Zorze polarne Komet

Zorze polarne zdarzają się na Ziemi, innych planetach, a nawet niektórych księżycach. Ale po raz pierwszy mamy jednoznaczne dowody, że swoją wersję zórz mogą generować też komety. 

Zorza polarna obserwowana nad Kanadą z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. ESA

Zorza polarna powstaje, kiedy naładowane elektrycznie cząstki pochodzące z wiatru słonecznego zderzają się z wysokimi partiami ziemskiej atmosfery. Cząstki są wychwytywane przez pole magnetyczne planety i wzbudzają emisję światła z atomów znajdujących się w atmosferze. To te wzbudzenia są odpowiedzialne za charakterystyczne wielokolorowe światła na niebie, które można obserwować w obszarach okołobiegunowych – tam, gdzie energie wychwytywanych cząstek są największe. 

Ultrafioletowe zorze polarne Saturna. NASA/ESA

Na innych planetach, przede wszystkim na gazowych gigantach, również obserwuje się zorze polarne. Często zakres tych zórz wykracza jednak poza światło widzialne – np. na Saturnie obserwuje się zorze w ultrafiolecie. Według teoretycznych przewidywań również pola magnetyczne planet pozałonecznych mogą generować zorze, jednak obecnie dostępne instrumenty obserwacyjne nie mają tak dużej rozdzielczości, by to zauważyć. 

Przełomowego odkrycia związanego z zorzami komet dokonano na podstawie danych z misji Rosetta (ESA). Sonda w 2014 bezpiecznie wylądowała na powierzchni 67P/Churyumov-Gerasimenko (67P/C-G), odkrytej w 1969 roku komety okresowej należącej do rodziny komet Jowisza. Badania misji Rosetta były prowadzone jeszcze do 2016 roku, a interpretacja danych odbywa się do dziś. 

Kometa 67P/Czuriumow-Gierasimienko, którą badała misja Rosetta. ESA/Rosetta

Pierwotnie dane dotyczące promieniowania w dalekim ultrafiolecie uznano za efekt związany z interakcją fotonów z komą, czyli pyłowo-gazową “atmosferą” otaczającą jądro komety. Jednak późniejsza analiza wykazała, że natura tego promieniowania przypomina zorze polarne. Naładowane cząstki pochodzenia słonecznego “rozbijają” atomy w komie tworząc naładowane jony. Dzięki temu, chociaż nie ma płynnego jądra, kometa w tych szczególnych warunkach posiada magnetosferę. To właśnie jonizacja, czyli “rozbijanie” atomów w komie jest też odpowiedzialne za emisję energii w postaci promieniowania ultrafioletowego. 

Dalsza analiza danych z misji Rosetta pozwoli na zrozumienie tego, jak na tak długim dystansie zmieniają się cząstki w wietrze słonecznym. Dzięki temu możliwe będzie projektowanie satelitów bardziej bezpiecznych dla astronautów oraz odpornych na promieniowanie.