Czarne zorze to niezwykle rzadkie i tajemnicze zjawisko widoczne na tle tradycyjnych zórz polarnych. Wyglądają jak ciemne plamy lub pasma przecinające barwne łuny, ale w rzeczywistości są efektem unikalnych procesów fizycznych w jonosferze. To swoista “antyzorza”, gdzie zamiast emisji światła elektrony są wypychane z atmosfery w przestrzeń kosmiczną. Zrozumienie tego zjawiska otwiera nowe perspektywy w badaniach nad interakcjami między Ziemią a Słońcem oraz ich wpływem na ziemską magnetosferę.
Czarne zorze są jak “dziury” w niebie
Typowe zorze polarne pojawiają się, gdy naładowane cząstki wiatru słonecznego zderzają się z atomami w górnych warstwach atmosfery, emitując barwy od zieleni po purpurę. Czarne zorze działają odwrotnie: w regionach o dodatnim potencjale elektrycznym elektrony są wypychane z atmosfery, zamiast do niej wpadać. Powstają w ten sposób ciemne “dziury” w świetlistej tkaninie zorzy, które przyciągają uwagę naukowców od dekad.
Czytaj też: Niewiarygodna zorza. Takiego „polarnego deszczu” na Ziemi jeszcze nie widziano
Według badań opublikowanych w Nature w 2001 r., czarne zorze występują na wysokości około 20 000 km. Dane z misji Cluster Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) wykazały, że te regiony są ubogie w ujemnie naładowane cząstki i zawierają dodatnie struktury potencjału elektrycznego, które “sączą” elektrony z jonosfery do kosmosu. Prof. Göran Marklund z Laboratorium Alfvéna w Szwecji nazwał czarne zorze “brakiem aktywności zorzowej”, podkreślając ich unikalny charakter.
W 2021 roku opublikowano kolejne badania, które wprowadziły jeszcze inne pojęcie, tzw. antyczarnej zorzy – małych fragmentów jasnego światła widocznych w około 10 proc. regionów czarnych zórz. Te jasne segmenty poruszają się równolegle do ciemnych struktur, czasami zmieniając stronę bez wyraźnego powodu. Naukowcy wskazują, że ich obecność może być kluczem do dalszego zrozumienia dynamicznych procesów w jonosferze.
Czarne zorze stanowią niezwykłe okno na procesy zachodzące w magnetosferze i jonosferze. Ich analiza pomaga zrozumieć interakcje między wiatrem słonecznym a polem magnetycznym Ziemi, co ma kluczowe znaczenie dla przewidywania kosmicznej pogody. Dzięki temu możemy lepiej chronić satelity, systemy nawigacyjne oraz infrastrukturę energetyczną przed skutkami burz geomagnetycznych.
Czarne zorze są rzadkością i trudne do obserwacji gołym okiem, ale można je dostrzec na tle słabo świecących zórz rozproszonych. Najlepszym miejscem do ich podziwiania są regiony polarne, zwłaszcza w czasie wysokiej aktywności słonecznej.