Aurora Borealis lub zorza polarna

Najbardziej niesamowity pokaz świetlny na Ziemi

Astronauta NASA Scott Kelly i astronauta ESA Tim Peake udostępnili serię zdjęć zorzy zrobionych z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej 20 stycznia 2016 roku.

ESA/NASA

Zorza polarna, zwana także zorzą polarną, to wielobarwny, jaskrawy pokaz świetlny w ziemskiej atmosferze, spowodowany zderzeniem cząstek gazu w atmosferze ziemskiej z naładowanymi elektronami z atmosfery słonecznej. Zorza polarna jest najczęściej obserwowana na dużych szerokościach geograficznych zbliżonych do magnetyczny biegun północny ale w okresach największej aktywności można je oglądać bardzo daleko na południe od Koło podbiegunowe . Jednak maksymalna aktywność zorzy polarnej jest rzadka, a zorzę polarną można zwykle zobaczyć tylko w okolicach koła podbiegunowego w miejscach takich jak Alaska, Kanada i Norwegia.

Oprócz zorzy polarnej w półkula północna jest też zorza australijska, czasami nazywana Southern Lights, w półkula południowa . Aurora australis jest stworzona w taki sam sposób jak zorza polarna i ma ten sam wygląd tańczących, kolorowych świateł na niebie. Najlepszą porą na oglądanie zorzy australijskiej jest okres od marca do września, ponieważ w tym okresie na kole podbiegunowym panuje największa ciemność. Aurora australis nie jest widywana tak często jak zorza polarna, ponieważ są one bardziej skoncentrowane wokół Antarktydy i południowego Oceanu Indyjskiego.

Jak działa zorza polarna

Zorza polarna jest pięknym i fascynującym zjawiskiem w ziemskiej atmosferze, ale jej kolorowe wzory zaczynają się od słońca. Występuje, gdy silnie naładowane cząstki z atmosfery słonecznej przenoszą się do atmosfery ziemskiej za pośrednictwem wiatru słonecznego. Dla porównania, wiatr słoneczny to strumień elektronów i protonów utworzonych z plazmy, które odpływają od Słońca do Układu Słonecznego z prędkością około 560 mil na sekundę (900 kilometrów na sekundę) ( Grupa Rozumowania Jakościowego ).

Gdy wiatr słoneczny i jego naładowane cząstki wchodzą w atmosferę ziemską, są przyciągane w kierunku biegunów Ziemi przez swoją siłę magnetyczną. Przemieszczając się przez atmosferę, naładowane cząstki Słońca zderzają się z atomami tlenu i azotu znajdującymi się w ziemskiej atmosferze, a reakcja tego zderzenia tworzy zorzę polarną. Zderzenia między atomami i naładowanymi cząsteczkami zachodzą około 20 do 200 mil (32 do 322 km) nad powierzchnią Ziemi i to wysokość i rodzaj atomu biorącego udział w zderzeniu określa kolor zorzy ( Jak działają rzeczy ).

Poniżej znajduje się lista przyczyn różnych kolorów zorzy, uzyskana z How Stuff Works:

• Czerwony - tlen, ponad 150 mil (241 km) nad powierzchnią Ziemi
• Zielony - tlen, do 150 mil (241 km) nad powierzchnią Ziemi
• Fioletowy/fioletowy – azot, ponad 60 mil (96 km) nad powierzchnią Ziemi
• Niebieski - azot, do 60 mil (96 km) nad powierzchnią Ziemi

Według Centrum zorzy polarnej , zielony jest najczęstszym kolorem zorzy polarnej, a czerwony jest najrzadziej powszechnym kolorem.

Oprócz tego, że światła mają różne kolory, wydają się również płynąć, formować różne kształty i tańczyć na niebie. Dzieje się tak, ponieważ zderzenia między atomami i naładowanymi cząsteczkami nieustannie przesuwają się wzdłuż prądów magnetycznych ziemskiej atmosfery, a reakcje tych zderzeń podążają za prądami.

Przewidywanie zorzy polarnej

Dzisiejsza nowoczesna technologia pozwala naukowcom przewidywać siłę zorzy polarnej, ponieważ mogą monitorować siłę wiatru słonecznego. Jeśli wiatr słoneczny jest silny, aktywność zorzy będzie wysoka, ponieważ więcej naładowanych cząstek z atmosfery słonecznej przeniesie się do atmosfery ziemskiej i zareaguje z atomami azotu i tlenu. Wyższa aktywność zorzy polarnej oznacza, że ​​zorzę polarną można zobaczyć na większych obszarach powierzchni Ziemi.

Prognozy dotyczące zorzy polarnej są wyświetlane jako codzienne prognozy podobne do pogody. Ciekawe centrum prognozowania zapewnia Uniwersytet Alaski, Instytut Geofizyczny Fairbanks . Prognozy te przewidują najbardziej aktywne lokalizacje zorzy polarnej w określonym czasie i podają zakres pokazujący siłę aktywności zorzy polarnej. Zasięg zaczyna się od 0, co oznacza minimalną aktywność zorzy polarnej, którą obserwuje się tylko na szerokościach geograficznych powyżej koła podbiegunowego. Zakres ten kończy się na 9, co oznacza maksymalną aktywność zorzy polarnej i w tych rzadkich okresach zorzę polarną można zobaczyć na znacznie niższych szerokościach geograficznych niż koło podbiegunowe.

Szczyt aktywności zorzy zwykle następuje po jedenastoletnim cyklu plam słonecznych. W okresach występowania plam słońce ma bardzo intensywną aktywność magnetyczną, a wiatr słoneczny jest bardzo silny. W rezultacie zorza polarna jest zwykle bardzo silna w tych czasach. Zgodnie z tym cyklem, szczyty aktywności zorzy powinny przypadać na lata 2013 i 2024.

Zima to zazwyczaj najlepszy czas na oglądanie zorzy polarnej, ponieważ nad kołem podbiegunowym występują długie okresy ciemności, a także wiele pogodnych nocy.

Dla zainteresowanych oglądaniem zorzy polarnej są miejsca, które najlepiej nadają się do ich częstego oglądania, ponieważ oferują one długie okresy ciemności w zimie, czyste niebo i niskie zanieczyszczenie światłem. Te lokalizacje obejmują takie miejsca jak Park Narodowy Denali na Alasce, Yellowknife na Terytoriach Północno-Zachodnich Kanady i Tromsø w Norwegii.

Znaczenie zorzy polarnej

Aurora borealis była opisywana i badana od czasów, gdy ludzie mieszkali i badali regiony polarne i jako takie były ważne dla ludzi od czasów starożytnych, a być może nawet wcześniej. Na przykład wiele starożytnych mitów mówi o tajemniczych światłach na niebie, a niektóre średniowieczne cywilizacje bały się ich, ponieważ wierzyły, że światła są oznaką zbliżającej się wojny i/lub głodu. Inne cywilizacje wierzyły, że zorza polarna była duchem ich ludu, wielkich myśliwych i zwierząt, takich jak łososie, jelenie, foki i wieloryby (Northern Lights Centre).

Dziś zorza polarna jest uznawana za ważne zjawisko naturalne i każdej zimy ludzie zapuszczają się na północne szerokości geograficzne, aby ją obserwować, a niektórzy naukowcy poświęcają jej wiele czasu. Zorza polarna jest również uważana za jedną z Siedem cudów natury świata .