Zorza polarna lub Zorza polarna oferują porywający, dramatyczny, magiczny pokaz, który fascynuje wszystkich, którzy go widzą — ale tylko co powoduje to olśniewające zjawisko naturalne?

w centrum naszego Układu Słonecznego leży słońce, żółta gwiazda, która podtrzymuje życie na naszej planecie. Wiele pól magnetycznych słońca zniekształca się i skręca, gdy nasza gwiazda macierzysta obraca się wokół własnej osi. Kiedy te pola się splątają, pękają i tworzą tak zwane plamy słoneczne. Zwykle te plamy słoneczne występują w parach; największy może być kilkukrotnie większy od średnicy Ziemi.

Related: How to See the Northern Lights

w centrum słońca temperatura wynosi 27 milionów stopni Fahrenheita (15 milionów stopni Celsjusza). Gdy temperatura na jego powierzchni wzrasta i spada, słońce gotuje się i pęka. Cząstki uciekają od gwiazdy z obszarów plam słonecznych na powierzchni, pędząc cząstki plazmy, znanej jako wiatr słoneczny, w Przestrzeń Kosmiczną. Wiatr potrzebuje około 40 godzin, aby dotrzeć do ziemi. Kiedy to zrobią, mogą spowodować dramatyczne wyświetlacze znane jako Zorza polarna.

zorze polarne występują nie tylko na Ziemi, ale także na innych światach naszego Układu Słonecznego (a być może także na egzoplanetach). Gazowe olbrzymy w naszym Układzie Słonecznym (Jowisz, Saturn, Uran i Neptun) mają gęstą atmosferę i silne pola magnetyczne, a każdy z nich ma zorze polarne — chociaż te zorze polarne różnią się nieco od ziemskich, biorąc pod uwagę, że powstają w różnych warunkach.

Wenus ma zorzę polarną generowaną przez rozciągnięte pole magnetyczne („magnetotail”). Mars, który ma zbyt cienką atmosferę dla globalnych zorzy polarnych, doświadcza lokalnych zorzy z powodu pól magnetycznych w skorupie ziemskiej. Sonda NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) odkryła również rozległe zorze polarne półkuli północnej generowane przez energetyczne cząstki uderzające w atmosferę marsjańską.

plamy słoneczne i cykle

plamy słoneczne i burze słoneczne, które powodują najwspanialsze pokazy zorzy polarnej, występują mniej więcej Co 11 lat. Cykl słoneczny osiągnął szczyt w 2013 roku, ale był to najsłabszy słoneczny maksimum od stulecia.

„ten cykl słoneczny nadal należy do najsłabszych w historii”, Ron Turner z Analytic Services, Inc. który służy jako starszy doradca naukowy programu NASA Innovative Advanced Concepts, powiedział w oświadczeniu.

od kiedy w 1749 roku rozpoczęto rejestrowanie przypływu i przepływu aktywności Słońca, miały miejsce 22 pełne cykle. Naukowcy monitorują kosmiczne zdarzenia pogodowe, ponieważ mają one potencjał wpływania na statki kosmiczne na orbicie, wybijają sieci energetyczne i infrastrukturę komunikacyjną na Ziemi oraz wzmacniają normalne wyświetlacze świateł północnych i południowych. Naukowcy badają również, jak fluktuacje aktywności Słońca wpływają na pogodę na naszej planecie.

cząstki i przyciąganie polarne

Ziemia jest nieustannie bombardowana odłamkami, promieniowaniem i innymi falami magnetycznymi z kosmosu, które mogą zagrozić przyszłości życia, jakie znamy. Przez większość czasu własne pole magnetyczne planety doskonale odchyla te potencjalnie szkodliwe promienie i cząstki, w tym te pochodzące ze słońca.

cząstki wyrzucone ze słońca podróżują 93 miliony mil (około 150 milionów km) w kierunku Ziemi, zanim zostaną przyciągnięte nieodparcie w kierunku magnetycznego bieguna północnego i Południowego. Gdy cząstki przechodzą przez tarczę magnetyczną Ziemi, mieszają się z atomami i cząsteczkami tlenu, azotu i innych pierwiastków, które powodują olśniewające wyświetlanie świateł na niebie.

zorze polarne na półkuli północnej Ziemi nazywane są zorzy polarnej. Ich Południowy odpowiednik, który oświetla niebo Antarktydy na półkuli południowej, jest znany jako aurora australis.

co powoduje kolory?

kolory najczęściej kojarzone z zorzy polarnej to różowy, zielony, żółty, niebieski, fioletowy, a czasami pomarańczowy i biały. Zazwyczaj, gdy cząstki zderzają się z tlenem, powstają żółte i zielone. Interakcje z azotem wytwarzają czerwone, fioletowe i czasami niebieskie kolory.

rodzaj kolizji ma również znaczenie dla kolorów, które pojawiają się na niebie: azot atomowy powoduje niebieskie wyświetlacze, podczas gdy azot molekularny powoduje fioletowy. Na Kolory wpływa również wysokość. Zielone światła zazwyczaj pojawiają się na obszarach o wysokości do 150 mil (241 km), czerwone powyżej 150 mil; niebieskie zwykle pojawiają się na wysokości do 60 mil (96,5 km), a fioletowe i fioletowe powyżej 60 mil.

te światła mogą manifestować się jako statyczne pasmo światła lub, gdy rozbłyski słoneczne są szczególnie silne, jako Tańcząca kurtyna o ciągle zmieniającym się Kolorze.

Historia świateł zorzy polarnej

od tysiącleci światła te są źródłem spekulacji, przesądów i podziwu. Malowidła jaskiniowe we Francji, datowane na 30 000 lat wstecz, ilustrują zjawisko naturalne.

w bardziej przesądnych czasach, Zorza polarna była uważana za zwiastun wojny lub zniszczenia, zanim ludzie naprawdę zrozumieli, co je powoduje. Wielu klasycznych filozofów, autorów i astronomów, w tym Arystoteles, Kartezjusz, Goethe i Halley, odwołuje się do zorzy polarnej w swoich pracach.

już w 1616 roku astronom Galileo Galilei użył nazwy aurora borealis, aby je opisać, przyjmując imię mitycznej rzymskiej bogini świtu, Aurora, i grecką nazwę wiatru północnego, Boreas.

aurora australis, czyli światła Południowe, występuje wokół regionu polarnego południowego. Ale ponieważ Biegun Południowy jest jeszcze bardziej niegościnny niż Biegun Północny, często trudniej jest zobaczyć Południowe światła.

gdzie zobaczyć światła

najlepsze miejsca, aby zobaczyć zorzę polarną, to Alaska i północna kanada, ale zwiedzanie tych rozległych, otwartych przestrzeni nie zawsze jest łatwe. Norwegia, szwecja i Finlandia oferują również doskonałe punkty widokowe. W okresach szczególnie aktywnych rozbłysków słonecznych, światła można zobaczyć na południu, aż do szczytu Szkocji, a nawet północnej Anglii.

w rzadkich przypadkach światła są widoczne dalej na południe. Po raz pierwszy zaobserwowali je europejscy osadnicy w Nowej Anglii w 1791 roku. W” Historical Storms of New England”, opublikowanym w 1891 roku, Sidney Perley napisał: „15 maja 1719 roku po raz pierwszy zaobserwowano tu piękniejszą i jaśniejszą zorzę polarną, o ile informują nas jakiekolwiek zapisy lub tradycje tego okresu, i mówi się, że w Anglii po raz pierwszy zauważono ją zaledwie trzy lata przed tą datą. W grudniu tego samego roku Zorza polarna ponownie pojawiła się, a ludzie zaczęli się bardzo niepokoić, nie obawiając się jej tak bardzo, jak środka zniszczenia, ale jako prekursora pożarów ostatniego wielkiego dnia i znaku nadchodzących niebezpieczeństw.”

kiedy zobaczyć światła

Zorza polarna jest zawsze obecna, ale zima jest zwykle najlepszym czasem, aby je zobaczyć, ze względu na niższy poziom zanieczyszczenia światłem i czyste, ostre powietrze. Wrzesień, Październik, Marzec i Kwiecień to jedne z najlepszych miesięcy, aby zobaczyć zorzę polarną. Wiadomo, że światła są jaśniejsze i bardziej aktywne do dwóch dni po tym, jak aktywność plam słonecznych jest najwyższa. Kilka agencji, takich jak NASA i National Oceanic and Atmospheric Administration, również monitoruje aktywność słoneczną i wydaje alerty aurora, gdy oczekuje się, że wystawią szczególnie imponujący pokaz.

dodatkowe informacje Elizabeth Howell i Nola Taylor Redd, Space.com współpracownicy