Słoneczna plama AR 3664 o wielkości 200 tysięcy kilometrów wykonała pięciokrotną eksplozję w kierunku Ziemi! Plazma pędząca przez Kosmos z prędkością 763 kilometrów na sekundę (!) i gęstością 16 protonów na 1 cm3, dotarła do nas po południu w piątek 10 maja. Akurat wtedy, jako jeden z aktorów, byłem na otwarciu znakomitej wystawy Polish Kaleidoscope w Galerii Dwell na Irving Park, ale widząc, że na niebie dzieje się zjawisko spotykane zaledwie raz na ćwierć wieku, zabrałem żonę, dzieci i prosto z galerii sztuki ruszyłem, oby jak najdalej od miejskich świateł. Około 1 w nocy, w sobotę 11 maja zaparkowałem w miarę ciemnym miejscu na obrzeżach miasta Janesville w Wisconsin. A nad nami - od wschodniego po zachodni horyzont - zatańczyła bossa novę przepiękna zorza polarna, znowu byliśmy w GALERII SZTUKI, tym razem niebiańskiej.
Oglądamy zorzę polarną, 11 maja 2024
Bije północ, nastaje sobota, 11 maja 2024, godzina za godziną mijają baśniowe chwile świecenia zorzy polarnej. To, co się wydarzyło tej nocy, przejdzie do historii, trafi do podręczników - tak mocnej Aurory świat nie widział od ponad dwudziestu lat! Od Alaski po Florydę i Puerto Rico, od Norwegii po Bułgarię, od Pomorza po Tatry, miłośnicy astrofotografii podziwiali na niebie istny karnawał barw i kształtów. Po raz pierwszy w życiu ujrzałem zorzę w 8-milionowym Chicago, po raz pierwszy widziałem indeks KP=9, czyli najwyższy z możliwych wskaźników jej mocy! To był sztorm magnetyczny klasy G5, ekstremalny, najwyższej możliwej kategorii, będą o nim pisali w podręcznikach astronomii i geografii. A co najważniejsze, udało mi się precyzyjnie ustalić czas i miejsce do wykonania blisko 300 fotografii, które na pewno będę oglądał z zachwytem przez długie lata. Czas drugiej fali uderzeniowej ze słonecznej plamy trwał od 1 po północy do 4 nad ranem, a wybranym miejscem była okolica miasteczka Janesville w stanie Wisconsin. Kiedy ręka fotografa przestała już drżeć z emocji i w pamięci aparatu nagromadziła się satysfakcjonująca ilość poprawnych zdjęć, uznałem, że z racji wyjątkowej skali zjawiska warto napisać, czym jest Aurora Borealis, tak w jednym zdaniu, żeby nie zanudzić:
ZORZA POLARNA JEST ŚWIATŁEM POWSTAŁYM PODCZAS KOLIZJI CZĄSTEK EMITOWANYCH ZE SŁOŃCA, Z ATOMAMI TLENU I AZOTU W JONOSFERZE BLISKO BIEGUNÓW ZIEMI.
Fenomenalna gama barw zorzy, Milton, Wisconsin. Magnetyczny sztorm klasy G5, ekstremalny, najwyższej możliwej kategorii
Wielki spektakl na niebie
A dla dociekliwych solidniejsza dawka wiedzy; eksplozje na Słońcu wyrzucają w rozmaitych kierunkach potężne - i niezwykle gorące, ponad 1 milion stopni Celsjusza - strumienie naładowanych cząstek, głównie protony, ale także elektrony. Ten "wiatr słoneczny" posiada zazwyczaj prędkość 300 km/sek i gęstość 5-6 protonów /cm3, lecz podczas silnego rozbłysku przyspiesza do 500 a nawet 1000 km/sekundę. W nocy 13/14 marca 1989 prędkość wiatru słonecznego osiągnęła rekordową wartość 4,000 km/sek (16 milionów km/godz!), tworząc nieprawdopodobnie wielką i piękną zorzę polarną, ale, przy okazji... wyłączając prąd elektryczny, np. w kanadyjskiej prowincji Quebec!
Firany Aurory Borealis w całej okazałości
Miejsca słonecznych wybuchów często widać przez lornetkę jako "ciemne plamy", gdy Słońce zostanie przygaszone chmurami lub gęstą mgłą. Część wiatru słonecznego dociera w okolice Ziemi, gdzie pole magnetyczne przechwytuje protony, odchyla tory ich lotu i wzdłuż linii pola kieruje w stronę biegunów. Linie pola magnetycznego zbiegają się wokół obu biegunów nie punktowo, jak w szkolnym przykładzie magnesu, lecz w postaci tulei ze środkiem (na półkuli północnej) położonym mniej więcej 1,300 km na południe od bieguna geograficznego, na pograniczu Grenlandii i północnej Kanady. Ta "tuleja", czy też "korona" położona na atmosferze jest zazwyczaj szeroka na 1 600 km, a jej dolna krawędź przebiega ponad północną Alaską, centralną Kanadą, Grenlandią, Islandią, poniżej Spitzbergenu, tuż powyżej Norwegii i ponad Syberią. Protony pędzące w głąb atmosfery wzdłuż ścian owej magnetycznej tulei powodują wzbudzanie atomów (głównie azotu i tlenu) tworząc świecenie zorzowe, które może się ukazywać w postaci łuków, promieni, słupów, pasm, tworząc niekiedy pofałdowane, szybko zmieniające kształt, kolorowe firany. To wzbudzanie polega na tym, że proton nadlatujący ze Słońca uderza w elektron np. atomu tlenu, i nadając mu energii wyrzuca na wyższą orbitę. Ale tak "pobudzony" elektron powraca na swoją własną orbitę, oddając kwant/kwanty energii w postaci światła.
Zorza polarna, Milton, Wisconsin, 11 maja 2024
Wyjaśnienie genezy zorzy zawdzięczamy norweskiemu uczonemu imieniem Kristian Olaf Bernhard Birkeland, który po polarnych ekspedycjach 1899/1900 oraz 1902/1904 błyskotliwie skojarzył poszczególne elementy tej wielkiej zagadki, znane właściwie już w XIX wieku. Inny norweski fizyk i matematyk, Carl Stormer, na podstawie pomiarów wykonanych w latach 1909 - 1944 zmierzył wysokość, na jakiej tworzy się zorza polarna; od 100 do 300, a czasami nawet do 1 000 kilometrów ponad poziomem morza. Jej dolna krawędź jest zazwyczaj równa i ostra, podczas gdy górna granica zorzy wydaje się rozmywać w przestrzeni.
Wyjątkowo silne eksplozje słoneczne powodują, że krąg zorzy polarnej ulega rozszerzeniu, sięgając daleko na południe od regionów subarktycznych, nawet do San Francisco, Meksyku i krajów śródziemnomorskich w Europie! Nad Paryżem widać zorzę polarną kilka razy w roku, a nad Rzymem średnio raz na 3 lata. W Polsce była już często obserwowana w bieżącym, 2024 roku z racji trwającego akurat maksimum okresowej (co 11 lat), słonecznej aktywności.
Aurora była oglądana w Grecji! Właśnie w Helladzie opisał ją Arystoteles konkludując, że są to ziemskie opary ulegające zapłonowi podczas unoszenia. Starożytne ludy, zwłaszcza zamieszkujące regiony arktyczne, posiadały swoje własne, bardzo oryginalne wyjaśnienia powstawania aurory. Według Eskimosów z Grenlandii aurora to dusze dzieci zmarłych podczas narodzin. Eskimosi ze wschodniej Kanady byli przekonani, że zorza to latarnie dobrych duszków, które duchom zmarłych oświetlają zawiłą drogę do zaświatów. Według Inuitów z północnej Kanady aurora jest światłem szczęśliwych dusz grających w piłkę! Według Skandynawów zorza reprezentuje tańczące dusze pięknych, niedawno zmarłych kobiet. Indianie Eyak i Tlingit z amerykańskich wybrzeży Pacyfiku wierzą, że aurora zwiastuje nieszczęścia i wojny, podobnie zresztą jak niektóre ludy europejskie, bardziej oddalone od Arktyki. Generalnie; ludy Północy uznawały zorzę polarną za coś dobrego i godnego szacunku, podczas gdy mieszkańcy Europy Centralnej i terenów dzisiejszych Stanów Zjednoczonych raczej obawiali się tego rzadziej oglądanego przez nich zjawiska.
Trwa magnetyczny sztorm
Od czasów Arystotelesa upłynęło 2 tysiące lat zanim uczeni zaczęli rozpoznawać warunki powstawania zorzy. W XVII wieku francuski badacz Pierre Gassendi stworzył dla zorzy polarnej łaciński termin "aurora" ku czci Jutrzenki, rzymskiej bogini świtu, kojarząc barwy zorzy z pięknymi barwami nieba o poranku. Gassendi, wraz z Galileuszem był - nawiasem mówiąc - świadkiem wspaniałej zorzy nad Italią 13 września 1621 roku! W tychże latach William Gilbert wykazał, że planeta Ziemia jest gigantycznym magnesem, a Edmund Halley (ten od słynnej komety) w następnym stuleciu zasugerował, ze powstanie zorzy może być związane z magnetosferą, bo widoczna jest ona najczęściej dookoła bieguna! Kolejny francuski naukowiec Jean Jacques d'Ortous de Mairan zauważył (1733) zależność pojawiania się zorzy od pojawiania się... plam na Słońcu, czyli od aktywności słonecznych rozbłysków!
Zielona kurtyna aurory to efekt jonizacji tlenu w jonosferze
Kapitan James Cook podróżując dookoła świata (1768) jako pierwszy Europejczyk odnotował zorzę polarną na południowej półkuli, w rejonach Patagonii, nazywając ją adekwatnie Aurora australis, w odróżnieniu od Aurory borealis (wyraz boreas oznaczał północ w starożytnej Grecji).
W połowie XIX wieku wiadomo już było, że rozrzedzony gaz w tubie świeci, kiedy przepuszcza się przez niego elektrony (jarzeniówka), a przyłożony magnes powoduje odchylenie jarzącego strumienia! Dopiero wzmiankowany Kristian Birkeland połączył w całość powyższe obserwacje wyjaśniając w końcu powstawanie zorzy polarnej.
Dochodzi kolor pomarańczowy, zjonizowany hel i wodór
A skąd się biorą zadziwiające barwy? Kolor zorzy zależy przede wszystkim od rodzaju jonizowanego gazu. Tlen świeci w tonacji zielonej (najczęstsza barwa aurory) i żółtej, zjonizowany azot świeci na czerwono i niebiesko a wodór z helem dają kolor niebieski i fioletowy.
Zorza polarna rzadko występuje na niskich szerokościach geograficznych, ale można dopomóc szczęściu jadąc na Alaskę, zwłaszcza we wrześniu, kiedy szanse na ujrzenie Aurory Borealis są duże. Zapraszamy!
Zorza polarna na maksa, 10 maja 2024
Tekst i zdjęcia: Andrzej Kulka
Autor jest zawodowym przewodnikiem i właścicielem chicagowskiego biura podróży EXOTICA TRAVEL, organizującego wycieczki po całym świecie, z jesienna Alaską włącznie; od 2 do 11 września 2024 roku. Bliższe informacje i rezerwacje: EXOTICA TRAVEL, 6741 W. Belmont, Chicago IL 60634, tel. (773) 237 7788, strona internetowa: andrzejkulka.com/destinations/alaska-2024
