W krajach położonych daleko na północ okres świąt Bożego Narodzenia to czas długich godzin ciemności. Jeśli nawet słońce jest widoczne nad horyzontem, to nie wznosi się specjalnie wysoko.
Tak to wygląda również w Islandii. Tutaj zimą w światełka ubiera się choinki, całe domy, osiedla, a nawet miasta.
Jest jeszcze jedno przepiękne zjawisko, które rozświetla zimowe mroki – zorza polarna.
Co sprawia, że pojawia się na niebie? Odpowiada za to czysta fizyka.
Planeta Ziemia krąży wokół Słońca skąpana w strumieniach słonecznego wiatru. Procesy syntezy jądrowej odbywające się w Słońcu wytwarzają olbrzymie ilości energii, która jest uwalniana w postaci promieniowania elektromagnetycznego o różnej długości fal, a także jako rozbłyski słoneczne, tak zwane koronalne wyrzuty masy. Są to potężne, jak na ziemską skalę, erupcje plazmy i pola magnetycznego z powierzchni Słońca. Wyrzucane w ten sposób w przestrzeń międzyplanetarną obłoki zjonizowanych gazów pędzą w kierunku Ziemi z prędkością od około 150 do nawet 1050 km/s. Gdy do niej dotrą, oddziałują z ziemskim polem magnetycznym i powodują zakłócenia geomagnetyczne oraz właśnie zorze. Na takich obserwacjach i pomiarach opiera się przewidywanie, kiedy zakłócenia pochodzące ze Słońca dotrą do Ziemi i sprawią, że można będzie oglądać tańczące na niebie zjawisko zwane też aurorą.
Gdy rozpędzony strumień cząstek (protonów i elektronów) zjonizowanego gazu ze Słońca dopadnie naszą planetę, zderza się z górnymi warstwami atmosfery, wzbudzając jej cząsteczki.
Ziemska atmosfera składa się między innymi z wodoru, azotu i tlenu – cząsteczki te mają różne masy i do ich wzbudzenia, aby zaczęły emitować światło, potrzebne są różne poziomy energii. I tak lżejsze gazy, takie jak wodór i hel świecą na niebiesko i fioletowo, tlen na czerwono i zielono, natomiast azot tworzy purpurę. Mieszanina azotu i tlenu odpowiada za barwę żółtą.
Czy mimo świadomości, jak powstaje zorza, przestała się ona Wam podobać?
Monika Szewczuk
