Téměř každý slyšel nebo viděl fotografie polární záře. Někteří další měli to štěstí, že je mohli vidět osobně. Ale mnozí si to neuvědomují jak se tvoří a protože.
Začíná polární záře s fluorescenční záře na obzoru. Pak se zmenšuje a vzniká osvětlený oblouk, který se někdy uzavírá ve velmi jasném kruhu. Jak se ale formuje a s čím souvisí její činnost?
Formování polární záře
Vznik polární záře souvisí s sluneční aktivita, složení a vlastnosti zemské atmosféry. Pro lepší pochopení tohoto fenoménu je zajímavé si o něm přečíst vesmírné hurikány a jak to ovlivňují generace polární záře.
Polární záře lze pozorovat v kruhové oblasti nad póly Země. Ale odkud pocházejí? Pocházejí ze Slunce. Dochází ke bombardování subatomárních částic ze Slunce formovaných ve slunečních bouřích. Tyto částice se pohybují od fialové po červenou. Sluneční vítr mění částice a když se setkají s magnetickým polem Země, odchýlí se a na pólech je vidět pouze jeho část.
Elektrony, které tvoří sluneční záření, produkují spektrální emise, když dosáhnou molekul plynu nacházejících se v magnetosféře, část zemské atmosféry, která chrání Zemi ze slunečního větru a způsobí buzení na atomové úrovni, které vede k luminiscenci. Tato luminiscence se šíří po obloze a vytváří podívanou přírody.
Studie o polární záři
Existují studie, které zkoumají polární záře, když vzniká sluneční vítr. To se děje proto, že ačkoli je známo, že sluneční bouře mají přibližné období 11 let, není možné předpovědět, kdy se objeví polární záře. Pro všechny lidi, kteří chtějí vidět polární záři, je to průšvih. Cestování k pólům není levné a nevidět polární záři je velmi deprimující. Kromě toho může být užitečné vědět polární záře ve Španělsku pro ty, kteří nemohou cestovat daleko.
Abychom pochopili, jak se tvoří polární záře, je nezbytné porozumět dvěma klíčovým prvkům, které se podílejí na jejich vzniku: sluneční vítr a magnetosféra. Sluneční vítr je proudem elektricky nabitých částic, především elektronů a protonů, emitovaných ze sluneční koróny. Tyto částice putují do impozantní rychlosti, které mohou dosahovat až 1000 km/s, a jsou přenášeny slunečním větrem do meziplanetárního prostoru.
Magnetosféra zase funguje jako štít, který chrání Zemi před většinou částic ve slunečním větru. V polárních oblastech je však magnetické pole Země slabší, což některým částicím umožňuje proniknout do atmosféry. Tato interakce je nejintenzivnější při geomagnetických bouřích, kdy je sluneční vítr nejsilnější a může způsobit poruchy v magnetosféře.
Interakce částic s atmosférou Země
Když nabité částice ze slunečního větru proniknou zemskou atmosférou, interagují s atomy a molekulami v ní přítomnými, především kyslíkem a dusíkem. Tento proces interakce je to, co dává vzniknout severním světlům, generujícím barvy a tvary, které vidíme na obloze. Sluneční částice přenášejí energii k atomům a molekulám v atmosféře, vzrušovat je a přivádět je do vyššího energetického stavu.
Jakmile atomy a molekuly dosáhnou tohoto excitovaného stavu, mají tendenci se vracet do svého základního stavu a uvolňovat dodatečnou energii ve formě světla. Tento proces vyzařování světla vytváří charakteristické barvy polární záře. Vlnová délka emitovaného světla závisí na typu použitého atomu nebo molekuly a energetické úrovni dosažené během interakce, což lze dále prozkoumat vrstvy zemské atmosféry.
Kyslík je zodpovědný za dvě základní barvy polární záře. Zelená/žlutá se vyskytuje při vlnové délce energie 557,7 nm, zatímco červenější a fialovější barva je u těchto jevů produkována méně častou délkou, 630,0 nm. Konkrétně trvá téměř dvě minuty, než vybuzený atom kyslíku vyzáří červený foton, a pokud se během této doby jeden atom srazí s druhým, může být proces přerušen nebo ukončen. Když tedy vidíme červené polární záře, s největší pravděpodobností se nacházejí ve vyšších úrovních ionosféry, přibližně 240 kilometrů vysoko, kde je méně atomů kyslíku, které by se navzájem rušily.
Barvy a plyny: kyslík a dusík
Barvy polární záře jsou výsledkem interakce slunečních částic s různými plyny v zemské atmosféře. Kyslík a dusík jsou primárně zodpovědné za rozmanitost odstínů, které vidíme na obloze během polární záře. Kyslík, když je excitován slunečními částicemi, může emitovat zelené nebo červené světlo v závislosti na nadmořské výšce, ve které k interakci dochází. V nižších nadmořských výškách, kolem 100 kilometrů, vydává kyslík zelené světlo, zatímco ve vyšších nadmořských výškách, kolem 200 kilometrů, vydává červené světlo. Pro úplnější pochopení tohoto jevu se doporučuje číst o chlad za jasných nocí, kdy jsou tyto polární záře nejviditelnější.
Dusík zase přispívá k modrým a fialovým odstínům polární záře. Když sluneční částice vzrušují molekuly dusíku, mohou emitovat modré nebo fialové světlo, což vytváří kontrast s barvami produkovanými kyslíkem. Kombinace těchto barev dává vzniknout působivým pestrobarevným polárním zářím, které osvětlují noční oblohu v polárních oblastech.
Barvy polární záře
Ačkoli jsou polární záře běžně spojovány s jasně zelenou barvou, mohou se ve skutečnosti vyskytovat v různých barvách. Zelená je nejběžnější kvůli excitaci atomů kyslíku ve výšce asi 100 kilometrů. Však, V různých nadmořských výškách a s různými druhy plynů se mohou objevit jiné barvy:
- Zelená barva: vzniká excitací kyslíku ve výšce 100 km.
- Červená barva: vzniká kyslíkem ve vyšších nadmořských výškách, kolem 200 km.
- Modrá barva: způsobená interakcí slunečních částic s dusíkem.
- Fialová barva: také výsledek excitace dusíkem, která dodává kontrast k zeleným a červeným světlům.
Polární záře na jiných planetách
Polární záře nejsou výlučné pro Zemi. Díky pozorování Hubbleova vesmírného dalekohledu a vesmírných sond jsme byli schopni detekovat polární záře na jiných planetách sluneční soustavy, jako je Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. Ačkoli základní mechanismus vzniku of auroras je podobný na všech těchto planetách, existují výrazné rozdíly v jejich původu a vlastnostech. Chcete-li lépe porozumět těmto rozdílům, můžete zkoumat velkolepé povětrnostní jevy.
Na Saturnu jsou polární záře svým původem podobné těm na Zemi, protože také vyplývají z interakce mezi slunečním větrem a magnetickým polem planety. Na Jupiteru se však proces liší vlivem plazmatu produkovaného měsícem Io, které přispívá ke vzniku intenzivních a komplexních polárních září. Tyto rozdíly činí ze studia polárních září na jiných planetách fascinující pole výzkumu, což nám umožňuje lépe porozumět fyzikálním procesům probíhajícím ve sluneční soustavě.
Polární záře na Uranu a Neptunu mají také charakteristické rysy díky sklonu jejich magnetických os a složení jejich atmosfér. Tyto rozdíly ve struktuře a dynamice magnetických polí těchto planet ovlivňují tvar a chování polárních září a nabízejí příležitost prozkoumat, jak se tyto jevy mění v různých planetárních prostředích.
Kromě toho byly polární záře detekovány na některých satelitech Jupiteru, jako je Europa a Ganymede, což naznačuje, že přítomnost složitých magnetických procesů na těchto nebeských tělesech. Ve skutečnosti byly polární záře na Marsu pozorovány sondou Mars Express během pozorování provedených v roce 2004. Mars postrádá magnetické pole analogické pozemskému, ale má lokální pole spojená s jeho kůrou, která jsou zodpovědná za polární záře na této planetě.
Tento jev byl nedávno pozorován také na Slunci. Tyto polární záře jsou vytvářeny urychlováním elektronů na povrchu slunečních paprsků. To zdůrazňuje důležitost polárních září mimo naši planetu, protože poskytují životně důležité informace o magnetických polích a atmosférách jiných nebeských těles.
Pozorování polární záře
Být svědkem polární záře je nezapomenutelným zážitkem, i když vyžaduje plánování a trpělivost. Chcete-li zvýšit šance, že je zahlédnete, je důležité vybrat si příznivý čas a místo. Mezi polovinou srpna a dubnem jsou noci v polárních oblastech delší a temnější, což zvyšuje šance na spatření tohoto jevu. Pro zájemce o dané téma je užitečné si prohlédnout Informace o Kiruně, městě polární záře.
Mezi nejlepší oblasti pro pozorování polární záře patří Norsko, Island, Finsko, Švédsko, Kanada a Aljaška, kde podívaná podporuje jasná obloha a povětrnostní podmínky. Je vhodné hledat místa mimo města abyste se vyhnuli světelnému znečištění a měli lepší vidění. Pokud se chcete dozvědět více, poraďte se Velkolepá bouře polární záře v Kanadě.
Kromě toho je klíčové připravit se na chlad a nosit vhodné oblečení do nízkých teplot. Důležitou roli hraje trpělivost, protože polární záře se mohou rychle objevit a rozptýlit. Být informován o předpovědích geomagnetické aktivity a mít vhodný fotoaparát pomáhá zachytit tento jev v celé jeho kráse.
Viditelnost polárních září však začala ovlivňovat i změna klimatu. Rostoucí teploty a tání polárního ledu mohou ovlivnit hustotu a složení atmosféry a potenciálně změnit způsob, jakým jsou polární záře vidět ze zemského povrchu. Navíc rostoucí světelné znečištění v městských oblastech ztěžuje pozorování tohoto přírodního jevu, takže je nutné cestovat do odlehlých oblastí, abyste si tento zážitek mohli naplno užít.
Polární záře jsou připomínkou majestátnosti a složitosti našeho vesmíru. Jak pokročíme v našem chápání těchto jevů, otevírá se řada příležitostí k prozkoumání jejich fascinující krásy a fyzikálních procesů za nimi.
