Zorza polarna nieprzerwanie od lat fascynuje i urzeka, zachęcając ludzkość do zgłębiania jej sekretów. Czym jest to piękne i tajemnicze zjawisko oraz jak powstaje?
Zorza polarna – co to takiego?
Zorza polarna to zjawisko świetlne charakterystyczne dla nieba w pobliżu biegunów magnetycznych planety. Występuje w postaci barwnych, świetlistych obłoków, rysujących na niebie charakterystyczne falowane pasy, rozciągające się od horyzontu do horyzontu. W zależności od miejsca pojawienia się zjawiska, określane jest ono różnymi łacińskimi nazwami; termin aurora borealis odpowiada zorzy polarnej obserwowanej na północy, zaś aurora australis – na południu. Występuje na wysokości około 100 km nad Ziemią.
Jak powstaje aurora borealis/australis?
Wieloletnie badania przybliżyły naukę do zrozumienia procesu formowania się zórz polarnych, jednak wciąż wiele zagadnień (w szczególności tych związanych z powstawaniem różnych typów tego zjawiska) pozostaje dla ludzi tajemnicą. Wiemy jednak, że za tę barwną grę świateł na nocnym niebie odpowiada przede wszystkim wpływ wiatru słonecznego na ziemską magnetosferę.
Jak to działa? Wskutek aktywności słonecznej, a w szczególności występujących na tej gwieździe rozbłysków, w przestrzeń kosmiczną gwałtownie wyrzucane są cząstki elementarne o wysokiej energii – protony i elektrony. Strumienie tej materii, znane jako wiatr słoneczny, wkrótce docierają również do ziemskiej magnetosfery. Pole magnetyczne naszej planety to obszar, w którym naładowane cząstki znacząco przyspieszają – dzieje się to za sprawą fal elektromagnetycznych znanych jako fale Alfvena. Przenikają do ziemskiej atmosfery, gdzie wkrótce dochodzi do ich kontaktu ze składowymi powietrza, a więc tlenem, azotem czy wodorem.
Pochodzące ze Słońca protony i elektrony podążają torem wyznaczonym przez linie pola magnetycznego Ziemi, zbiegające się w kierunku obu jej biegunów. Podczas zderzenia z materią wiatru słonecznego, cząsteczki obecne w powietrzu ulegają wzbudzeniu, a wytworzona w ten sposób energia jest uwalniana, emitując zarówno światło widzialne, jak i niewidzialne. To właśnie to zjawisko nazywamy zorzą polarną.
W swojej najbardziej rozpoznawalnej postaci zorza polarna przybiera kolor zielony, jednakże może także mienić się odcieniami żółci, niebieskiego, czerwieni czy bieli. Barwa jest ściśle powiązana z warunkami, jakie panują w miejscu występowania zorzy – zależy od wysokości oraz rodzaju gazu, z jakim stykają się wyrzucone przez słońce cząstki elementarne. Zieleń lub odcienie różu i czerwieni to wynik reakcji z tlenem, zaś bordo – z azotem. Błękity oraz fiolet to zaś kolory, które świadczą o obecności atomów wodoru i tlenu.
Sprawdź: Jak wygląda ziemia z kosmosu? Sprawdź najlepsze zdjęcia. Gdzie je oglądać?
Czy zorze polarne występują też poza Ziemią?
Zorze polarne na kuli ziemskiej nie są zjawiskiem wyjątkowym na skalę obserwowalnego wszechświata. Zdaje się być wręcz przeciwnie – mają one miejsce na większości planet Systemu Słonecznego, najprawdopodobniej występują również na wielu obiektach spoza naszego rodzimego układu.
Gdzie i jak obserwować zorzę polarną?
Choć barwne pasma zorzy polarnej kojarzą się nam przede wszystkim z krajobrazem nocnego nieba nad krajami skandynawskimi lub innych regionach dalekiej północy, zjawisko to możemy zaobserwować też w wielu innych częściach świata, a niekiedy nawet w Polsce. Najlepszą widoczność oraz inne warunki do zobaczenia zorzy zagwarantujemy sobie jednak, udając się możliwie jak najbardziej na północ – zorza polarna występuje wszak na wysokich szerokościach geograficznych i to właśnie stamtąd można dostrzec ją najlepiej.
Zorzę polarną zobaczymy przede wszystkim w rejonach koła podbiegunowego. Dobrze widoczna jest w krajach regionu Skandynawii (Norwegia, Szwecja, Finlandia), Islandii czy Kanady, niekiedy również w północnej części Wysp Brytyjskich. W Polsce stosunkowo rzadko występuje szansa na zobaczenie zorzy, jeżeli więc pojawi się taka możliwość, warto zadbać o odpowiednie warunki obserwacji. Wybierajmy więc miejsca wysunięte na północ i o niskim zanieczyszczeniu światłem (daleko od dużych aglomeracji miejskich).
Kiedy należy szukać zorzy na nocnym niebie? Zwykle pokazuje się ona przed lokalną północą. Najlepiej nie obserwować zjawiska w czasie pełni – przenikające całe niebo silne światło odbijane przez Księżyc może znacząco osłabić widoczność barwnych świateł, optycznie spłycić strukturę zorzy i uczynić jej kolory bledszymi. Choć zobaczyć zorzę możemy nawet gołym okiem, lepsze wrażenia z obserwacji będziemy czerpać na przykład z pomocą lornetki.
Chcąc udokumentować obserwację zorzy, warto zaopatrzyć się w dobry aparat oraz statyw – profesjonalne zdjęcia tego zjawiska najczęściej wymagają długiego naświetlania. Ten wyjątkowy spektakl najlepiej fotografować z dala od innych źródeł światła. By barwy zorzy lepiej prezentowały się na zdjęciach, do wprowadzenia korekty barw możemy wykorzystać popularne programy graficzne, takie jak Adobe Lightroom czy Photoshop.
Jak można dowiedzieć się więcej na temat zorzy polarnej?
Fascynujące światła zorzy polarnej śledzi wiele ośrodków badawczych na całym świecie. Jest to między innymi amerykańskie Centrum Przewidywania Pogody Kosmicznej z siedzibą w mieście Boulder w stanie Kolorado, prowadzone przez Narodową Agencję Oceanów i Atmosfery (ang. National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA), które udostępnia publicznie prognozę i aktualny zasięg widoczności zjawiska dla obu półkul ziemskich.
