Jak powstaje zorza polarna?

W okolicach bieguna i koła podbiegunowego, a czasem i na naszej szerokości geograficznej można obserwować cudowne zjawisko, jakim jest zorza polarna. Zorza osiąga czasem ogromne rozmiary. Jak powstaje zorza?

Zorza polarna to charakterystyczne świecenie górnej warstwy atmosfery w okolicach arktycznych i antarktycznych.

Zorza polarna rozciąga się czasem na tysiące kilometrów wokół kuli ziemskiej od obu biegunów. Jest jednak dość cienka, bo ma zaledwie około 100 metrów grubości.

Jaki jest mechanizm jej powstawania?

Ziemia wytwarza pole magnetyczne, którego linie oplatają cały glob, zagęszczając się znacznie w okolicach biegunów południowego i północnego. Pole to powoduje przyspieszenie elektronów i protonów, znajdujących się na wysokości od 3 do 12 tysięcy kilometrów.

Skąd się biorą te cząstki elementarne obdarzone ładunkiem?

Pojawianie się zorzy jest związane z rozbłyskami na Słońcu. Materia wyrzucona w takich rozbłyskach tworzy wiatr słoneczny - strumień cząstek elementarnych o wysokiej energii (elektrony i protony). Naładowane cząstki wiatru słonecznego są przechwytywane przez pole magnetyczne Ziemi.

Przyspieszane elektrony (poruszają się po liniach śrubowych wzdłuż linii pola magnetycznego) zaczynają wchodzić w głębszą warstwę atmosfery i zaczynają zderzać się z powietrzem. Atomy i cząsteczki znajdujące się w powietrzu ulegają wzbudzeniu, a nadmiar uzyskanej w ten sposób energii emitują w postaci światła widzialnego i niewidzialnego.

Tworzy się także napięcie elektryczne między zjonizowaną warstwą jonosfery, a plazmą wiatru słonecznego. Napięcie to indukuje prąd w rozrzedzonej warstwie atmosfery.

Za kolor zielony odpowiadają wzbudzone atomy tlenu. Azot emituje światło o barwie różowawej. W widmie zorzy można znaleźć także linie widmowe wodoru i helu.

Często można obserwować "falowanie", "ruch" zorzy, jednak jest on tylko złudzeniem.

Co ciekawe, nie wiadomo, dlaczego zorza ma tak małą grubość.

Wiatr słoneczny

Wiatr słoneczny jest to promieniowanie cząsteczkowe jonów, elektronów i protonów oraz w mniejszej mierze atomów, strumień plazmy, którego źródłem jest Słońce.

Ostatnio opublikowane w Pytajniku

Dlaczego gwiazdy zataczają okręgi wokół Gwiazdy Polarnej?

Dlaczego na zdjęciach nieba nocnego z długim czasem naświetlania gwiazdy wydają się krążyć wokół Gwiazdy Polarnej?

Czy można spowolnić fotony?

Fotony są składnikiem światła. Wiemy że poruszają się ze stałą prędkością światła, która jest uniwersalną stałą fizyczną. Czy istnieje możliwość spowolnienia fotonów?

Czy liczb całkowitych jest więcej od liczb naturalnych?

Zdrowy rozsądek podpowiada nam, że liczb całkowitych jest około dwa razy więcej niż liczb naturalnych. Jest jednak zupełnie inaczej.

Zobacz więcej

Przeglądaj wszystkie artykuły dotyczące ciekawostek ze świata nauki.

Zobacz też

Elektromagnetyzm

Elektromagnetyzm to nauka o zjawiskach magnetycznych i elektrycznych zachodzących w przyrodzie.

Pole magnetyczne Ziemi

Ziemia, jak wiele innych ciał niebieskich, wytwarza własne pole magnetyczne. Powstawanie tego pola opisuje teoria samowzbudzonego dynama, która przyjmuje, że źródłem tego pola jest zjawisko konwekcji w płynnym, metalicznym jądrze naszej planety.

Wiatr słoneczny

Wiatr słoneczny jest to promieniowanie cząsteczkowe jonów, elektronów i protonów oraz w mniejszej mierze atomów, strumień plazmy, którego źródłem jest Słońce.

Bibliografia

Wykaz całej bibliografii dla wszystkich artykułów opublikowanych w niniejszym serwisie znajduje się w odnośniku w stopce. Poniżej znajduje się wykaz publikacji, które w szczególności były wykorzystywane w przygotowaniu niniejszego artykułu:

Praca zbiorowa - Ilustrowana encyklopedia dla wszystkich - Fizyka, ISBN 83-204-1192-0, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne 1991
Jearl Walker - Latający Cyrk Fizyki, ISBN 978-83-01-19749-0, PWN 2018
Alicja Nawrot, Dorota Karolczak, Jadwiga Jaworska - Encyklopedia - Fizyka z astronomią, ISBN 978-83-7517-210-2, Greg 2013