Polární záře se mohou objevovat i bez bouří na Slunci. Nejlepší na pozorování je jaro a podzim

Polární záře patří mezi nejkrásnější přírodní úkazy na obloze. V polárních oblastech jsou celkem běžné, v nižších zeměpisných šířkách, na jakých leží Česko, je ale jejich výskyt vzácnější. Objevují se jen výjimečně – například během posledního říjnového víkendu se přes slibné podmínky nakonec na nebi neobjevily. Přesto je ale možné je na území Česka očekávat.

Cestovatelé se za polární září vydávají zejména do Skandinávie nebo na sever amerického kontinentu. Stálým pozorováním se ukazuje, že hlavním spouštěčem sice bývají silné sluneční erupce a skokově rychlejší sluneční vítr obsahující nabité částice, ale v průběhu roku existují dvě období, kdy jde polární záře očekávat i bez překotných jevů na Slunci. Ta nastávají okolo jarní a podzimní rovnodennosti.

Smrtící radiace proti ochrannému štítu Země

„Polární záře vznikají v důsledku interakce nabitých částic putujících kontinuálně ze Slunce s molekulami a atomy vzduchu ve vysoké atmosféře Země. Běžně se vyskytují mezi 80 až 150 kilometry, vzácněji až do 400 kilometrů nad zemským povrchem,“ vysvětluje astronom a fotograf Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě. Za interakcí stojí konkrétně protony, elektrony a takzvané alfa částice, které Slunce zpravidla produkuje během silných erupcí v magneticky uzavřených oblacích, takzvaných plazmoidech.

Polární záře nad zemským povrchem při pohledu z paluby Mezinárodní kosmické stanice ISS. Nejčastější červený a zelený odstín způsobuje emise kyslíku
Zdroj: NASA/ISS

„Země má svůj přirozený magnetický štít, díky němuž je většina tohoto životu nebezpečného záření odkloněna. Část tohoto slunečního materiálu se ale uvězní v oblastech okolo zemských magnetických pólů, kde siločáry magnetického pole Země, a tedy i částice proniknou do naší atmosféry. Tam pak díky srážkám s atomy a molekulami vzduchu dochází k excitaci (i ionizaci) a následnému vyzáření v podobě viditelného světla,“ popisuje Horálek.

„Tak sledujeme v zemské atmosféře doutnavý výboj, jehož odstíny odpovídají konkrétním hodnotám vyzářené energie. Nejčastější zelená a červená záře patří excitovanému kyslíku, vzácnější modré zabarvení pak odpovídá ionizovanému dusíku. Ale to nejsou jediné emise,“ dodává vědec.

Polární záře v Tromsø 27. října 2021 vznikla jen díky slunečnímu větru bez vlivu nějaké silnější erupce na Slunci
Zdroj: Petr Horálek

Jaro a podzim přejí polárním zářím

Výskyt polárních září není podmíněný jen silnou sluneční aktivitou, stačí k tomu neustálý tok částic slunečního větru. Mimo občasné silné erupce, během nichž se překotně utrhne oblak s velkým množstvím zmíněných nabitých částic ze Slunce, se totiž z naší hvězdy každou sekundou uvolňuje asi 1,2 miliardy tun těchto částic rychlostí 200–1200 km/s. 

„Dlouhodobé sledování polárních září ukázalo, že bez ohledu na intenzitu slunečního větru nebo eruptivní aktivitu Slunce se nejčastěji silnější polární záře objevují okolo jarní nebo podzimní rovnodennosti, přesněji v březnu nebo v září a říjnu,“ popisuje Horálek, který se vydal v tomto týdnu záře sledovat do Norska. Důvodem, proč právě období jarní a podzimní rovnodennosti nahrává k častějšímu pozorování, je sklon zemské osy (a tedy i zemského magnetického pole) vůči slunečnímu magnetickému poli v těchto obdobích.

Pětasedmdesátileté pozorování polárních září ukazuje, že nejaktivnější jsou v obdobích okolo jarní a podzimní rovnodennosti
Zdroj: David Hathaway/NASA

Jak vysvětluje sluneční fyzik z NASA a správce serveru Spaceweather.com Tony Phillips, právě v obdobích rovnodenností nabývá největší účinnosti vzájemné rušení polarit magnetického pole ve slunečním větru s polem zemské magnetosféry, což v ní vytváří trhliny propouštějící více nabitých částic. Tento jev je znám jako Russell-McPherronův podle dvou amerických fyziků Christophera Russella a Roberta McPherrona, kteří oslabení zemského magnetického pole v obdobích rovnodenností poprvé popsali v roce 1973.

„Důležité je, aby proměnlivé meziplanetární magnetické pole, kterým proudí částice ze Slunce díky slunečnímu větru, bylo orientováno tak, aby se efektivněji navázalo na siločáry magnetického pole Země. Pak mohou do zemské atmosféry vstoupit nabité částice ve větším množství a vykouzlit kýženou podívanou i bez silné sluneční erupce,“ dodává Horálek.

Polévková záře a měsíční svit

Letošní studie ukazují, že Země si může částečně polární záře vytvářet i sama. Takzvané difúzní polární záře, které s trochou představivosti připomínají promíchanou hrachovou polévku, vznikají díky elektronovým paprskům urychleným v elektrickém poli v zemské magnetosféře. Při tomto procesu se uvolňují druhotné elektrony, které padají zpět do zemské atmosféry, a vytváří tak „polévkové“ záře. Jev byl dlouhá léta záhadou a k jeho rozklíčování napomohla vědecká družicová mise THEMIS-ARTEMIS, která v zemském magnetickém poli provádí svá měření už od roku 2007.

Difúzní polární záře obklopující seskupení hvězd známé jako Velký vůz
Zdroj: E. Masongsong

Za krásami polárních září stojí i náš Měsíc: Dopomáhá k nasycení modré složky v jejich odstínech, které jsou obvykle velmi slabé a stojí za nimi ionizovaný molekulární dusík. Když jsou tyto ionty zasaženy měsíčním světlem, zachytí a znovu emitují fotony modrého záření jdoucí od Měsíce. Ten sám nesvítí, ale k Zemi na něj míří rozptýlené a odražené sluneční záření.

České záře

„V Česku se polární záře vyskytují vzácněji, ale nejsou zcela neobvyklé. Například v roce 2003 nastala jedna z nejvýraznějších za posledních 50 let a v našich končinách byla pozorovatelná po celé obloze. Jedna velmi jasná se odehrála přímo v revoluční podvečer 17. listopadu 1989. Naposledy jsme mohli jasnější záři pozorovat v březnu roku 2015. Obvykle se z Česka viditelné polární záře objevují okolo maxima sluneční aktivity, které vrcholí jednou za 11 let,“ poznamenává Tomáš Gráf z Fyzikálního ústavu v Opavě.


Sváteční erupce třídy X1 ve čtvrtek 28. října 2021 měla způsobit silné polární záře viditelné i v Česku, ale nakonec byly slabší. Oblak nabitých částic totiž naši planetu ve velké míře minul, a proto se avizovaná podívaná nakonec nekonala.

Předpovídat takové události je velmi obtížné, protože ze Země je vidět pouze samotná erupce a oblak částic pak až díky družicím jen krátce před jeho nárazem do naší planety. Po dobu dvou dní, za které zpravidla takový oblak putuje meziplanetárním prostorem k Zemi, tedy nemají astronomové prakticky žádná data, z nichž by mohli předpověď zpřesnit. 

Podle Horálka ale můžeme v blízké budoucnosti očekávat více situací, jako byla ta víkendová – sluneční aktivita totiž v poslední době stoupá. Nejbližší maximum sluneční aktivity se očekává už okolo roku 2025. V té době se na Slunci bude odehrávat nejvíce erupčních jevů souvisejících s lokálními poruchami magnetického pole Slunce, tak typickými právě pro sluneční maximum. Tyto poruchy jsou provázeny výskytem tmavších oblastí na Slunci, takzvaných slunečních skvrn. Čím více skvrn, tím více nestabilních oblastí, a tedy i silnějších erupcí namířených také k Zemi. A tím větší šance na výrazné polární záře.

„Poslední sluneční cykly byly ale slabší než ty na konci minulého tisíciletí, tudíž i polárních září v Česku bylo méně. Sluneční vítr však proudí od Slunce neustále a díky Russell-McPherronovu jevu teď už víme, že vycestovat za nimi do severských zemí v období kolem jarní nebo podzimní rovnodennosti znamená prakticky jistotu jejich spatření. Pochopitelně, pokud nebude cestování zrovna možné, rádi zážitek z polární záře zprostředkujeme také návštěvníkům naší sférické projekce v Unisféře v budově Fyzikálního ústavu v Opavě,“ dodává Gráf.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Cítí se opuštěni elitami, sjednoceni hněvem. Co lidi spojuje v krizích, ukázal český výzkum

Co mají společného spory o roušky během covidu a hádky o pomoc Ukrajině v diskuzích na facebooku? Výzkum českých vědkyň ukazuje, že lidé v časech krize sdílejí opakující se příběhy na základě modelu „my dole“ proti „těm nahoře“. Může to na sociálních sítích posílit sounáležitost mezi lidmi, ale současně takové chování rozděluje společnost ještě víc a vytváří pocity nedůvěry vůči elitám, hlavně těm politickým a mediálním.
před 38 mminutami

Jaký bude rok 2026? Velká předpověď naznačuje vysoké teploty

Letošní rok by se mohl zařadit k těm dosud nejteplejším. Naznačují to predikce na základě analýzy historických dat a sledování dlouhodobého vývoje. Důležitou roli mají mít jevy El Niňo a La Niňa. Dosud nejteplejší byl rok 2024, ten loňský se stal třetím nejteplejším od počátku pozorování.
před 3 hhodinami

Mikroplastů je tolik, že kontaminují výzkumy o množství mikroplastů

Mikroplastů je už na Zemi tolik, že se nedá pořádně říct, jak moc jich je – tak se dají shrnout výsledky několika studií, které vyšly v poslední době. Na základě důkladných analýz jejich autoři zpochybňují předchozí výzkumy, které popisovaly, kolik mikroplastů (a nanoplastů) se nachází v lidských tkáních.
před 5 hhodinami

Komunisté před 55 lety normalizovali poměry. Pomocí lží i vražd

Zpátky k normálu – to byl cíl komunistů po srpnové okupaci v roce 1968. Rozjitřená společnost, která doufala ve změnu, se měla vrátit do doby před obrodným procesem (pražským jarem), takzvaně se normalizovat. Komunisté ale potřebovali vysvětlit a před lidmi obhájit vojenskou invazi z 21. srpna 1968. Posloužit k tomu měl oficiální dokument, který vyšel před 55 lety, byl plný lží a invazi nazýval „bratrskou pomocí“. Vtloukat do hlavy si ho měly i děti ve školách.
před 8 hhodinami

Umělá inteligence zabíjí tu dětskou, varuje výzkum

V této fázi vývoje převažují rizika využívání generativní umělé inteligence (AI) ve vzdělávání nad výhodami, říkají američtí autoři studie Centra pro univerzální vzdělávání Brookings Institution. Takzvaní chatboti dětem pomáhají s referáty, úkoly a učením, současně jim toho ale podle průzkumu až příliš mnoho berou.
před 22 hhodinami

Švýcarská nemocnice vyrábí metry umělé kůže pro popálené při požáru

Po požáru ve švýcarském zimním středisku Crans-Montana, kde při silvestrovských oslavách zahynulo čtyřicet lidí, 116 utrpělo zranění a desítky jsou stále hospitalizovány, pracuje laboratoř na výrobu kůže v centru buněčné produkce Univerzitní nemocnice kantonu Vaud na plné obrátky. Pokouší se pomoci zachránit pacienty s rozsáhlými popáleninami. Speciální zařízení v obci Epalinges nedaleko Lausanne je totiž jediné svého druhu v Evropě.
včera v 14:49

Pouštní národy lovily žraloky už v době kamenné, ukázal český výzkum

Pravěcí obyvatelé jihu Arábie se už před zhruba sedmi tisíci lety ve velké míře živili mořskými zdroji a troufli si i na tak velkou kořist, jako byli žraloci, vyplývá z výzkumu týmu Archeologického ústavu Akademie věd ČR (AV ČR). Ten v Ománu objevil nejstarší megalitický kolektivní hrob v jižní Arábii.
včera v 10:24

Posádka mise Crew-11 se vrátila z ISS kvůli zdraví jednoho z astronautů

V Tichém oceánu dopoledne středoevropského času přistála kosmická loď s čtyřčlennou posádkou NASA. Z Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) se vrátila o čtyři měsíce dřív, než bylo v plánu, kvůli zdravotnímu stavu jednoho z astronautů.
včeraAktualizovánovčera v 09:52
Načítání...