Tijekom vikenda Hrvatskoj se dogodila "savršena oluja". Zašto i što to znači?

HRVATSKOJ se tijekom vikenda dogodila "savršena oluja" koja je omogućila da se sjeverna polarna svjetlost, odnosno aurora borealis, vidi iz svih krajeva naše zemlje i to izuzetno lijepo, u raznim bojama.

Kada kažemo savršena oluja, mislimo na cijeli niz čimbenika koji su se poklopili da bi nastao spektakl kakav se rijetko viđa - magnetska oluja nastala na Suncu bila je izuzetno jaka, bilo ih je više u kratkom vremenu, bile su usmjerene prema Zemlji, a smjer njihovog magnetskog polja bio je suprotan Zemljinom.

Konačno, ali ne manje važno, geomagnetska oluja bila je osobito jaka u vrijeme kad je u Hrvatskoj bila noć, a usto je bilo i vedro.

Budući da postoji mogućnost da se nešto slično dogodi u narednim danima ili tjednima, nije naodmet pojasniti kako nastaje aurora te što je sve bitno za formiranje "savršene oluje".

U tijeku je solarni maksimum

Solarne oluje koje uzrokuju stvaranje aurora (sjeverne borealis i južne australis) nastaju zbog Sunčevih bljeskova i koroninih izbačaja mase. Ovi su događaji povezani sa Sunčevim pjegama koje su brojnije kada je Sunce aktivnije.

Trenutno je na djelu maksimum Sunčeve aktivnosti koji nastupa otprilike svakih 11 godina. Prethodni je bio 2013., a prije toga 2003. kada se aurora također mogla lijepo vidjeti iz Hrvatske. Prema Space Weatheru prošlog vikenda, kao i za Noć vještica 2003., zabilježene su najsnažnije geomagnetske oluje najviše kategorije G5.

Uzgred vrijedi spomenuti da je ovaj Sunčev maksimum malo uranio; očekivao se 2025.

Nastanak solarnih oluja, bljeskova i koroninih izbačaja mase

Solarne oluje nastaju iznad Sunčevih pjega. To su područja u kojima je magnetsko polje oko 2500 puta jače od Zemljinog, mnogo jače nego bilo gdje drugdje na Suncu. Zbog njega u području pjega raste magnetski tlak, dok okolni atmosferski tlak opada. To pak snižava temperaturu pjega u odnosu na okolinu jer koncentrirano magnetsko polje sprječava konvekciju i dotok novog, vrućeg plina iz unutrašnjosti Sunca na površinu.

Sunčeve pjege izgledaju relativno tamne jer je njihova temperatura gotovo upola niža od temperature okolne fotosfere koja iznosi oko 6.000 ℃. Pjege su prilično velike - njihova prosječna veličina približno je jednaka veličini Zemlje. Obično se javljaju u parovima koji imaju magnetska polja usmjerena u suprotnim smjerovima. Nad njima se duž magnetskih silnica (koje izviru iz jedne pjege i poniru u drugu) stvaraju golemi lukovi, odnosno prominencije sastavljene od koronalnog materijala, odnosno vruće plazme (slika dolje).

Kada magnetsko polje iznad Sunčevih pjega naraste i njegove silnice se jako zapetljaju, dolazi do pucanja prominencija i oslobađanja goleme energije te nastaju bljeskovi, odnosno solarne baklje i koronini izbačaji mase. U samo nekoliko minuta, baklje se zagriju na nekoliko desetaka milijuna stupnjeva i oslobađaju energiju jačine oko milijardu megatona TNT-a.

To se obično zbiva otprilike na granici između područja suprotno usmjerenih magnetskih polja. Prominencija koja puca lansira vruću plazmu i magnetsko polje dalje od Sunca, a područje zahvaćeno bljeskom emitira elektromagnetske valove i čestice visokih energija koji ubrzo počinju bombardirati Zemlju.

Razni događaji raznih brzina

Naš stručnjak za Sunce dr. sc. Bojan Vršnak kaže da su tu u igri razni događaji koji do Zemlje putuju različitim brzinama.

"Prvi stižu elektromagnetski valovi raznih duljina od radiovalova, preko vidljive svjetlosti do ultraljubičastog zračenja te rendgenskih i gama zraka", kaže Vršnak.

"Nakon njih, s 20-ak minuta zakašnjenja, stižu snopovi čestica koje su lansirane brzinama blizu brzine svjetlosti. Te čestice i  elektromagnetsko zračenje utječu na ionosferu i uzrokuju prve smetnje u komunikacijama na Zemlji. Nakon jednog do četiri dana do Zemlje stiže magnetski oblak u kojem su zarobljene nabijene čestice. Na njegovom prednjem kraju nalazi se udarni magnetohidrodinamički val koji potiskuje i zbija Zemljino magnetsko polje s dnevne, obasjane strane. S druge strane Zemlje, na noćnoj strani, magnetska oluja uzrokuje izduživanje silnica u oblik magnetskog repa te njihovo pucanje i prespajanje, odnosno ponovno povezivanje u dipolni oblik. Ova rekonekcija zbiva se kada je magnetsko polje solarne oluje suprotnog smjera od Zemljinog. Naime, ono će lokalno na kratko vrijeme 'poništiti' silnice Zemljine magnetosfere s dnevne strane nakon čega dolazi do prijenosa polja u magnetski rep", tumači naš fizičar (pogledajte kratak video dolje).

Ključan je smjer magnetizma solarne oluje

Vršnak kaže da je smjer magnetskog polja solarne oluje zadan smjerom koji je imalo magnetsko polje na Suncu koje ga je lansiralo.

"Ovaj proces uzrokovat će veliku promjenu u Zemljinom magnetskom polju, a kako je ta promjena još i brza, inducira se jako električno polje koje dodatno ubrzava čestice koje stižu sa Sunca, kao i one već postojeće u magnetosferi", ističe Vršnak.

Kako nastaju boje aurore?

Tako ubrzane, nabijene solarne čestice – ioni, protoni i elektroni, kanaliziraju se duž silnica magnetosfere prema Zemljinim polovima budući da magnetska polja djeluju na naboje. Na tom putu sudaraju se s česticama plinova u atmosferi, najčešće na visinama između 90 i 150 kilometara. Kada udare u čestice atmosfere, predaju im energiju te podižu njihove elektrone u pobuđeno stanje na više orbitale. Pri povratku u normalno stanje elektroni zrače svjetlo koje je karakteristično za određeni element.

Stoga će boja aurore ovisiti o tome s kojom vrstom atoma se sudaraju čestice sa Sunca i na kojoj visini.

Na primjer, kada se sudaraju s atomima kisika na nižim visinama, emitira se zelena boja valne dužine 557.7 nm, dok se na višim visinama emitira smećkasto crvenkasta boja valne dužine 630 nm. Atomi dušika emitiraju pak plavu i ljubičastu svjetlost.

Zašto u Hrvatskoj vidimo uglavnom crveno svjetlo aurore?

Vršnak kaže da je za očekivati da se na nižim geografskim širinama, dakle kod nas, vidi samo najviši, crvenkasti dio aurore.

"Niži dijelovi aurore sastoje se više od zelenih, ljubičastih i plavih boja koje se dinamično mijenjaju i šaraju nebom. Viši dijelovi su uglavnom crveni. Na nižim geografskim širinama donji dio aurore je zaklonjen Zemljom zbog njezine zakrivljenosti pa vidimo samo gornji, crveni dio", kaže Vršnak.

Posljednja aurora koju smo vidjeli za vikend počastila nas je s više boja – uz crvenu, vidjele su se i zelena i ljubičasta koje su rijetko vidljive u južnijim područjima.

Više vrlo snažnih eksplozija

Osim smjera solarne oluje, za spektakularnost doživljaja aurore važna je i njezina snaga i brzina.

Eksplozije koje su uzrokovale auroru vidljivu u Hrvatskoj došle su s nakupine više aktivnih Sunčevih pjega koje su trenutačno vidljive i okrenute prema Zemlji, a čiji je ukupni promjer oko 17 puta veći od promjera našeg planeta.

Najjača eksplozija klase X3.98 bila je zabilježena 10. svibnja (dolje), dok je 12. svibnja bila klase X1.0. Klasa X je najviša klasa rendgenskog zračenja i oko 10 puta je snažnija od sljedeće M klase koja je relativno uobičajena.

Moglo bi biti još aurora

Prijetnja (ili izazov za lovce na aurore) od dodatnih jakih koroninih izbačaja mase trajat će sve dok se velika i magnetski složena skupina sunčevih pjega, NOAA-ina regija označena kao 3664 (dolje), ne okrene izvan vidnog polja Zemlje. Očekuje se da će se to dogoditi do utorka 14. svibnja 2024. No, to ne znači da će solarni maksimum i prilike za pojavljivanje aurora s time biti završeni.

Kako, kada i gdje gledati i snimati auroru?

Auroru treba promatrati i snimati kada neke referentne stranice, poput Space Weather, najave da bi se mogla vidjeti iz južnijih krajeva. Treba je tražiti na sjevernom dijelu neba u području u kojem nema previše svjetlosnog zagađenja, primjerice s Medvednice prema Zagorju, i to strpljivo jer ponekad mogu nastupiti razdoblja kada je nema. Najbolje se vidi oko ponoći jer se tada nalazimo bliže polarnom ovalu zbog nagnutosti Zemljine osi.

Preporučljivo je snimati je fotoaparatom, no može se snimati i mobitelima.

Astrofotograf Boris Štromar kaže da je aurora u našim krajevima rijetka pojava te da ju ne možemo vidjeti tako da u papučama izađemo ispred zgrade i samo ovlaš pogledamo u nebo.

"Kao i za druga astronomska događanja, doživljaju će jako smetati svjetlosno onečišćenje grada. Snažne solarne oluje poput ove u noći 10./11.5. su ekstremno rijetke. Mnogi će to iskusiti samo jedan jedini put u životu, pa se valja malo potruditi i biti strpljiv jer tko zna kada ćete imati iduću priliku. Intenzitet polarne svjetlosti se tijekom noći jako mijenja. Lako se može dogoditi da otprilike 10 -15 minuta prostim okom vidimo veliku aktivnost i pojačan sjaj, a zatim satima ništa ne bude vidljivo. Većinom će biti veliki uspjeh uspije li se iz naših područja aurora zabilježiti fotoaparatom ili mobilnim telefonom. Ako pratite situaciju, osim gledanja u smjeru sjevera - aurora je polarna svjetlost, dakle dolazi iz smjera nama najbližeg magnetskog pola, a to je sjeverni - povremeno napravite neku fotografiju mobitelom. Svi moderniji mobiteli imaju mogućnost snimanja solidnih fotografija u uvjetima slabog svjetla. Digitalne fotoaparate svakako treba koristiti sa stativom uz maksimalno otvoren objektiv i ekspozicije od nekoliko sekundi.

Detaljne upute kako to učiniti možete naći na ovoj stranici Štromara, autora nekih od ponajboljih fotografija i timelapsea aurore (dolje).