W samym styczniu 2025 roku już kilkukrotnie do Ziemi docierały obłoki plazmy wyrzucone z powierzchni Słońca w tzw. koronalnych wyrzutach masy powodując słabsze i silniejsze zorze polarne. Rzadko kiedy jednak mamy okazję zobaczyć, jak zorza polarna wygląda… od góry.
Zapierający dech w piersiach film nagrany 6 stycznia przez astronautę Dona Pettita z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) jest właśnie taką okazją. Na nagraniu opublikowanym kilka dni temu w sieci możemy zobaczyć wyraźną, zieloną zorzę polarną widoczną z wysokości 400 kilometrów nad powierzchnią Ziemi.
Zorza polarna jest wynikiem intensywnej aktywności słonecznej. Nasze Słońce przechodzi obecnie przez okres turbulencji, charakteryzujący się częstymi rozbłyskami słonecznymi i koronalnymi wyrzutami masy. Obłoki plazmy wyrzucane w tychże wyrzutach z korony słonecznej przez kolejne godziny i dni oddalają się od Słońca, przemierzając Układ Słoneczny. Jeżeli na ich drodze stanie Ziemia, plazma wchodzi w interakcje z polem magnetycznym planety i dochodzi do tzw. burzy geomagnetycznej.
Ziemskie pole magnetyczne działa jak tarcza, odchylając takie zmierzające w naszą stronę ze Słońca naładowane cząstki w kierunku biegunów. Gdy cząstki te zderzają się w końcu z gazami w naszej atmosferze, pobudzają atomy i cząsteczki, sprawiając, że emitują światło. Ten świetlny pokaz często mieni się różnymi barwami, w tym zielonym, różowym i niebieskim, tworząc wstęgi, które są ustawione zgodnie z liniami pola magnetycznego Ziemi.
Zielony kolor, charakterystyczna cecha zorzy, od wieków zastanawia naukowców. Wczesne teorie przypisały go wodorowi, a nawet hipotetycznemu pierwiastkowi zwanemu „aurorium”. Chociaż jako źródło sugerowano tlen, jego niechęć do emitowania zielonego światła w warunkach laboratoryjnych stanowiła zagadkę przez dziesięciolecia.
Czytaj także: Niewiarygodna zorza. Takiego „polarnego deszczu” na Ziemi jeszcze nie widziano
Tajemnica tkwi w unikalnym zachowaniu tlenu atomowego. W przeciwieństwie do większości pierwiastków, które emitują światło niemal natychmiast po wzbudzeniu, tlen atomowy potrzebuje stosunkowo dużo czasu, prawie całej sekundy, aby powrócić do swojego normalnego stanu. To opóźnienie pozwala otaczającym atomom i cząsteczkom pochłonąć jego energię, uniemożliwiając mu emitowanie charakterystycznego zielonego światła.
W pobliżu powierzchni Ziemi atomy tlenu są gęsto upakowane, co pozostawia im niewiele czasu na emitowanie światła. Jednak na wysokości około 100 kilometrów atmosfera jest znacznie rzadsza niż na powierzchni Ziemi, dzięki czemu atomy tlenu mają wystarczająco dużo miejsca na emisję charakterystycznego zielonego światła.
Ta zielona poświata zwykle rozciąga się od 100 do 300 kilometrów nad Ziemią. Powyżej tej wysokości ciśnienie atmosferyczne spada jeszcze bardziej, pozwalając atomom tlenu emitować głęboko czerwone światło ze względu na wydłużony czas, jaki mają na uwolnienie swojej energii.
Czytaj także: Przepiękne zdjęcie Ziemi wykonane z orbity. To zjawisko po prostu trzeba zobaczyć
Powyższe nagranie nie jest bynajmniej pierwszym spojrzeniem na zorzę polarną „od góry”. Astronauci wszak przebywają na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej już od 20 lat i wielokrotnie fotografowali unikalne światła w atmosferze naszej planety.
Analogicznie, możemy być pewni, że podczas kolejnego maksimum aktywności słonecznej za 11 lat, nagrania i zdjęcia będą jeszcze bardziej spektakularne. Jakby nie patrzeć, astronauci będą wtedy dysponować dużo lepszym sprzętem niż obecnie i będą w stanie uchwycić zorze jeszcze dokładniej. Można jednak założyć, że ówczesne zdjęcia nie będą już pochodziły z pokładu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Ta będzie wtedy już tylko wspomnieniem. Pozostaje mieć nadzieję, że astronauci będą mieli do dyspozycji już nowe, komercyjne stacje kosmiczne, z których będą w stanie prowadzić obserwacje.