Przejdź do treści

Nowe i stare wyjaśnienie migotania zórz polarnych

Naukowcy sądzą, że być może wyjaśnili zagadkę migotania i falowania zórz polarnych, często możliwego do zaobserwowania na krótko przed świtem.

Być może zbliżamy się do właśnie do kolejnego minimum jedenastoletnego cyklu słonecznego - okresu, w którym aktywność Słońca zmniejsza się, a na jego tarczy pojawia się coraz mniej plam słonecznych. Jednak nawet wtedy zorze polarne na Ziemi nie znikają całkowicie. Naładowane cząstki zawsze płyną do nas od Słońca, po czym wchodzą w interakcję z ziemskim polem magnetycznym. A kiedy to pole magnetyczne słabnie, niektóre z cząsteczek wpadają w jonosferę, wywołując świecenie - zjawiska znane nam właśnie jako zorze.

Teoria powstwania zórz jest dziś dość kompletna, ale wciąż niedopracowana w kilku pomniejszych szczegółach. W ubiegłym roku kosmiczne i naziemne stacje badawcze dały jednak badaczom unikalną możliwość bezpośrednich obserwacji, które prawdopodobnie ostatecznie potwierdzą starą już teorię wyjaśniającą charakterystyczne pulsowanie (migotanie) zórz.

Jednak im bliżej świtu, pojawia się często tak zwany trzeci etap zjawiska zorzy polarnej. Jasne łuki zanikają, ale na niebie nadal widnieją wolniej pulsujące plamy światła. Mogą one przetrwać nawet aż do pojawienia się Słońca ponad horyzontem. Takie lekko świecące, falujące i migotliwe zasłony mogą rozciągać się od dziesiątek do setek kilometrów na niebie - i nadal robią wrażenie.  Lud Sami, rdzenni mieszkańcy północnej Skandynawii, wierzy nawet, że w ten sposób ze światem żywych komunikują się duchy.

Satoshi Kasahara z Uniwersyetu w Tokio wraz ze swym zespołem opublikował właśnie pracę naukową na temat bezpośrednich obserwacji tego trzeciego stadium zjawiska zorzy. Naukowcy połączyli dane uzyskane z sondy badawczej JAXA ERG z naziemnymi obserwacjami zórz wykonanymi na terenie Kanady. Pozwoliło to zobrazować elektrony poruszające się ruchem spiralnym wokół linii pól magnetycznych w przestrzeni kosmicznej, a następnie w ziemskiej jonosferze, gdzie elektrony te zderzają się z cząsteczkami atmosfery i w efekcie generują zorze.

Okazuje się teraz, że elektrony wzmacniają pewne specyficzne, pojawiające się wysoko w magnetosferze Ziemi fale znane jako whistlery (ang. whister mode chorus waves) - fale pojawiające się na częstotliwościach radiowych VLF lub ELF i związane z efektami dźwiękowymi towarzyszącymi zorzom. Interakcja z tymi falami radiowymi powoduje energetyczne rozbłyski elektronów w jonosferze, a to prowadzi z kolei do obserwowanych pulsacji zórz. Wyniki tych badań przemawiają za znaną już od dziesięcioleci teorią, która aż do tej pory nie była jednak potwierdzona obserwacyjnie.


Czytaj więcej:

 

Źródło: skyandtelescope.com

Na obrazku: gdy nocą pole magnetyczne Ziemi słabnie, do magnetosfery przedostają się naładowane cząsteczki wiatru słonecznego. Część z nich dociera do jonosfery, powodując m.in. świecenie zórz polarnych.
Źródło: NASA / Goddard Space Flight Center- Conceptual Image Lab