Gigantyczna erupcja na Słońcu. Szykuj się na zorze polarne

Słońce to nie tylko źródło światła i ciepła dla naszej planety, ale także ogromna kula supergorącego gazu, w której zachodzą nieustanne zjawiska fizyczne. Jednym z nich jest erupcja słoneczna - nagły wybuch energii na powierzchni Słońca, który wyrzuca w przestrzeń kosmiczną ogromne ilości naładowanych cząstek. 

Takie zjawisko miało miejsce 17 września 2023 r., kiedy to Słońce wystrzeliło w kierunku Ziemi koronalny wyrzut masy (ang. coronal mass ejection, CME) - monstrualną chmurę plazmy i pola magnetycznego.

Keith Strong, fizyk zajmujący się Słońcem, napisał na Twitterze, że Jest to największa erupcja, jaką kiedykolwiek widział, a obserwuje on Słońce zawodowo od ponad 50 lat. "Erupcja pokrywa ponad połowę Słońca i porównaj to z rozmiarem Ziemi. Jednak co zaskakujące, CME nie spowodował dużego rozbłysku" - napisał w serwisie społecznościowym. Wideo z nagraną erupcją z 17 września zobaczysz niżej.

Dotrze ona do naszej planety już 19 września we wtorek, a to oznacza zorze polarne widoczne także w Polsce.

Korona to zewnętrzna warstwa atmosfery Słońca, która jest podgrzewana do temperatury ponad miliona stopni Celsjusza. W koronie tworzą się silne struktury pola magnetycznego, które mogą się skręcać i rozrywać pod wpływem ruchów plazmy. 

Kiedy tak się dzieje, dochodzi do zjawiska zwanego rekoneksją magnetyczną, czyli nagłej zmiany konfiguracji pola magnetycznego i uwolnienia ogromnej ilości energii. W wyniku tego procesu część plazmy i pola magnetycznego jest wyrzucana z korony w przestrzeń kosmiczną z prędkością nawet kilku tysięcy kilometrów na sekundę. Takie zjawisko nazywa się koronalnym wyrzutem masy.

Więcej na temat Słońca przeczytasz na Spider`s Web:

Kiedy koronalny wyrzut masy opuszcza Słońce, porusza się przez przestrzeń kosmiczną i napotyka na swojej drodze planetę Ziemię. Ziemia jest chroniona przed większością cząstek słonecznych przez swoje własne pole magnetyczne, które tworzy tarczę zwana magnetosferą. Magnetosfera odchyla większość cząstek słonecznych i kieruje je wokół planety. Jednak niektóre cząstki są chwilowo uwięzione w pierścieniach wokół biegunów magnetycznych Ziemi, gdzie tworzą tzw. pasy Van Allena.

Te cząstki mogą być następnie pobudzone przez koronalny wyrzut masy i spadać do górnych warstw atmosfery - termosfery i egzosfery. Tam zderzają się z atomami tlenu i azotu, powodując ich jonizację i emisję światła o różnych kolorach i kształtach. To właśnie te świetlne zjawiska nazywamy zorzą polarną.

Zorza polarna występuje najczęściej w okolicach biegunów magnetycznych Ziemi, gdzie pole magnetyczne jest najsłabsze i najbardziej nachylone do powierzchni planety. Strefa, w której można obserwować zorzę polarną, nazywa się owalem zorzy polarnej i ma kształt pierścienia o szerokości około 3-6 stopni geograficznych.

Zorza polarna jest widoczna tylko w nocy, gdy niebo jest ciemne i bezchmurne. Kolor i kształt zorzy polarnej zależy od wysokości i rodzaju atomów, z którymi zderzają się cząstki słoneczne. Najczęściej spotykanym kolorem jest zielono-żółty, który powstaje, gdy cząstki słoneczne pobudzają atomy tlenu na wysokości około 100 km nad Ziemią. Rzadziej można zobaczyć czerwony kolor, który pojawia się, gdy cząstki słoneczne pobudzają atomy tlenu na wysokości ponad 200 km nad Ziemią. Niebieski i fioletowy kolor to efekt pobudzenia atomów azotu na różnych wysokościach.

Zorza polarna jest najbardziej aktywna, gdy koronalny wyrzut masy dociera do Ziemi i zakłóca jej pole magnetyczne. Wtedy owal zorzy polarnej może się rozszerzyć i obejmować większą część nieba. Takie zjawisko nazywa się burzą geomagnetyczną i może trwać od kilku godzin do kilku dni. Burze geomagnetyczne są klasyfikowane według skali Kp, która ma wartości od 0 do 9, gdzie 0 oznacza brak aktywności, a 9 oznacza bardzo silną burzę. Im wyższa wartość Kp, tym większa szansa na zobaczenie zorzy polarnej w niższych szerokościach geograficznych. Zorza polarna w Polsce jest widoczna, gdy jej indeks wynosi od 6 do 8+

Według prognoz NOAA, CME, która opuściła Słońce 17 września 2023 roku, ma dotrzeć do Ziemi 19 września 2023 roku i spowodować burzę geomagnetyczną o sile Kp=6. Oznacza to, że zorza polarna będzie widoczna w większej części Kanady, Skandynawii, Rosji i Alaski, a także w niektórych częściach Stanów Zjednoczonych, Europy i Azji.

W Polsce zorza polarna będzie trudna do zauważenia, ponieważ Polska leży na niskiej szerokości geograficznej i jest silnie zurbanizowana. Jednak jeśli warunki atmosferyczne będą sprzyjać, to można spróbować zobaczyć zorzę polarną na północnym niebie nad horyzontem.

Koronalny wyrzut masy nie tylko tworzy piękne zjawiska świetlne na niebie, ale także może mieć negatywne skutki dla technologii i ludzi na Ziemi i w kosmosie. Koronalny wyrzut masy może zakłócać sygnały radiowe i telekomunikacyjne, uszkadzać satelity i sieci energetyczne, a także zwiększać poziom promieniowania kosmicznego.

Promieniowanie kosmiczne może być niebezpieczne dla astronautów na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej lub w przyszłości na Księżycu lub Marsie. Dlatego ważne jest monitorowanie aktywności słonecznej i przewidywanie CME i ich wpływu na Ziemię. Do tego celu służą specjalne obserwatoria kosmiczne i naziemne, które śledzą zmiany na Słońcu i w przestrzeni międzyplanetarnej.