Polární záře (Aurora Borealis a Aurora Australis), barvy a vznik polárních září působením Slunce

O pojmenování polárních září (Aurora Borealis) se zasloužil francouzský hvězdář, filosof a kněz Pierre Gassendi (22.1.1592 - 24.10.1655) v roce 1621. Pojem vznikl složením jména římské bohyně úsvitu Aurory a řeckého pojmu pro severní vítr Boreas.

Jakou barvu polární záře mívají?

Obvyklá barva polárních září je zelená (557,7 nm) nebo červená (630,0 a 636,4 nm). Jedná se o emisní čáry atomárního kyslíku a molekulární pásy dusíku, které vznikají rekombinací ionizovaných atomů (molekul) příslušných plynů.

Výjimečně se u polární záře může objevujit fialová barva o vlnových délkách 470,9 nm, 427,8 nm a kratších (neviditelných) vlnových délek 390,5, 357,8 a 337,1 nm (nanometrů) a také žlutá barva. Spektrum polární záře je však poměrně složité (a čárové), neboť energie záření je rozložena nejen ve viditelné části spektra, ale i v infračervené a ultrafialové oblasti spektra.

Zajímavou skutečností je, že energie záření polárních září v neviditelné oblasti spektra podstatně převyšuje energii záření ve viditelné (optické) části spektra. Pokud byste mohli polární září pozorovat (fotografovat) např. v UV části spektra, byla by to ještě větší podívaná než v optické (okem viditelné) části elektromagnetického záření. Polární záře jsou rovněž doprovázeny rentgenovým vyzařováním, rádiovou scintilací, absorpcí kosmického šumu, magnetickými pulsacemi a dalšími jevy.

Jak často lze polární záři vidět?

Jak často můžeme polární záři vidět? To záleží nejen na zeměpisné šířce, ale i na aktivitě Slunce. V podstatě se ale dá říci, že polární záři lze za ideálních podmínek (počasí, noc) vidět i několikrát týdně. To však jen v polárních oblastech. V nižších zeměpisných šířkách je polární záře mnohem výjimečnějším úkazem. Předpoď výskytu polárních září naleznete na následujících stránkách:

• www.swpc.noaa.gov
• http://iswa.gsfc.nasa.gov
• Polární z kamery v norském Tromsø online

Příčiny vzniku polárních září

Polární záře je sice atmosférickým jevem (jedná se tak spíše o jev meteorologický než astronomický), za jeho vznik však může Slunce, resp. sluneční činnost - sluneční erupce s následným CME (výronem koronální hmoty).

Záření vzniká v důsledku vniknutí elektricky nabitých částic (obvykle protonů, občas i elektronů o vysokých energiích) sluneční erupcí vyvržených plazmových oblaků podél silokřivek zemského magnetického pole do zemské vysoké atmosféry. Počáteční rychlost elektricky nabitých částic vnikajících do atmosféry je neuvěřitelných až 10 000 km/s!

V jaké výšce polární záře vzniká?

Polární záře nejčastěji vznikají ve výškách 80 až 500 km nad zemským povrchem, mohou se však vyskytovat od extrémních výšek 65 km do 1 200 km nad zemí. Tloušťka vrstvy, ve které polární záře probíhají, obvykle nepřekračuje 10 - 12 km.

Polární záře se objevují především v blízkosti zemských magnetických pólů (zhruba okolo 67° severní a jižní šířky) a šířka pásma jejich výskytu je obvykle kolem 6°. Avšak v závislosti na intenzitě sluneční aktivity mohou zasahovat i do středních zeměpisných šířek a výjimečně do subtropických. Takovýmto zářím však již neříkáme polární, nýbrž tropická záře. Při pohledu z vesmíru má pás polárních září podobu prstence (torusu), jenž je nazván ovál polárních září (viz níže).

Kdy a proč polární záře vznikají

Polární záře, jevy probíhající ve vysoké atmosféře, jsou téměř výhradně vázány na období zvýšené sluneční činnosti. Výjimečně se však nemusí jednat pouze o období maxima 11letého slunečního cyklu, sluneční erupce (podmínka pro vznik polárních září) se občas vyskytují i v období minima sluneční činnosti.

Podle toho, na které polokouli se polární záře vyskytuje mluvíme o severní polární září (aurora borealis) nebo jižní polární září (aurora australis). Podle formy polární záře rozlišujeme na klidné a homogenní oblouky a pásy, paprsky, skvrnkovou (povrchovou) polární září a konečně na poměrně netypickou závojovou polární září.

• Kosmické počasí, pravděpodobnost vzniku polárních září, aktuální stav oválu

Intenzita polárních září

Intenzita polárních září se definuje měřením zdánlivého jasu, která je dána celkovou emisí fotonů na cm/s. Jednotkou celkové energie je Rayleigh (R) - 10⁶ fotonů na čtvereční centimetr za sekundu. Intenzita polárních září je udána mezinárodním koeficientem jasu (MKJ) vztahující se k intenzitě zelené čáry kyslíku (557,7 nm): 1 kR = MKJ I, 10 kR = MKJ II, 100 kR = MKJ III, 1 MR = MKJ IV.

Pulzující polární záře

Polární záře vykazující periodické a koherentní variace intenzity, stacionární geometrií a periodickými časovými variacemi, které jsou ve fázi, se nazývají pulzující polární záře. Pulzující polární záře se označují jako p-polární záře a dělí se na pulzující polární záře (p1), plápolající polární záře (p2) a třpytící se polární záře (p3).

Stabilní červené oblouky

Stabilní červené oblouky polárních září nazývané rovněž červené oblouky středních šířek jsou široké subvizuální oblouky o intenzitě 1 až 10 kR (průměrná hodnota je 6 kR) táhnoucí se do vzdálenosti několika tisíc kilometrů. Některé zdroje nevylučují, že tyto oblouky mohou obklopovat celou Zemi. Záření tohoto oblouku je téměř monochromatické (630,0 a 636,4 nm).

Tyto oblouky se klasifikují jako polární záře, která se vyskytuje ve větších výškách než normální polární záře. Dolní hranice výskytu činí asi 300 km, naopak horní asi 700 km. Životnost stabilních červených oblouků je jeden den, výjimečně i několik dní.

Ovál polárních září

Ovály polárních září představují asymetrické pásy okolo severního a nebo jižního magnetického pólu. Pás oválu polárních září se v nočních hodinách nachází na 23° od geomagnetického pólu, v denních hodinách se nachází na asi 15°. Poloha oválu rovněž závisí na geomagnetické aktivitě. Čím vyšší je aktivita, tím širším se ovál polárních září stává. Ovál se rovněž definuje na základě údajů o vysypání elektronů a protonů o určité energii.

Polární záře na jiných planetách

Polární záře však nejsou vázány výhradně na planetu Zemi. Díky automatickým družicím se daří (dařilo) pozorovat polární záře i u dalších planet, které mají dostatečně hustou atmosféru a silné magnetické pole. Polární záře tak byly pozorovány na planetě Jupiter i na planetě Saturn, které za jejich vznik vděčí průnikům záporně nabitých elektronů vysokých energií do atmosfér těchto planet planet.

Použitá literatura

Líbil se vám tento článek?

Podpořte tento web, třeba peněžitým darem, který bude využit k dalšímu technickému rozvoji stránek. Učinit tak můžete bankovním převodem na účet

2502526845 / 2010

Podpořit nás můžete i dalšími způsoby, třeba objednávku některé z knih, turistických průvodců. K rychlému provedení platby můžete využít i přiložený QR kód obsahující údaje k platbě v přednastavené částce 80 Kč. Výši částky si nakonec ale určete sami.