Zorza polarna wokół bieguna południowego zarejestrowana 11 września 2005 przez satelitę NASA IMAGE
Zjawiska w magnetosferze Ziemi
Zorza polarna (Aurora borealis, aurora australis) –
zjawisko świetlne
obserwowane na wysokich
szerokościach geograficznych
, występuje głównie za kołem podbiegunowym, chociaż w sprzyjających warunkach bywa widoczna nawet w okolicach 50.
równoleżnika
. Zdarza się, że zorze polarne obserwowane są nawet w krajach śródziemnomorskich.
Powstawanie zorzy polarnej
Powstawanie zjawiska związane jest z przepływem prądu w
jonosferze
na wysokości około 100 km ponad powierzchnią Ziemi w obszarze przenikania pasów radiacyjnych i atmosfery ziemskiej.
Podczas rozbłysków
Słońce
emituje
protony
o energiach do 1 GeV oraz
elektrony
o kilka rzędów wielkości mniejszej energii, co wynika z mniejszej masy spoczynkowej tych cząstek. Cząstki te są w większości odchylane przez
ziemskie
pole magnetyczne
. Pułapkowane przez ziemską magnetosferę poruszają się po torze helisy wzdłuż linii pola magnetycznego łączących obydwa ziemskie bieguny magnetyczne powodując wzbudzenia atomów w obszarze polarnym, a skutkiem tego świecenie zorzowe. Atmosfera na dużych wysokościach jest zjonizowana i rozrzedzona, co jest przyczyną także emisji linii wzbronionych. Świecenie zorzowe tworzy ponad 270 linii emisyjnych, głównie tlenu i azotu.
Wiatr słoneczny
tworzą emitowane stale przez Słońce protony i elektrony o mniejszych prędkościach, a zatem i energiach, również wtedy, gdy na Słońcu nie obserwuje się plam. Także te są pułapkowane przez ziemskie pasy radiacyjne, ale ze względu na mniejsze energie nie wzbudzają tak intensywnie plazmy jonosferycznej, jak cząstki emitowane podczas rozbłysków i nie powodują większych zórz. Cząstki elementarne z rozbłysków są wysokoenergetyczną fazą wiatru słonecznego. Z powodu różniącego się ładunku protonu i elektronu obiegają Ziemię w przeciwnych kierunkach wytwarzając różnicę potencjału na krańcach magnetosfery (około 40 keV), która może się zmieniać po rozbłyskach i powodować indukcyjne przepływy prądu elektrycznego w jonosferze. Z tego powodu zorze bywają widywane częściej przed lokalną północą niż nad ranem.
Po intensywnych rozbłyskach na Słońcu zorze obserwowano również na średnich szerokościach geograficznych, w tym ponad Polską, ale również w okolicach równikowych. Zjawisko widywano także w dzień, oraz podczas prawie niezaburzonego magnetyzmu.
Wizualne zorze polarne obserwowane były na
Jowiszu
, a w innych zakresach widmowych na
Saturnie
,
Uranie
i
Neptunie
. W układzie Jowisza na rozciągłość przestrzenną tych zjawisk mają wpływ przepływy plazmy z jednego z księżyców galileuszowych. Zorze były wywoływane - co najmniej dwukrotnie - poprzez detonację ładunku jądrowego grzejącego jonosferę, co zostało skrytykowane przez ekologów. Aparatura amerykańskiego programu badawczego HAARP również wywołała sztuczną zorzę polarną na skutek podgrzania jonosfery falami elektromagnetycznymi w zakresie fal krótkich o dużej energii skupionymi na niewielkiej przestrzeni.
Zorze są obserwowane podczas burz jonosferycznych, a wysoka wówczas
jonizacja
powoduje zaburzenia w rozchodzeniu się
fal radiowych
, a nawet zupełny zanik.
Kolory zórz
Rozróżnia się typy systematyczne zórz: pasma, łuki, kurtyny, promienie, korony i inne. Stwierdzono emisje w zakresie barwy zielonej, żółtej i czerwonej, a bardzo często białe. Kolor zjawiska jest skutkiem różnej intensywności linii emisyjnych.
Kolor zorzy zależy również od określonego gazu. Na czerwono i na zielono świeci tlen, natomiast azot świeci w kolorach purpury i bordo. Lżejsze gazy - wodór i hel - świecą w tonacji niebieskiej i fioletowej[1].
Zobacz też
Linki zewnętrzne
Przypisy
- ↑ Poznaj Świat 12/2008 s 46