zorze polarne—Zorza polarna (Zorza polarna) na półkuli północnej i zorza australis (światła Południowe) na półkuli południowej—to wspaniałe naturalne okulary, które można zobaczyć na wieczornym niebie, szczególnie na wyższych szerokościach geograficznych. W przeciwieństwie do innych zjawisk nocnego nieba, takich jak Meteory i komety, zorze polarne są zjawiskami atmosferycznymi, ale co je powoduje?
chociaż zorze polarne pojawiają się w atmosferze, są one wynikiem sił pozaziemskich; jednak siły te nie są szczególnie obce. Korona słońca-najbardziej zewnętrzny obszar atmosfery słońca, składający się z plazmy (gorący zjonizowany gaz)—odpycha wiatr słoneczny (strumień cząstek protonów i elektronów) od Słońca. Niektóre z tych wysokoenergetycznych cząstek uderzają w ziemskie pole magnetyczne i podążają za liniami pola magnetycznego w dół do atmosfery ziemskiej na północnym i południowym biegunie magnetycznym.
atmosfera ziemska składa się głównie z azotu i tlenu. Gdy cząstki słoneczne dotrą do atmosfery ziemskiej, zderzają się z atomami azotu i tlenu, odrywając elektrony, aby pozostawić jony w stanie wzbudzonym. Jony te emitują promieniowanie o różnych długościach fal, tworząc charakterystyczne kolory. Zderzenia cząstek słonecznych z tlenem wytwarzają światło czerwone lub zielone; zderzenia z azotem wytwarzają światło zielone i fioletowe.
w okresach niskiej aktywności słonecznej—które są często związane z okresami, w których słońce ma mniej plam na słońcu—mniej tych wysokoenergetycznych cząstek jest emitowanych ze słońca, a mieniące się arkusze kolorów, które charakteryzują ziemskie strefy zorzy polarnej, przesuwają się ku biegunowi. Gdy słońce jest bardziej aktywne i większe ilości plazmy wybuchają z powierzchni Słońca, więcej cząstek dociera do atmosfery ziemskiej, a zorze polarne czasami rozciągają się na środkowe szerokości geograficzne. Na przykład, Zorza polarna była postrzegana tak daleko na południe, jak 40 ° szerokości geograficznej w Stanach Zjednoczonych. Zorze polarne zwykle występują na wysokościach około 100 km (60 mil); jednak mogą wystąpić w dowolnym miejscu między 80 A 250 km (około 50 do 155 mil) nad powierzchnią ziemi.