąd tylko z powodu interakcji prądu ze słońca z naszą atmosferą. Udokumentowany jest przypadek, kiedy dwoje rozmówców wyłączyło baterie w urządzeniach i nadal mogło prowadzić konwersację „lepiej niż na bateriach”. Rozmowa trwała dwie godziny, a część jej zapisu możemy znaleźć w Internecie.
Podsumowanie
Słońce jest nieporównywalnie większe od Ziemii, choć nie należy do największych gwiazd. Jego „kaprysy” mogą zagrozić nie tylko naszej elektronice, ale i bezpieczeństwu. Mimo zaawansowanego rozwoju cywilizacji, nie jesteśmy przygotowani na takie zjawiska. W czasach pandemii i wszechobecnych kryzysów, nie mamy nawet środków na przygotowania. Ogromny wyrzut masy ze Słońca może nadejść w każdej chwili, a jedyne co mamy do obrony, to systemy wczesnego ostrzegania. Słońce dało naszej planecie możliwość istnienia życia, ale może też je odebrać. Mała planeta skalista jest niczym w porównaniu z ogromną kulą gazu, w której stale zachodzą zjawiska termojądrowe. Nasi przodkowie modlili się do boga-słońce, a my możemy tylko liczyć na to, że nieprzyjemności są daleko, daleko za horyzontem. Kiedyś pojawią się na pewno.
Jeśli wpis Ci się spodobał, możesz zaobserwować nasz profil na Facebooku: kliknij tutaj. Możesz także nas wesprzeć, aby projekt wkrótce nie upadł – kliknij tutaj. Dziękujemy za lekturę!