Zorze polarne

Od połowy XIX wieku wiadomo, że liczba plam na Słońcu-ciemnych, chłodniejszych miejsc wielkiego wzbudzenia magnetycznego, którym często towarzyszą duże erupcje na tarczy słonecznej-osiąga kulminację mniej więcej co 11 lat. Kilka lat przed szczytem tej fali i kilka lat po utrzymuje się zwykle duża liczba plam. Ten okres określany jest mianem maksimum aktywności słonecznej. Zorze są powiązane z maksimum słonecznym. Kiedy Słońce jest niespokojne, tak jak pod koniec lat 50. , nocne niebo może ruszyć w tany.

Bieguny geometryczne otaczają wielkie, owalne obszary występowania zórz.Na jednym, na półkuli północnej, pokazuje się aurora borealis- zorza polarna, na drugim, na półkuli południowej, jak lustrzane odbicie, jaśnieje aurora australis- zorza południowa. Zwykle te dwie strefy wybrzuszają się dalej w kierunku równika po nocnej stronie Ziemi i nieco zmieniają kształt w ciągu doby. Przy wielkich zorzach wybrzuszenia mogą przesuwać się jeszcze dalej, pozwalając oglądać nocne zorze ludziom mieszkającym poza normalnym zasięgiem tego zjawiska.
Zorza polarna roku 1958 zbiegła się z początkiem Epoki badań kosmicznych. Nasze rozpoznanie zjawiska zórz bierze się z powiązania wiedzy zdobytej podczas załogowych lotów kosmicznych z danymi i zdjęciami dostarczonymi przez satelity,
Rakiety i obserwatoria naziemne. Obecnie arsenał badawczy obejmuje różnorodne pojazdy kosmiczne w ramach programu fizyki Słońca i Ziemi (ISTP-International Solar-Terrestial Physics). To międzynarodowe przedsięwzięcie, pod egidą NASA,
Europejskiej Agencji Przestrzeni Kosmicznej i Japońskiego Instytutu Kosmosu i Badań Astronautycznych, wykorzystuje pojazdy kosmiczne do badania Słońca, w tym aktywności słonecznej, której maksimum przypadło na rok 2000 i

która zapewne wywoływać będzie fajerwerki atmosferyczne przez następnych kilka lat.
Na Słońcu są źródła, które wyrzucają z różną prędkością cząstki naładowane elektrycznie: elektrony i jony dodatnie.

Pył gazowy, niezwykle gorący i zjonizowany, znany jako plazma, niesie się po przestrzeni międzyplanetarnej. To tzw. wiatr słoneczny.

Gdzieś nad Ziemią zawsze występuje zjawisko zorzy. Jednak jego natężenie i zasięg różnią się w zależności od tego, co Słońce wyrzuciło w naszą stronę w poprzednich dniach. Rozbłyski, w trakcie których uwalnia się energia tak potężna jak podczas milionów erupcji wulkanicznych oraz mnóstwo wyrzutów z korony, które miotają w przestrzeń kosmiczną dziewięć miliardów ton plazmy, nasilają się w aktywnych fazach cyklu słonecznego.

Słońce, podobnie jak Ziemia i większość planet, jest ogromnym magnesem z polem magnetycznym rozciągającym się daleko w przestrzeń.Pole to ulega spiralnemu skręceniu na skutek ruchu obrotowego Słońca.Cząstki wiatru słonecznego poruszają się wzdłuż linii pola magnetycznego, które są ich prowadnicami.

Kiedy strumienie cząstek wiatru słonecznego docierają do przestrzeni wokółziemskiej, uderzają o kraj osłony magnetycznej naszej planety-magnetosferę. Wiatr słoneczny, odchylony przez magnetosferę w bok , jak woda, która napotyka skałę , przetacza się poza Ziemię i tam, po nocnej stronie, napiera ponownie. Przyciska się do magnetosfery i wydłuża ja na kształt ogona komety. Po stronie dziennej magnetosfera rośnie, gdy wiatr słoneczny przycicha i kurczy się, gdy wiatr się wzmaga.

Bajeczne kształty i kolory pojawiają się, gdy cząstki wiatru słonecznego bombardują pole magnetyczne Ziemi. Podczas ostatniej kulminacji złóż po koniec lat 80. Nad Churchill w prowincji Manitoba pojawiła się zielona wstęga(powyżej) i różowa kurtyna(poniżej).Podczas niskiej fazy cyklu kolumna wznosi się lawą, którą wyrzuca wulkan Hekla na Islandii(z prawej).

Cząsteczki naładowane elektrycznie, schwytane za planetą w pułapkę”ogona magnetycznego” wyciągniętego niekiedy na miliony kilometrów, mogą popędzić z powrotem ku Ziemi. Następnie na rozmaite, nie w pełni jeszcze zadbane, sposoby niektóre spadają w końcu w górne warstwy atmosfery nad obszarami polarnymi, gdzie ochronna powłoka magnetyczna jest najbardziej otwarta na przestrzeń kosmiczną.

Światło zorzy polarnej pochodzi głównie od elektronów uderzających w atomy oraz cząsteczki tlenu i azotu w górnych warstwach atmosfery.To samo zjawisko wykorzystywane jest w jarzących się neonach.Jednak zorza to iluminacja, która może mieć wysokość tysiąca kilometrów, rozciągać się na tysiące kilometrów być podłączona do magnetosferycznego generatora prądu, wytwarzającego trzy miliony megawatów,albo więcej; około cztery razy tyle ile USA zużywają w szczycie letnim.

Jednym z czynników najważniejszych dla zjawiska zorzy jest skupienie linii pola magnetycznego w rejonach polarnych. Nad obszarem polarnym można zaobserwować to, co się dzieje w gigantycznych przestrzeniach kosmosu. Trudność polega na tym jak potrafimy połączyć obraz zorzy ze zjawiskami, które występują gdzie indziej w magnetosferze.

Aby pojąć sens układu, potrzebujemy, tak jak przy prognozach pogody, dostatecznie dużo instrumentów w najważniejszych miejscach. Wtedy zrozumiemy związek przyczynowo-skutkowy i będziemy wiedzieć, skąd pochodzi energia, jak jest przekształcana i dokąd dociera.

ednym z osiągnięć były bezpośrednie obserwacje zasadniczego połączenia pomiędzy polami magnetycznymi Słońca i ziemi dokonane przez operujący po słonecznej stronie Ziemi statek kosmiczny ISTP”Polar”, prowadzony przez NASA, oraz japoński „Geotail” pracujący po stronie nocnej w „ogonie magnetycznym”. To powiązanie, zwane połączeniem wznowionym, umożliwia przenikanie energii wiatru słonecznego do kokona magnetycznego Ziemi, dzięki czemu powstają zorze.

Inny przełom dokonany dzięki „Polarowi” to odkrycie, że fale energii, które płyną wzdłuż linii pola magnetycznego z prędkością ponad 10 tys.km/s, stają się bardziej intensywne, gdy linie te zbiegają się w pobliżu Ziemi. Wszystko wskazuje na to, że fale te, nazwane falami Alfvna(na cześć szwedzkiego fizyka Hannesa Alfvna, laureata Nagrody Nobla, który jako pierwszy wysunął hipotezę o ich istnieniu), stanowią zasilanie zorzy. Są akceleratorem cząstek z kosmosu.

To obraz całego procesu w ogólnych zarysach. Wciąż jednak nie wiemy, co decyduje o szczegółach klasycznych postacii zorzy, dlaczego bywa ona kurtyna, draperią, promieniami.
------------------

Thx for all ;) Michał Przybylski - Copyright !!!