Co je to polární záře?
Věděli jste, že polární záře se může objevit nejen v polárních oblastech, ale i u nás v Česku nebo v tropech? Pojďme se společně podívat, co tento jev způsobuje a proč ho můžeme vidět i v teplých oblastech.
Polární záře je astronomický jev, který se vyskytuje především v oblastech za polárním kruhem jak na severní polokouli, tak i na té jižní. Občas se ale vyskytne i u nás nebo v tropech.
Vše to začíná u Slunce. První nutnou podmínkou pro rozsvícení oblohy je sluneční vítr, který Slunce tvoří svou činností. Pod slunečním větrem se skrývá proud nabitých částic (elektrony, protony a jádra helia). Tento proud nabitých částic vzniká v oblasti zvané jako sluneční koróna. Tato oblast o teplotě několika milionů stupňů Celsia je lidským okem běžně nepozorovatelná, ale můžeme ji spatřit při úplném zatmění Slunce. Intenzita slunečního větru souvisí i s erupcemi na Slunci.
Pro vznik polární záře jsou mimo slunečního větru potřeba splnit ještě dvě podmínky, mít magnetické pole a atmosféru kolem naší planety. To naštěstí naše planeta splňuje. Toto platí i pro plynné planety. Naše nabité částice jsou vysokou rychlostí unášeny kosmem po magnetických siločarách k zemi. Většina částic je po střetnutí s magnetickým polem Země nasměrována pryč. Zbylá část je zachycena magnetickým polem. Zachycené částice v magnetickém poli budou cestovat spirálovitě k pólům. Při své cestě na sever či jih se čas od času střetnou s nějakým neutrálním atomem a předají mu tak určitou energii. Takto získaná energie může buď excitovat elektron (přejde do vyšší energetické vrstvy), nebo ionizovat atom (vyvrhnout elektron z obalu atomu). Tyto atomy se pak mohou střetávat i s jinými částicemi a ztrácet tak energii.
U částice v jiném stavu dochází po krátkém čase navrácení do původního stavu, takzvané deexcitaci a rekombinaci. Při tom vyzáří energii ve formě světla a určité vlnové délce, kterou pak vnímáme jako polární záři. U nás na Zemi se to nejčastěji děje s kyslíkem a dusíkem. Kyslík může emitovat buď červené, nebo zelené světlo v závislosti na množství pohlcené energie. Emise pak podle toho trvá okolo 0,7 sekund pro zelenou a i klidně 2 minuty pro červenou. Dusík barví nebe do modra a fialova.
Stručně řečeno, polární záře vzniká interakcí slunečního větru s magnetosférou Země. Sluneční vítr unáší nabité částice ze Slunce do vesmíru. Když tyto částice vstupují do magnetosféry země, interagují s atomovými částicemi v atmosféře, což vyvolává emisi světla různých barev.
Barvy záře se mění výškou. V horních vrstvách, nad 200 km, dominuje červená barva, protože v takové výšce je malá hustota částic. O něco níže se vyskytuje atomů více, kyslík nemá na emitaci červeného světla dostatek času, což vede k viditelnosti zeleného světla. Pod touto oblastí začíná dominovat dusík a jeho modrá a fialová barva. 🌍
