Co to jest zorza polarna?

Co to jest zorza polarna?

Zanim rozpoczniesz poszukiwania, warto uświadomić sobie, czego w ogóle szukasz. Wbrew pozorom to bardzo ważna rzecz, jeśli nie najważniejsza (no, może poza trzema warstwami skarpetek podczas wypadu). W internecie roi się od pseudonaukowych artykułów. Wiele informacji tam zawartych po prostu wprowadza w błąd. Zanim dostaliśmy nasz pierwszy wakat jako łowcy zorzy musieliśmy sporo na ten temat przestudiować, a potem nasze kwalifikacje były weryfikowane. Stąd wiemy, że wiedzę warto czerpać wyłącznie ze sprawdzonych źródeł. Są to m.in. instytut badań kosmicznych NASA czy portal Spaceweather. W związku z tym, że zorza to głównie fizyka, fizyka i jeszcze raz fizyka, postaramy się przybliżyć ten temat w jak najbardziej dostępny sposób.

To jest artykuł, w którym staramy się wytłumaczyć to niezwykłe zjawisko. Chcesz zapolować na zorzę?

CZYM JEST ZORZA?

Mimo, iż zielona poświata widoczna jest tylko nocą, to za wszystko odpowiedzialne jest Słońce. Największa gwiazda naszego układu emituje nie tylko ciepło i światło. Z powierzchni Słońca dociera do nas również wiatr słoneczny. Jest to masa energii i cząsteczek, którą przyrównać możemy do chmury. Gdy wiatr słoneczny dociera do ziemskiego pola magnetycznego zostaje odbity w kierunku biegunów, a następnie “przechwycony” przez ziemską magnetosferę. Dlaczego tak się dzieje? Zależne jest to do gęstości pola magnetycznego. Pole magnetyczne zostało stworzone w celu chronienia nas przed najróżniejszymi kosmicznymi czynnikami, w tym wiatrem słonecznym. Gdyby nie zostało ono wykreowane, życie na Ziemi byłoby bardzo trudne lub wręcz niemożliwe. Pole to obejmuje całą kulę ziemską. Jednak ze względu na to,że kształt Ziemi nie jest idealnie okrągły, a bardziej owalny, gęstość pola magnetycznego na różnych wysokościach jest inna. Przy równiku gęstość ta jest najwyższa, a zmniejsza się w kierunku biegunów. To właśnie tam, w najrzadszej części pola magnetycznego, wiatr słoneczny jest w stanie przeniknąć przez pole i dotrzeć do atmosfery. Tę część pola, w kształcie pierścienia, nazywamy pierścieniem zorzowym (ang. Aurora belt). Dlatego z powierzchni Ziemi często można zobaczyć fragment tego okręgu, w postaci łuku przypominającego tęczę. W atmosferze cząsteczki wiatru słonecznego wchodzą w reakcję z atomami występujących tam gazów. Atomy gazu wprawione w ruch, próbując wrócić do swojego poprzedniego, statecznego stanu, zaczynają emitować światło. Światło te, obserwowane z Ziemi, nazywamy właśnie zorzą polarną.

JAKIE SĄ KOLORY ZORZY POLARNEJ?

Kolor zorzy zależny jest od gazów które wchodzą w reakcje. Gdy wiatr słoneczny reaguje z tlenem widoczne są odcienie zieleni i czerwieni, z azotem – róż i purpura, mieszanka tlenu i azotu daje kolor żółty, a hel świeci w niebieskich tonacjach. Kolor zależy również od tego jak wysoko wytworzy się zorza. Zjawisko to możemy obserwować na wysokości od 70 do 300 km ponad powierzchnią Ziemi. Jeśli zorza pojawi się na niższych wysokościach, w związku z tym, że jest tam więcej tlenu, będzie ona zielona. W 90% przypadków aurora jest właśnie zielona. Jeśli występuje wyżej, gdzie jest więcej azotu, będzie ona purpurowa czy różowa. Tak duża wysokość występowania ma jeszcze jedno znaczenie. Zorzy nie można dotknąć i nie można podejść bliżej (tak, zdarzyły nam się już takie pytania typu: “czy możemy podjechać kawałek bliżej by jej dotknąć”). Oznacza to również, że jeśli widzimy zorzę to jest ona jedna i wszędzie wygląda tak samo. Nie ma znaczenia czy odjedziesz 5, 50 czy 200 km dalej od miejsca obserwacji. Nie można w danym momencie zobaczyć innych kształtów i kolorów, bo one po prostu nie istnieją.

MOC ŚWIATEŁ

To czy zorza będzie wyglądała jak stabilny, zielony most czy pozwoli nam obejrzeć swój szalony taniec zależy od trzech parametrów wiatru słonecznego. Są nimi prędkość, gęstość i temperatura wiatru słonecznego. Im wyższe są te parametry tym potencjalna reakcja w polu magnetycznym będzie silniejsza. Niestety nie jest to tak proste. Nawet jeśli wystąpi duża prędkość (minimum to ok. 300 km/s) i wysoka gęstość, ale jednocześnie temperatura będzie niska to całościowa reakcja też może być słaba lub nie będzie jej w ogóle. Może wystąpić wysoka temperatura i gęstość, ale z kolei prędkość będzie niska to również reakcja będzie słaba lub jej zabraknie. Możliwy jest jeszcze jeden scenariusz: wszystkie parametry bardzo wysokie i… zero reakcji. Ważny jest również kierunek międzyplanetarnego pola magnetycznego, oznaczonego indeksem Bz. Ziemskie pole magnetyczne skierowane jest na północ, w związku z tym Bz musi przekierować się w stronę południa (na wykresie Bz musi mieć wartość negatywną). Najłatwiej porównać to do działania najzwyklejszych magnesów. Magnesy naładowane przeciwnymi ładunkami będą się przyciągać. Bz skierowane na południe może wywoływać dewastacje w polu magnetycznym Ziemi, zakłócając magnetosferę i umożliwiając opadanie cząstek do naszej atmosfery (które potem wchodzą w reakcje z gazami). Wracając do parametrów wiatru słonecznego to najwyższe wartości powodują tzw. burze magnetyczne. W takich sytuacjach wiatr słoneczny wypychany jest z powierzchni Słońca z dużo większą siłą, a my możemy cieszyć się najpiękniejszymi spektaklami na nocnym niebie. Temat jest dosyć skomplikowany i trudny do zrozumienia. Dociekliwym polecamy wiarygodne strony internetowe NASA. Wiatr słoneczny można natomiast śledzić w czasie rzeczywistym tutaj.

Wykres przedstawiający parametry wiatru słonecznego w ostatnich 24 godzinach. Źródło: https://www.swpc.noaa.gov

CO TO JEST INDEKS KP?

Z niemieckiego planetarische kennziffer, czyli indeks planetarny, często mylnie kojarzony przez turystów jako wyznacznik intensywności zorzy. KP zapisany za pomocą skali od 1 do 9 punktów, informuje o tym jak daleko południe (na półkuli północnej) może być widoczna zorza. Dla półkuli południowej indeks ten będzie opisywał jak daleko na północ będzie można obserwować Aurorę. 

  • Znajdując się na wysokości ok. 70°N przy KP1 istnieje już możliwość zaobserwowania zorzy na północnym horyzoncie.
  • W ostatnich latach najczęściej pojawiało się KP2-3 i wcale nie oznacza to słabej zorzy. 
  • Przy KP4 zorza najprawdopodobniej wystąpi nad głową, wtedy też możliwe jest zaobserwowanie zorzy w okolicach Oslo.
  • KP5 oznacza przewidywaną burzę magnetyczną. Co ciekawe powyżej KP5 nie powinno się używać dronu, gdyż anomalie w polu magnetycznym mają wpływ na dokładne określenie pozycji GPS.
  • KP6/ KP7 przy takim współczynniku istnieje szansa obserwacji zorzy w północnej części Wysp Brytyjskich. Również w północnej części Polski.
  • KP9 wartość maksymalna. Wtedy istnieje możliwość obserwacji zorzy na terenie północnych Włoch.
    Warto wiedzieć, że tak silna burza geomagnetyczna bywa rzadkością I była notowana zaledwie kilka razy
    w całej historii ludzkości. W dzisiejszych czasach takie zjawisko wyrządziłoby wiele szkody, zaczynając
    od pozbawienia ludzkości energii elektrycznej na wiele dni, lat czy miesięcy, a także pozbawiając nas
    satelit, GPSu, internetu, bankowości internetowej czy systemów transportowych.
Co warto podkreślić, nie należy zniechęcać się do polowań na zorzę gdy KP wynosi tylko 2. Na północy Norwegii jest to więcej niż wystarczająco, a zdarzało się, że przy KP2 widzieliśmy piękniejsze zorze niż podczas KP4 (miało to związek z temperaturą wiatru słonecznego). Indeks dla poszczególnych regionów można śledzić na wielu aplikacjach, w tym m.in. tutaj.

AKTYWNOŚĆ SŁONECZNA I CYKL SŁONECZNY

Aktywność słoneczna są to zmiany zachodzące w atmosferze Słońca, które powodują zmienność w emisji promieniowania elektromagnetycznego przez gwiazdę. Dla Ziemi oznacza to, że ilość światła słonecznego oraz natężenie wiatru słonecznego są w różnych okresach inne. Określamy ją poprzez obserwację ilości plam słonecznych (ang. dark spots lub sunspots). Plamy te, dużo chłodniejsze i silnie naładowane magnetycznie, mogą być przyczyną eksplozji elektromagnetycznych, m.in. koronalnego wyrzutu masy czy flar słonecznych, wywołujących burze magnetyczne. Obserwacja ilości plam słonecznych pozwoliła ustalić, iż aktywność słoneczna jest cykliczna. Średnio co 5 lat aktywność słoneczna wzrasta, co sprawia, że burze słoneczne są częstsze. W praktyce oznacza to, że częściej w ciągu sezonu możemy być świadkami intensywnych zórz polarnych. Po osiągnięciu maksimum aktywność słoneczna zaczyna spadać, burze słoneczne są coraz rzadsze i zdarzają się dni, a nawet tygodnie, kiedy nie można zaobserwować żadnych plam na Słońcu. Nie oznacza to oczywiście, iż podczas takiego sezonu lub roku aurora nie pojawi się zupełnie na niebie, ale ilość silnych, intensywnych zjawisk będzie zdecydowanie mniejsza. Noce, kiedy nie można zaobserwować kompletnie żadnej aktywności mogą pojawić się w ciągu całego jedenastoletniego cyklu, ale prawdopodobnie będą one częstsze w czasie minimum słonecznego. Dobra wiadomość jest taka, iż przełom lat 2019/2020 był minimum kończącym 24 cykl słoneczny (co prawda później niż przewidywano, ale w końcu!). Obecnie rozpoczyna się 25 cykl i oczekujemy tendencji wzrostowej aktywności z maksimum przewidywane jest na lata 2023/2026. Rozpoczyna się obfity czas dla łowców zórz!

CZY ZORZA Może być WIDOCZNA W POLSCE?

Podczas intensywnych burz magnetycznych obserwacja zielonego nieba nad Polską jest możliwa. Zwykle dzieje się to, gdy indeks KP wynosi 7.  Jednakże nie należy spodziewać się takich spektakularnych zórz, jak np. w Tromso. Ze względu na mnogość sztucznych świateł, tylko w odludnych miejscach z dobrym widokiem na północne niebo (np. nad Bałtykiem) uda się zrobić zdjęcia z zielonym niebem. Aktywność Słońca zaczyna wzrastać, więc w ciągu najbliższych lat należy się spodziewać burz magnetycznych o sile KP 7.

NAJSILNIEJSZE ZORZE W HISTORII

Wzmianki o tajemniczych zjawiskach na niebie pojawiały się już w starożytnym Rzymie. W czasach nowożytnych w 1619 roku zorzę polarną zauważył na terenie Włoch Galileusz. Jednakże odkąd prowadzone są badania, najsilniejszą zorzę zaobserwowano w nocy z 1 na 2 września 1859 roku. Wystąpiło wtedy najsilniejsze zjawisko o zasięgu KP9, według relacji świadków widziane m.in. w Meksyku, na Kubie, w południowej Japonii, w Stanach Zjednoczonych miejscowi mogli czytać gazetę w blasku zorzy, a w stanie Colorado górnicy śpiący pod ziemią w kopalni złota myśleli, że nastał poranek i zaczęli przygotowywać śniadanie. Ten niewiarygodny spektakl dziś byłby bardzo niebezpieczny dla naszych systemów satelitarnych oraz urządzeń elektronicznych ze względu na silne zakłócenia pola magnetycznego. W 1938 roku czerwona zorza widziana była w całej Europie, dokładnie w nocy z 24 na 25 stycznia. Wiele osób powiązało to wydarzenie z niedawnymi objawieniami fatimskimi (stąd też niekiedy pojawia się określenie “zorza fatimska”) i z trwogą przyjęło to jako znak nadciągającego kataklizmu. Na potwierdzenie tego sami usłyszeliśmy na jednej z naszych wycieczek relację turystów z Austrii, którzy również uwierzyli, że zbliża się niechybne nieszczęście. Niestety mieli rację, bo wszyscy wiemy, co wydarzyło się w 1939 roku. Po dziś dzień w niektórych kulturach europejskich panuje przekonanie, że kolejna “krwawa” zorza przyniesie kolejną wojnę. Nie tak dawno, bo w 1989 roku silne zakłócenia pola magnetycznego spowodowane przez aurorę doprowadziły do awarii sieci elektrycznej w Kanadzie. Kanadyjczycy zostali bez prądu na 9 godzin, co jest kolejnym przykładem tego, że zorza polarna może być również niebezpieczna. Stąd ważna jest stała obserwacja Słońca oraz wiatru słonecznego (wbrew pozorom, nie jest to robione tylko z myślą o turystach i obserwatorach zorzy). Ostatnia ciekawostka na co dzień… Rosjanom udało się sztucznie wywołać aurorę przy pomocy bomb atomowych (a jakże!) zdetonowanych w atmosferze.

WYBIERASZ SIĘ DO TROMSO? MOŻESZ NA NAS LICZYĆ

Tromso to w tej chwili jedno z najłatwiejszych miejsc, do których można dolecieć z Polski. Wizzair oferuje bilety w przystępnej cenie na bezpośrednie loty z Gdańska (a wkrótce również z Krakowa). My od wielu lat każdej zimy przemierzamy okolice Tromso w poszukiwaniu zorzy polarnej i chętnie ci pomożemy zrealizować Twój cel. Czasem nie warto pozostawiać czegoś przypadkowi, szczególnie jeśli przylatuje się do Tromso raptem na 2-3 noce. Bez doświadczenia niektórym może być ciężko, dlatego warto zdać się na wiedzę osób, które robią to od lat. Postaramy się pomóc Ci zrealizować Twoje marzenie i dostarczyć przy okazji piękne zdjęcia.

 

CZYTAJ WIĘCEJ

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *