Może być różowa i wydawać dziwne trzaski. Zorza polarna to marzenie podróżników i obiekt badań naukowych

W tym artykule:

1. Czym jest zorza polarna?
2. Jak powstaje zorza polarna?
3. Gdzie występuje zorza polarna?
4. Kiedy można zaobserwować zorzę polarną?
5. Ciekawostki o zorzy polarnej

To jeden z najbardziej spektakularnych pokazów świetlnych na Ziemi. Od wieków wprawia obserwatorów w zachwyt i rozbudza ciekawość naukowców. Mowa oczywiście o zorzy polarnej. Jest ona jednym z najbardziej wyczekiwanych zjawisk. Aż 60 proc. turystów marzy o zobaczeniu zorzy na własne oczy.

Jednak zorza polarna występuje tylko na niektórych szerokościach geograficznych. Przykładowo na Islandii, w północnych regionach Rosji (Syberia) i na Półwyspie Skandynawskim. Naukowcy wielokrotnie próbowali wyjaśnić, jak powstaje zorza polarna. Co dziś wiadomo o tym zjawisku?

Czym jest zorza polarna?

Słońce nieustannie emituje naładowane cząstki, czyli tzw. wiatr słoneczny. Zorze pojawiają się, kiedy owe cząstki wchodzą w interakcje z polem magnetycznym Ziemi. Cząstki przedostają się w kierunku ziemskich biegunów, gdzie pole magnetyczne jest najsłabsze.

Spektakularny taniec niebios. Najsilniejsze zorze w historii

Kiedyś ich pojawienie się kojarzono z wielkim nieszczęściem, dziś podziwiamy ich piękno, często podróżując tysiące kilometrów byle tylko zobaczyć je na własne oczy. Zorze, mimo niewia...

Tam zderzają się z atomami w atmosferze, które pod wpływem tego zaczynają emitować promieniowanie widzialne. I to w rezultacie daje kolorowe pokazy świetlne.

Zorze polarne zazwyczaj mają kolory zielony, czerwony, bordowy lub purpurowy. Jednak w 2022 r. zorze polarne były różowe. Przez kolejne 3 lata to zjawisko może się powtarzać. Kolor to zasługa azotu. Cząsteczki tego pierwiastka występują w niższych partiach atmosfery. Pojawienie się różowej zorzy świadczy o większej niż zazwyczaj aktywności słonecznej.

Czasami Słońce zrzuca większe strumienie cząsteczek, które, jeśli są skierowane w kierunku Ziemi, mogą wywołać zakłócenia w ziemskim polu magnetycznym. To zjawisko nosi nazwę burzy geomagnetycznej. Takie burze mogą zakłócać działanie satelitów i uszkadzać je.

Najsilniejsze z burz stanowią nawet zagrożenie dla naziemnych sieci energetycznych i internetu. Wywołują jednak również najbardziej zjawiskowe zorze polarne. Są one wówczas widoczne na większym niż zwykle obszarze.

Jak powstaje zorza polarna?

Według badań opublikowanych przez fizyków z Uniwersytetu w Iowa, najpiękniejsze zorze polarne są wytwarzane przez potężne fale ładunków elektrycznych podczas burz geomagnetycznych. Jak tłumaczą, zjawiska te, znane również jako fale Alfvena, kierują elektrony w kierunku powierzchni Ziemi.

– Pomiary wykazały, że ta niewielka grupa elektronów podlega przyspieszeniu rezonansowemu przez pole elektryczne fali Alfvena – tłumaczy Greg Howes, profesor w Katedrze Fizyki i Astronomii na Uniwersytecie w Iowa oraz współautor badań.

Naukowiec porównał tę zależność do surfera łapiącego fale na wodzie. Co ciekawe, idea ta po raz pierwszy pojawiła się w badawczym świecie w 1946 roku dzięki rosyjskiemu fizykowi Lwowi Lanudaowi. Opracowana przez niego teoria tłumienia, nazywana tłumieniem Landaua, została udowodniona naukowo.

Co prawda badacze już od dziesięcioleci rozumieli, w jaki sposób najprawdopodobniej powstaje zorza polarna. Jednak dopiero niedawno po raz pierwszy byli w stanie zasymulować ten proces w laboratorium.

Poszukaj zorzy polarnej. Warto to przeżyć chociaż raz w życiu!

Nigdy nie ma gwarancji, że się ją zobaczy. Ale można zwiększać swoje szanse.

Eksperyment został przeprowadzony na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles. Naukowcy wykorzystali komorę o długości 20 metrów oraz cewki gromadzące energię w wytworzonym polu magnetycznym, udającym ziemskie. Wewnątrz wygenerowano plazmę podobną do tej, która jest obecna w kosmosie w pobliżu naszej planety.

Mimo że naukowcom nie udało się odtworzyć kolorowego migotania, jakie towarzyszy zorzom polarnym, i tak uważają eksperyment za sukces. – Nasze pomiary w laboratorium wyraźnie zgadzały się z przewidywaniami z symulacji komputerowych i obliczeń matematycznych. To dowód, że elektrony surfujące po falach Alfvena mogą przyspieszać elektrony, które wywołują zorze – podsumował prof. Howes.

Gdzie występuje zorza polarna?

Jak już wspomniano wcześniej, zorze najczęściej pojawiają się w pobliżu biegunów magnetycznych Ziemi. Na półkuli północnej zorza jest określana łacińską nazwą aurora borealis, a południowa zorza polarna nosi nazwę aurora australis.

Turyści od dawna tworzą listy miejsc, gdzie można szukać zorzy polarnej. Najlepiej wybrać się za koło podbiegunowe. Wśród miejsc w Europie, w których najłatwiej jest uchwycić zorzę, wymienia się Norwegię, Szwecję, Finlandię, Islandię i okolice rosyjskiego Murmańska. W Ameryce to Alaska i północne krańce Kanady.

Kiedy można zaobserwować zorzę polarną?

Zorzę polarną można zobaczyć od listopada do marca. Przy czym najlepszy moment na wypatrywanie jej to styczeń i luty. Idealne dla obserwacji warunki panują, gdy mróz jest naprawdę duży, nie ma wilgoci w powietrzu i niebo jest bezchmurne. Wówczas między północą a 3 w nocy jest szansa, że zorza polarna pojawi się na nieboskłonie.

Szanse na zobaczenie zorzy zwiększa aktywność Słońca. Od czasu do czasu część rozżarzonego gazu odrywa się od atmosfery Słońca i zostaje wyrzucona w przestrzeń kosmiczną. Ta ogromna erupcja słoneczna to koronalny wyrzut masy (CME). Ma on silne pole magnetyczne. Gdy CME dociera do Ziemi, zaburzenie magnetyczne uderza w magnetosferę naszej planety. I wywołuje spektakularne zorze, które czasami są widoczne nawet w Polsce.

Polowanie na zorzę polarną

Według badań przeprowadzonych przez Lonley Planet zobaczenie zorzy polarnej jest obecnie najbardziej pożądanym doświadczeniem podróżniczym – marzy o tym, aż 60 proc. ankietowanych

Warto przy tym pamiętać, że zorza polarna to najczęściej zjawisko dość słabe. Aby ją zobaczyć, trzeba w bezchmurny wieczór udać się gdzieś za miasto, gdzie nie ma żadnych świateł, za to rozciąga się otwarta przestrzeń. Inaczej zanieczyszczenie światłem może uniemożliwić nam obserwacje.

Ciekawostki o zorzy polarnej

• Intensywne zorze polarne wydają dziwne dźwięki. Świadkowie mówią, że są podobne do zakłóceń radiowych. Przypominają cichutkie trzaskanie, lekkie szeleszczenie czy syczenie. Są słyszalne przez kilka minut podczas zorzy o dużym natężeniu.
• W 2023 r. nad Arktyką pojawiły się tęczowe chmury. To nie była jednak zorza polarna, lecz inne zjawisko. Mowa o tzw. polarnych chmurach stratosferycznych. Według Spacewaether.com zwykle występują w Arktyce nie częściej niż dwa lub trzy razy w roku. Największe szanse na ich pojawienie się są w najzimniejszych miesiącach.
• Zorza polarna w oceanie? W 2022 r. tzw. biohunterzy uwiecznili na zdjęciach nietypowe zjawisko. „Morska zorza” wygląda jak zorza polarna, tyle że występuje nie na niebie, a w wodzie i na plaży. Ta tzw. bioluminescencja to zasługa świecących w ciemności zakwitów planktonu. Niełatwo uchwycić ją na zdjęciu. Światła rzadko są widoczne blisko brzegu.

1 z 1

Zorza polarna