Zorza polarna, zwana też światłem północy, lub aurora borealis (od greckiej bogini świtu Aurory i greckiego boga północnego wiatru Boreasa), to przepiękne zjawisko, możliwe do zaobserwowania na niebie naszej planety gołym okiem. Jest ono skutkiem występowania silnych burz magnetycznych na Słońcu. Widziane najczęściej w okolicach strefy podbiegunowej, ale czasem także u nas w Polsce. Zjawisko to jest niesamowite, żadne zdjęcie nie jest w stanie oddać jego piękna. Najlepiej więc uzbroić się w cierpliwość i spróbować zobaczyć je na własne oczy. Niestety oglądanie zorzy polarnej nie jest proste z uwagi na ograniczony zasięg występowania tego zjawiska. Zjawisko jest nieprzewidywalne, nigdy nie można mieć pewności, że będzie widziane danego dnia i czy pogoda pozwoli nam, na udaną obserwację.
Zorza polarna jak powstaje?
To bardzo niewiarygodne i skomplikowane zjawisko wysokiej energii. Wyjaśnia nam je, szeroko rozumiana fizyka. Widziana jest, jako magiczna fluorescencyjna poświata, rozświetlająca górną warstwę atmosfery, w rejonach antarktycznych i arktycznych. Wiąże się z przepływem prądu w jonosferze, ma około 100 metrów grubości, a rozciąga się na tysiące kilometrów wokół kuli ziemskiej. Trwa ono przeważnie kilka godzin. Może przybierać kształt elipsy, łuków, serpentyny, smugi itp. Jest to zjawisko dynamiczne, cały czas zmieniają się kształty i barwy widzianego efektu.
Mechanizm tworzenia efektów zorzy polarnej jest już dosyć dobrze poznany, ale dalej kryje w sobie sporo tajemniczych i niepoznanych jeszcze aspektów. Tworzony na stałe przez Słońce tak zwany wiatr słoneczny, podczas silnych burz i rozbłysków wyrzuca w ogromnych ilościach cząstki elementarne, które reagują z gazami ziemi. Są to przede wszystkim protony i neutrony. W momencie, gdy dotrą w pobliże Ziemi, pole magnetyczne naszej planety, zagęszczone wokół biegunów magnetycznych, przechwytuje naładowane cząstki na wysokości od 3 do 12 tysięcy kilometrów. Przenikają one w głąb atmosfery ziemskiej ruchem śrubowym. Tu zderzają się z powietrzem, w którym znajdują się atomy i cząsteczki wodoru oraz azotu. Ulegają one wzburzeniu, tworząc w ten sposób niesamowity spektakl na niebie, występujący w górnych warstwach atmosfery. Wytwarza się tam napięcie elektryczne. Strumień ogromnej energii, przetwarzany jest w światło widzialne i niewidzialne.
Kolory zorzy polarnej – Jak obserwować zorzę polarną?
Zorza polarna to zjawisko świetlne, które można obserwować w odcieniach koloru zielonego i czerwonego, odpowiedzialne są za to atomy tlenu. Natomiast kolor purpurowy w różnych barwach, emituje azot. Podczas zderzenia cząsteczek atomów tlenu i azotu, widzimy jako odcienie koloru żółtego. Wodór połączony z helem daje kolory fioletowe i niebieskie. Falowanie zorzy, które często można zaobserwować, jest tylko złudzeniem optycznym. Kolor jest też uzależniony od wysokości, na której występuje. Zorza najczęściej rozciąga się od kierunku zachodniego do wschodniego.
Największe nasilenie tego zjawiska, obserwujemy podczas maksymalnej aktywności Słońca. Nie ma precyzyjnych obliczeń, kiedy wystąpią tak silne burze na Słońcu, więc nie można precyzyjnie obliczyć, kiedy będzie widoczna efektowna zorza polarna. Szacuje się w przybliżeniu, że występuje ona co 11 lat. Dla uzmysłowienia osobom, które nigdy na własne oczy nie widzieli zorzy polarnej, światło tego zjawiska jest tak silne, że spokojnie w jego promieniach można czytać książkę czy gazetę. Oczywiście przy odpowiednim natężeniu tego niesamowitego zjawiska.
Etapy powstawania zorzy polarnej
Chociaż efekt zorzy, może wydawać się dosyć przypadkowy, to w rzeczywistości powstaje ona według ścisłych, następujących po sobie etapów:
- Cichy łuk, w postaci pionowych warstw i świetlnych kurtyn, długości setek kilometrów, ukazuje się na niebie, czasami zanika.
- Wzmożona aktywność, wyostrzają się dolne kształty, i jaśnieje i przybiera kolorystykę błękitną, przesuwa się na południe
- Intensywność zorzy zwiększa się, to tak zwana korona zorzy polarnej. Najbardziej efektowny moment, przesuwa się nad obserwującego. Widzimy postać okrągłych kształtów przypominających korony, które często łączą się, tworzą na niebie łuki, świetlne flagi. Potrafią intensywnie pulsować, wysyłają tysiące promieni świetlnych. Zdarzają się też efekty deszczowych smug. Jest to niestety krótkotrwały etap.
- Korona znika, zorza staje się jeszcze bardziej aktywna.
- Miejscowe, przyjmujące formę płomieni efekty, to końcowy, bardzo ciekawy etap całego widowiska.
Cała teoria, która tłumaczy nam zjawisko powstawania zorzy polarnej, wydaje się być bardzo wiarygodna i sensowna. Wciąż jednak nie znaleziono odpowiedzi na pytania dotyczące powodu, dla którego przenikają do ziemskiej atmosfery cząsteczki emitowane przez słońce. Nie wyjaśniono też, dlaczego docierają one tylko do niektórych szerokości geograficznych.
Zorza polarna, gdzie i kiedy ją obserwować?
Po bardzo intensywnych wyładowaniach na Słońcu, można zobaczyć zorzę także na innych szerokościach geograficznych niż tylko w okolicach bieguna północnego i koła podbiegunowego. Zorza polarna w Polsce? Podczas bardzo intensywnych wyładowań, istnieje możliwość obserwacji zorzy polarnej na niebie naszego kraju, a odnotowano już przypadki, że można było ją zaobserwować nawet w okolicach równika. Najczęściej i najlepiej jest widzialna w okolicach Szwecji, Finlandii, Norwegii, na Alasce, Kanadzie, Szkocji, Rosji i Skandynawii.
Uważa się, że najbardziej fascynujące efekty zobaczymy w Norwegii i Islandii jest to fakt, który przyciąga do tych krajów całe rzesze amatorów tych pięknych widoków. Niebo nad tymi krajami jest ciemniejsze niż w innych rejonach Europy. W okresie lutego, jeśli niebo jest czyste, zorzę polarną zaobserwować można prawie każdego dnia, oczywiście z różnym natężeniem. Odbite światło księżyca może być czasami przeszkodą w obserwacji, ponieważ zakłóca widoczność tego zjawiska.
Zjawisko zorzy polarnej, trzeba zaplanować pomiędzy 21 września a 21 marca, w godzinach od 17 do 1 w nocy. Opady śniegu, czy mocno zachmurzone niebo, uniemożliwią nam obserwowanie tego zjawiska. Żeby zwiększyć szansę na udany wypad, należy udać się daleko poza miasto, tam, gdzie nie ma mocno oświetlonych miejsc i panują odpowiednie warunki. Mamy wtedy szansę na dużo lepszy spektakl na niebie. W okresie letnim niczego nie zobaczymy, niebo jest zbyt jasne, byśmy mogli cokolwiek zaobserwować. Zorza polarna jest podobno przepięknie widziana z kosmosu, ale tego pewnie nie będziemy w stanie nigdy sprawdzić osobiście. Musimy wierzyć kosmonautom, którzy w stacjach kosmicznych okrążają ziemię 15 razy w ciągu doby, więc 15 razy oglądają zachód słońca.
Zjawisko zorzy polarnej występuje nie tylko na Ziemi. Zaobserwowano je na wszystkich planetach Układu Słonecznego, a szczególnie intensywnie występuje na Jowiszu. Teoretycznie mogą trafiać się też poza naszym Układem, ale ze względów technicznych, nie można tego stwierdzić z całą pewnością.
Fakty i mity powiązane z zjawiskiem zorzy polarnej
Jest to zjawisko, które od zawsze zastanawiało, frapowała i zachwycała ludzkość. Wiemy już dziś, że z tym zjawiskiem wiążą się zauważalne zaburzenie pola magnetycznego, wyraźny spadek natężenia promieniowania kosmicznego i wzrost pochłaniania fal radiowych. Dzisiaj nie ma to już takiego znaczenia, gdyż transmisja radiowych sygnałów, wysyłana jest z obiektów satelitarnych, które krążą wysoko nad ziemią. Jednak do tego zjawiska, przywiązuje się niektóre zauważone prawidłowości, oto niektóre z nich:
- lato tego roku jest przeważnie cieplejsze od pozostałych,
- gospodarstwa rolne odnotowują lepsze plony,
- zwiększone są przyrosty drzew,
- wina z tych roczników, uważa się za najbardziej udane.
W starożytności twierdzono, że powietrze podczas zorzy polarnej staje się płynnym ogniem. Zjawisko to przyrównywano do ogniska lub palącej się pochodni. Wierzono, że zwiastuje głód i wojnę. W Norwegii była to przepowiednia czekającego pecha, w Szwecji wierzono, że czeka ich urodzaj, a w Grenlandii uważano, że to wędrówka dusz. Mieszkańcy Syberii widzieli w nim ognistego smoka, który uwodzi kobiety, podczas nieobecności mężów.