Polární záře

Polární záře je souhrnný název pro světelné úkazy nastávající ve vysoké atmosféře Země ve výškách od 80 do 100 km, nejčastěji kolem 100 km (v ionosféře – oblast vysoké koncentrace iontů a volných elektronů), někdy zasahující i do výšek několika set kilometrů. Je to jeden z hlavních jevů vesmírného počasí. Běžně se vyskytují v polárních oblastech (jižní záře – aurora australis, severní záře – aurora borealis), zatímco ve středních zeměpisných šířkách a zejména v tropech jen výjimečně. Jižní a severní záře jsou mírně odlišné.[1]

Polární záře nad Medvědím jezerem z letecké základny Eielson na Aljašce

Její jméno Aurora Borealis je složeno ze jména římské bohyně úsvitu Aurory a řeckého pojmenování severního větru Boreas. Toto jméno poprvé použil roku 1621 francouzský filozof Pierre Gassendi.

Princip
Polární záře

Na Slunci vznikají vlivem nerovností v magnetickém poli sluneční skvrny. U těchto skvrn vznikne jedna masivní protuberance (erupce). Mrak částic slunečního větru tvořený protony, elektrony a alfa částicemi (plazmoid) letí vesmírem (rychlostí řádově 0,1 % rychlosti světla), a pokud se na své cestě setká s magnetickým polem Země, tak ho ono pole většinu odrazí dál do vesmíru, ale část ho zachytí a stáčí po spirálách směrem k magnetickým pólům Země. Tam sluneční vítr interaguje s atmosférou a vzniká polární záře. Vznikají i seismické vlny.[2]

Vliv Slunce

Sluneční vítr, který se ve velkém množství uvolňuje při slunečních erupcích, jež jsou způsobovány nerovnostmi v magnetickém poli Slunce sledující sluneční cyklus, a magnetické pole Země jsou dva hlavní faktory pro vznik polární záře.

Magnetické pole Slunce

Magnetické pole Slunce by v ideálním případě mělo tvar jako pole tyčového magnetu (tedy podobný, jako má magnetické pole Země) to ovšem není dobře možné, a to hned ze dvou důvodů: za prvé, Slunce není pevné těleso (na pólech se otáčí pomaleji, než na rovníku), a za druhé, plazma, kterým je Slunce tvořeno, si pevně uchovává svou magnetickou orientaci. Výsledné magnetické pole Slunce je proměnné a jeden jeho cyklus se opakuje s jedenáctiletou periodou od klidného až po absolutně nestabilní.

Poruchy v magnetickém poli a vznik slunečních skvrn

Poruchové indukční siločáry vystupují v místě slunečních skvrn na povrch a v jiných se zase zanořují do povrchu. V jejich okolí se sousedící prostor uzavírá do magnetických pastí a zpomaluje se v něm proudění. Dané místo se pak zářením ochlazuje a oproti teplejšímu okolí se nám zdá tmavé. U těchto slunečních skvrn pak vznikají protuberance, při kterých jsou do prostoru odhazovány megatuny alfa částic, protonů a elektronů.

Vliv magnetického pole Země
Schéma magnetosféry Země

Když se sluneční vítr setká s magnetickým polem Země, nastane zde interakce, jelikož složky slunečního větru mají své vlastní magnetické pole (protony a alfa částice jsou kladné, elektrony záporné). Většina je ho tedy odražena, ale část je zachycena a stáčí se v magnetickém poli po spirálách až k atmosféře.

Interakce slunečního větru s atmosférou

A nyní se dostáváme přímo k jevu, který nazýváme polární září. Když se totiž konečně hrstka protonů, elektronů a alfa částic dostane skrz magnetické pole až k zemské atmosféře, jejich rychlost, potažmo energie, je stále o několik řádů větší, než energie okolních molekul ze zemské atmosféry. Částice slunečního větru se začnou srážet s molekulami atmosféry a při tom z nich vyrážejí elektrony, na jejichž místo se okamžitě obsazují jiné (viz fyzika atomového obalu). Při tomto ději se emituje elektromagnetické záření, které je ve viditelném spektru. Pro kyslík to je 558 nm (zelená barva) a 630 nm (červená barva).[3] Jedná se o doutnavý výboj ve tvaru proudových stěn.

Výskyt

Polární záře se objevují nejčastěji v okolí polárního kruhu.

Galerie
  • Polární záře
  • Polární záře nad Islandem
  • Polární záře nad Jupiterem, v ultrafialové části spektra

Odkazy

Reference
  1. Study presents surprising explanation for differences in Southern and Northern Lights [online]. phys.org [cit. 2021-01-17]. Dostupné online. (anglicky)
  2. Alaskan seismometers record the northern lights [online]. phys.org [cit. 2021-01-17]. Dostupné online. (anglicky)
  3. AURORA (Aldebaran Group Expedition - Aurora 2002) [online]. Aldebaran, 2002 [cit. 2021-01-17]. Dostupné online.
  4. Северное сияние в Мурманске: инструкция для туриста | Север для вас. north4you.com [online]. [cit. 2021-01-19]. Dostupné online.

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.