Wiosenna zorza polarna w Podlaskiem

W regionie wczoraj wieczorem 23.04. 2023 można było niepodziewanie zaobserwować na niebie zorzę polarną. Zjawisko świetlne można było obserwować w pobliżu Białegostoku, ale czytelnicy portalu informowali nas również o zorzy w rejonie Suwałk, Sokółki i Krynek. To bardzo rzadkie i unikalne wydarzenie w województwie podlaskim.

Zorza to zjawisko świetlne obserwowane w górnej atmosferze najczęściej w pobliżu biegunów magnetycznych planety, które ma silne pole magnetyczne.

Zorze występują także na innych planetach, ale na Ziemi na wysokich szerokościach geograficznych, głównie za kołami podbiegunowymi, chociaż w sprzyjających warunkach bywają widoczne nawet w okolicach 50. równoleżnika. Zdarza się, że zorze polarne obserwowane są nawet w krajach śródziemnomorskich.

To zjawisko fizyczne

Powstawanie zjawiska związane jest z przepływem prądu w jonosferze na wysokości około 100 km ponad powierzchnią Ziemi, w obszarze przenikania pasów radiacyjnych i górnej atmosfery Ziemi.

Słońce stale emituje strumień naładowanych cząstek, czyli wiatr słoneczny. Podczas rozbłysków Słońce wyrzuca większe ilości takich cząstek; należą do nich protony o energiach do 1 GeV oraz elektrony o kilka rzędów wielkości mniejszej energii (co wynika z mniejszej masy spoczynkowej tych cząstek).

W pobliżu Ziemi tory lotu tych cząstek są odchylane przez ziemskie pole magnetyczne. Schwytane przez ziemską magnetosferę cząstki poruszają się po torze o kształcie 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 one są pułapkowane przez ziemskie pasy radiacyjne, ale z powodu mniejszej energii 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 przeciwnego ładunku protony i elektrony obiegają Ziemię w przeciwnych kierunkach wytwarzając różnicę potencjału na krańcach magnetosfery (około 40 kV), 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, a nawet w okolicach równikowych. Zjawisko widywano także w dzień, oraz podczas prawie niezaburzonego magnetyzmu.

Zorze były wywoływane – co najmniej dwukrotnie – poprzez detonacje jądrowe, które grzeją jonosferę, co było krytykowane przez ekologów.