Zorza polarna zwykle kojarzy się z zielonymi i czerwonymi smugami widocznymi nad północnym horyzontem. Sonda SMILE pokazała ją jednak z perspektywy niedostępnej dla obserwatorów na Ziemi: jako pełny świetlisty owal otaczający północny obszar polarny.
Nagranie wykonane 24 lipca 2026 roku przedstawia około godzinę zmian zorzy obserwowanej w ultrafiolecie. To nie tylko efektowny widok. Materiał pokazuje, jak szybko i nieregularnie reaguje górna atmosfera Ziemi na zmiany zachodzące w jej magnetycznym otoczeniu.
Owal niewidoczny z powierzchni Ziemi
Z powierzchni Ziemi nie można zobaczyć całego owalu zorzowego. Zjawisko rozciąga się na ogromnym obszarze wokół bieguna magnetycznego, a człowiek znajdujący się na lądzie ogląda tylko jego niewielki fragment.
Sonda lecąca wysoko nad planetą może natomiast objąć obserwacją znacznie większy obszar. Kamera UVI, czyli Ultraviolet Imager, rejestruje promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez wzbudzone składniki górnej atmosfery. Dzięki temu może śledzić zorzę również po oświetlonej przez Słońce stronie Ziemi, gdzie obserwacje w świetle widzialnym są znacznie trudniejsze.
Na filmie widać pełny północny owal zorzowy i zmiany jego jasności oraz kształtu. Jasne punkty przy krawędziach kadru są odległymi gwiazdami. Wydają się przesuwać, ponieważ podczas lotu zmienia się kierunek, w którym patrzy kamera sondy.
Jak powstaje zorza?
Zorza pojawia się, gdy naładowane cząstki związane z aktywnością Słońca docierają do otoczenia Ziemi. Pole magnetyczne naszej planety kieruje część z nich ku obszarom polarnym, gdzie oddziałują one z atomami i cząsteczkami górnej atmosfery.
Wzbudzone cząsteczki i atomy oddają następnie energię w postaci promieniowania. Z powierzchni Ziemi widzimy część tego promieniowania jako charakterystyczne zielone, czerwone lub fioletowe światło. Instrument UVI obserwuje natomiast zorzę w zakresie ultrafioletu, którego ludzkie oko nie rejestruje.
Zjawisko jest związane z magnetosferą – rozległym obszarem kontrolowanym przez ziemskie pole magnetyczne. Magnetosfera częściowo osłania Ziemię przed wiatrem słonecznym, czyli stałym strumieniem naładowanych cząstek wypływających ze Słońca. Jej kształt i właściwości zmieniają się pod wpływem aktywności naszej gwiazdy.
Misja ESA i CAS
SMILE, czyli Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer, jest wspólną misją Europejskiej Agencji Kosmicznej i Chińskiej Akademii Nauk. Sonda wystartowała 19 maja 2026 roku, a 23 września została uznana za gotową do rozpoczęcia regularnych obserwacji naukowych.
Jej zadaniem jest ustalenie, jak wiatr słoneczny oddziałuje z magnetosferą oraz jak skutki tych procesów docierają do jonosfery – zjonizowanej części górnej atmosfery. Do badań służą między innymi kamera UVI, obrazująca północne obszary zorzowe w ultrafiolecie, oraz instrument SXI, który ma obserwować magnetosferę w miękkim promieniowaniu rentgenowskim.
Taki zestaw pomiarów pozwoli naukowcom powiązać zmiany w zorzach z procesami zachodzącymi dalej od Ziemi, na granicy magnetosfery i w strumieniu cząstek napływających od Słońca.
Zorza i kosmiczna pogoda
Zorza jest jednym z najbardziej widowiskowych przejawów kosmicznej pogody, czyli zmiennych warunków w przestrzeni kosmicznej zależnych przede wszystkim od aktywności Słońca. Silne zaburzenia mogą wpływać na funkcjonowanie satelitów, łączność radiową i systemy nawigacyjne, a w skrajnych sytuacjach również na naziemne sieci elektroenergetyczne.
Lepsze poznanie relacji między wiatrem słonecznym, magnetosferą i zorzą ma więc znaczenie nie tylko dla badań podstawowych. Może także pomóc rozwijać prognozy zagrożeń dla infrastruktury technicznej, misji kosmicznych i astronautów.
Nagranie z SMILE pokazuje przy tym, że zorza nie jest spokojną dekoracją nocnego nieba. To zmienny ślad procesów zachodzących w ogromnym, niewidzialnym dla nas układzie łączącym Słońce z magnetyczną osłoną Ziemi.
Źródła
Główne źródło:
- NASA Astronomy Picture of the Day, A Complete Auroral Oval from SMILE,
Źródła kontekstowe:
- ESA, Science begins for Smile,
- ESA, Smile factsheet,
- ESA, Smile lifts off on quest to reveal Earth’s invisible shield against solar storms
Opracowanie: Agnieszka Nowak
