Polární záře nad Českem. Co v květnu vyvolalo ohromnou záři, a jak poznat, kdy přijde další?

Bohatá a dlouhá sklizeň polárních září nad Českem. I tak by se daly popsat noci mezi desátým a dvacátým květnem roku 2024. Co je vyvolalo, proč zrovna teď, a kdy se můžeme těšit na další?

Slunce je teď v období zvýšené aktivity

Slunce má jedenáctileté cykly, v nichž střídá vyšší i nižší aktivitu. Nyní se nachází přibližně ve středu období vyšší aktivity. Jak se projevuje? Na první pohled (dalekohledem) jen větším počtem skvrn. Ve skutečnosti jsou za nimi ohromné bouře a síly, které překonávají vše, co známe ze Zeměkoule. Stačí si jen uvědomit, že většina slunečních skvrn je několikanásobně větších než celá naše planeta. 

Za skvrnami stojí magnetismus. Jsou tmavší než okolní povrch slunce, protože jejich povrchová teplota je nižší. Také žhnou, ale ne 6 tisíci stupni jako povrch Slunce, nýbrž „jen“ 3–4 tisíci stupni. (pokud vám to přijde málo, vězte, že jde o teplotu na povrchu, ten je u naší hvězdy nejchladnější částí. V nitru Slunce jsou to pak miliony stupňů. I sluneční korona /obálka/ je extrémně horká, přestože se nachází nad poměrně „chladným“ povrchem. 

Teplotě 6 tisíc stupňů odpovídá bílá barva – to jen kdybyste si chtěli myslet, že je Slunce žluté. Samzřejmě není, to bychom museli mít žluté mraky, žlutý sníh a žluté vše, co vlastní barvu nemá a jen odráží sluneční záření.

Zrod květnových polárních září je právě ve skvrnách

Devátého května se na Slunci objevilo ohromné a téměř kompaktní pole skvrn. Bylo tak obrovské, že by se do něj rozměrově možná vešly všechny planety Sluneční soustavy (berte jen jako můj čistě soukromý odhad). A začaly se k sobě přibližovat skvrny s opačnou polaritou.

To nemohlo skončit jinak než obrovskou erupcí, která vyvrhla ven od Slunce ohromný oblak nabitých částic, takzvaný sluneční vítr. A protože tou dobou byly skvrny natočeny směrem k Zeměkouli, značná část větru zasáhla i nás. Přesněji řečeno: zasáhla naše magnetické pole. (Kdybychom jej neměli, dopadli jsme jako Mars: bez povrchové vody, téměř bez atmosféry, chvilku zmrzlí a chvilku nad bodem varu a plní radiace právě od Slunce).

Planetární ochrana nezvládla tak velký příliv částic

I na naše magnetické pole toho tentokrát bylo hodně, a tak se mu nepovedlo odvést všechny částice okolo Zeměkoule dál do meziplanetárního prostoru, jako jsme běžně zvyklí. K pólům se do atmosféry tentokrát, po magnetických siločarách, dostalo víc slunečního větru, než je zvykem.

Většinou se s polárními zářemi setkáváme jen v severnějších polohách. Ta trocha větru od Slunce, která se k pólům pravidelně dostane, stačí na ozáření poměrně malé oblasti na severu (a na jihu u pólu).  Ale tentokrát bylo v zemském magnetickém poli opravdu hodně uvíznutých částic, takže se atmosférou šířily i do poloh mnohem vzdálenějších od pólů.

Květnovou polární záři, konkrétně tu z 11. května, zaznamenali na severní polokouli i na Kanárských ostrovech, a možná ještě níž. A na jižní polokouli až v Namíbii (ta k rovníku nemá daleko, co?).

Co se děje při polární záři?

Odborně se tomu říká excitace atomů. Od Slunce letí nabité částice. A ty se, jakmile proniknou magnetickou ochranou Země, srážejí s atomy naší atmosféry. Vše se odehrává ve vysokých výškách, směrem k povrchu se záře naštěstí nepropracuje. Naštěstí…

Podle toho, s jakými atomy se částice srazí, taková barva záře vzniká. Jinými slovy: každý atom reaguje zářením v jiné vlnové délce, a proto i v jiné barvě. Jak nabité částice do atomů atmosféry narážejí, v atomech to (přísunem energie z nabité částice) posouvá elektrony na vyšší hladinu, a u toho se vyzáří foton (světlo). Elektrony pak zase klesnou zpět. Při vyšších dávkách se elektrony z atomů dokonce vyrazí ven a následují další děje, což je opět provázeno uvolněním fotonů.

Barvy polární záře: od červené, přes zelenou, až do modré, někdy i skoro bílá

Kyslík vydává „zelené nebo červenooranžové záření v závislosti na množství absorbované energie. Atomy dusíku emitují modré a fialové záření při záchytu elektronu poté, co byly ionizovány, nebo červené záření při návratu z excitovaného stavu.“ Tohle jsem si půjčila z Wikipedie.

Čím výš se na sloupec polární záře díváte, tím víc v něm najdete červené, růžové (od kyslíku). Méně pak zelené, modré a fialové (od dusíku). To se děje, když se nacházíte jižněji. Z důvodu kulatosti Zeměkoule vidíte jen svrchní část celého sloupce polární záře, která se odehrává nad severem (mluvíme o ČR, samozřejmě). 

Čím níže ve sloupci se na polární záři díváte (nebo stojíte pod ní někde v severních šířkách), pak je nejběžnější barvou zelená, následuje růžová, červená a pak žlutá (směs červené a zelené) a nakonec i čistě modrá.

Jako na dlani mají polární záři jen lidé v ISS. Ti bez omezení vidí celý sloupec a jeho barevné rozložení. Jenže jsou zase v dost nepříjemném riziku.

Poznámka: letos v květnu se modrá propracovala až k nám. A to se fakt nestává běžně. Předchozí významná polární záře, z roku 2003, neměla tak silný a jasný projev.

Jak poznáte, že bude další polární záře?

Kdo četl pozorně, ten už ví: podle slunečních skvrn. 

Je ale jasné, že nebudete dnes a denně kontrolovat Sluníčko a polarity jeho skvrn… Na to už máme aplikace a předpovědi polárních září, kde si aktivitu Slunce buď sami odpozorujete (swpc.noaa.gov – na grafu musí Bz hoooodně klesnout, a pak je vysoká pravděpodobnost polární záře). 

Nebo si necháte posílat upozornění od některé z aplikací pro předpověď kosmického počasí a polární záře. Velmi názorně ji ukazuje například aplikace Aurora. Připomeňme, že „aurora borealis“ a „aurora australis“ jsou názvy pro severní a jižní polární záři.

Velmi detailní popis, jak sledovat, zda bude polární záře, najdete tady.

Sluneční upšouknutí je neškodné jen za ochranným štítem 

Srážky nabitých částic slunečního větru s atomy naší atmosféry vyčarují nádhernou světelnou „šou“, při níž si znova uvědomujeme, jak malinkatí a bezmocní jsme, i když si často připadáme jako kingové. Ale nebýt magnetického štítu Země, jsme nahraní.  

A mimochodem, Měsíc se pod ochranný štít dostane jen v určité fázi oběhu okolo Země.  To je výzva navíc při stavbě plánované GateWay okolo Měsíce (ve srovnání s kosmickými stanicemi obíhajícími Zemi, ty jsou pod magnetickým štítem stále).

Níže najdete fotky, které jsem získala od kolegů z hvězdárny v Hradci Králové a z Astronomické společnosti v HK, ale i od hvězdáře z Olomoucka. Uveřejněno s laskavým souhlasem autorů fotografií.