Dzisiaj zorza polarna zatańczy nad Polską. Jak ją obserwować?

Wiatr słoneczny zaczął docierać do ziemskich biegunów magnetycznych od godziny 1:30 w nocy, jednak strumień naładowanych cząstek był zbyt słaby, aby spowodować burzę geomagnetyczną. Zorza polarna tym samym nie pojawiła się. Nowe prognozy z amerykańskiego Narodowego Urzędu do spraw Oceanów i Atmosfery (NOAA) nie wskazują na kolejną szansę na ujrzenie zorzy w sylwestrową noc. Tym razem alarm okazał się nietrafiony. Być może następnym razem będziemy mieć więcej szczęścia do tego fascynującego zjawiska. Wciąż mamy długie noce, a aktywność słoneczna w ostatnim czasie zwiększyła się, co może oznaczać, że wkrótce będziemy mieć jeszcze szanse na ujrzenie zorzy, za co trzymamy kciuki.

Na Słońcu od ponad tygodnia obserwujemy rozległy obszar aktywny w postaci ciemnych plam, które naukowcy oznaczyli numerem 2473. Gdy kompleks opuszczał centralną część słonecznej tarczy, a więc tą skierowaną bezpośrednio w stronę Ziemi, doszło do rozbłysku promieniowania rentgenowskiego klasy M2, któremu towarzyszył koronalny wyrzut masy (CME).

Z analiz zdjęć wykonanych przez sondę kosmiczną SDO wynika, że przynajmniej część plazmy, z zawrotną prędkością kilku milionów kilometrów, popędziła w naszym kierunku. Zgodnie z najnowszymi prognozami NOAA, wiatr słoneczny, pełen naładowanych cząstek, zacznie wnikać do ziemskich biegunów magnetycznych w nocy ze środy na czwartek (30/31.12).

Co najważniejsze, wiatr słoneczny najprawdopodobniej będzie miał południowe skierowanie pola magnetycznego, co oznacza, że na północnej półkuli zorze polarne mogą być na tyle rozległe, aby sięgnąć południowej Skandynawii. Ich wysokość sprawi, że powinny być widoczne niemal z całego terytorium Polski i to po raz siódmy w tym roku.

Kompleks plam nr 2473, w którym doszło do rozbłysku i wyrzutu masy. Fot. NASA.

Jednak to od siły burzy geomagnetycznej będzie zależeć to, jak silna będzie zorza i gdzie ją dostrzeżemy. Najnowsza prognoza wskazuje na burzę kategorii G3 (Kp=7). Jeśli się ona potwierdzi, to zorzę polarną powinniśmy ujrzeć na niebie północnym z największym prawdopodobieństwem w północnej Polsce, z nieco mniejszym w regionach centralnych i najmniejszym w województwach południowych.

Nie mniej jednak szansa na to, że zorza widoczna będzie z każdego zakątka naszego kraju, jest bardzo duża. Powinniśmy więc szykować się do obserwacji. Dokładny czas pojawienia się zorzy polarnej podawać będziemy na bieżąco.

Moment rozbłysku w kompleksie plam nr 2473. Fot. NASA.

Najlepiej udać się za obszar zabudowany, z dala od zanieczyszczenia świetlnego, gdzie nic nie będzie nam rozjaśniać i przysłaniać północnego nieba. Zachęcamy też do robienia zdjęć z zastosowaniem dłuższej ekspozycji, aby zorza była intensywniejsza. Świetnie sprawdzą się też zdjęcia wykonywane w technice poklatkowej.

Czy pogoda pozwoli na obserwacje?

Jednak samo pojawienie się zorzy polarnej wcale nie oznacza, że ją zobaczymy. Cały spektakl może nam uniemożliwić pogoda. Czy tym razem będzie ona sprzyjać? Mamy bardzo dobre wieści. Od samego zachodu Słońca praktycznie przez całą noc niebo nad Polską będzie bezchmurne lub prawie wolne od chmur.

Niewielkie zachmurzenie może pojawiać się tylko w regionach zachodnich, ale dopiero późną nocą. Jeśli planujecie obserwacje poza domem, to koniecznie ciepło się ubierzcie, ponieważ będzie bardzo zimno. Termometry pokażą od minus 10 stopni na wschodzie przez minus 5 stopni w centrum do minus 1 stopnia na zachodzie kraju.

Zorza polarna na polskim niebie jest dość rzadkim zjawiskiem. Dzieje się tak dlatego, że by mogła ona się pojawić, musi złożyć się bardzo dużo różnych czynników, które są niezwykle trudne do przewidzenia. Prognozowanie pogody kosmicznej jest jeszcze w powijakach, gdyż porządnie badamy naszą dzienną gwiazdę zaledwie od nieco ponad trzech dekad, a cykl jej aktywności trwa kilkanaście lat.

Dlatego jeśli chcecie zobaczyć zorzę polarną na polskim niebie, musicie wykazać się ogromną cierpliwością, śledzić najnowsze wiadomości i prognozy, ponieważ wszystko zmienia się bardzo dynamicznie. Jeśli tak uczynicie, to może zostaniecie za to sowicie wynagrodzeni, w postaci niezapomnianego spektaklu.

Czym jest i jak powstaje zorza polarna?

Zorze polarne to przepiękne różnokolorowe wstęgi, zasłony lub smugi, falujące lub pulsujące na niebie, w szczególności w okolicach koła podbiegunowego, a niekiedy można je także podziwiać na średnich i niskich szerokościach geograficznych, czyli m.in. w całej Europie i w Polsce.

Jednak niewiele ludzi wie, że powstawanie zorzy polarnych ma bezpośredni związek z wybuchami plam słonecznych i ogólnie aktywnością Słońca. Gdy Słońce znajduje się w fazie szczytu aktywności, jak ma to miejsce obecnie, na jego powierzchni tworzy się duża ilość plam.

Szczyt aktywności Słońca następuje regularnie co 11 lat. Wielkie plamy tworzą się jednak także poza szczytem, jak miało to miejsce jesienią 2003 roku, kiedy to trio gigantycznych plam obfitowało w potężne wybuchy i rozbłyski zapisujące się w historii badań naszej dziennej gwiazdy.

Spektakularny wybuch na Słońcu, który jest źródłem zorzy polarnej na Ziemi. Fot. NASA.

Każdej nowo uformowanej plamie (grupie plam) nadawany jest kolejno numer, który ma na celu jej identyfikację. W skład plamy o danym numerze może wchodzić od kilku do kilkudziesięciu plam różnej wielkości. Plamy to nic innego jak miejsca gdzie temperatura jest o wiele niższa niż w pozostałych regionach powierzchni Słońca.

Dzieje się tak na skutek otaczających plamę pól magnetycznych, a czym są one silniejsze, tym plama staje się większa i chłodniejsza, zaś reakcje w niej zachodzące bardziej gwałtowne. W plamach co jakiś czas dochodzi do eksplozji, czyli do wyrzutów materii i rozbłysków promieniowania rentgenowskiego o różnej sile, a czym potężniejszy jest wybuch, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia zorzy polarnej na Ziemi.

Fot. Antti Pietikainen.

Najlepsze warunki do powstania zorzy na średnich i niskich szerokościach geograficznych, czyli między innymi w Europie, w tym także w Polsce, następują wówczas, gdy wybuchowi plamy towarzyszy koronalny wyrzut masy (tzw. CME), a ona sama znajduje się w bezpośrednim polu rażenia Ziemi, czyli w okolicach środka widocznej z Ziemi tarczy Słońca.

Wówczas z plamy wyrzucana jest chmura silnie naładowanych cząstek, elektronów i protonów, tzw. wiatr słoneczny, który od kilkunastu do kilkudziesięciu godzin po wybuchu, w zależności od siły wybuchu, dociera do naszej planety, uderzając w ziemskie bieguny magnetyczne, powoduje powstanie burzy magnetycznej, której efektem jest pojawienie się przepięknych zórz polarnych.

Zorza polarna nad Alaską, ukazana w przyspieszeniu.

Zorza polarna to zjawisko świetlne występujące w górnych warstwach atmosfery czyli w jonosferze lub egzosferze na wysokości od 65 do 400 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Najczęściej w odległości 20-25 stopni od bieguna geomagnetycznego Ziemi - północnego lub południowego. Kolory zorzy polarnej są efektem reakcji cząsteczek wiatru słonecznego z cząsteczkami powietrza.

Gdy smugi mają kolor czerwony to wówczas cząsteczki wiatru słonecznego wchodzą w reakcję z azotem, jeśli zielone to z tlenem, inne są mieszaniną. Na północnej półkuli, aby zobaczyć zorzę trzeba patrzeć w kierunku północnym. Najlepsze warunki do obserwacji zorzy mają miejsce około północy, gdy ta część Ziemi, na której się znajdujemy, jest zwrócona przeciwnie do Słońca.

Bardzo silne burze magnetyczne szalejące w górnych warstwach atmosfery ziemskiej powodują także zakłócenia w łączności satelitarnej i radiowej a emitowane podczas ich trwania promieniowanie rentgenowskie może być groźne dla astronautów, pilotów i pasażerów samolotów lecących na wysokich szerokościach geograficznych.