Ti, kdo se v pondělí večer podívali na oblohu, mohli spatřit, jak se nizozemská obloha zbarvila do zelených a růžových tónů. Polární záře byla totiž viditelná. Tento přírodní úkaz se objevuje častěji, avšak ne tak často v takové intenzitě. Zeptejte se, co vás k tomu zajímá.
Odpovědi na vaše dotazy poskytují docentka na univerzitě v Utrechtu v oblasti geověd Liz van Grinsven a historička vědy Robert-Jan Wille.
Jak vzniká polární záře
První otázka, kterou jste si kladli, je, jak polární záře vzniká. „Vše začíná velmi aktivním sluncem,“ říká Van Grinsven. Slunce neustále vyzařuje částice, které nazýváme slunečním větrem. Někdy je slunce obzvlášť aktivní a dochází ke sluneční bouři: jakési explozi, při které se najednou velké množství částic uvolní z jednoho místa do vesmíru. Pokud tyto částice míří k nám, my to na Zemi vnímáme, vysvětluje Van Grinsven. Naštěstí nás magnetické pole Země chrání tím, že většinu částic kolem nás vede. Bez tohoto pole by sluneční vítr zničil naši atmosféru, což by znemožnilo život na Zemi.
Malá část těchto částic se přesto dostává až k Zemi. Ty jsou zachyceny magnetickým polem a cestují skrz neviditelné linie k severnímu a jižnímu pólu. „Když tyto částice proniknou do naší atmosféry, narážejí na molekuly vzduchu,“ vysvětluje Van Grinsven. Při tomto střetu se uvolňuje energie ve formě světla. To je to, co vidíme ze Země jako polární záři.
Viditelnost v Nizozemsku
To, že byla polární záře viditelná v Nizozemsku, je výjimečné. „Není to normální situace, jedná se o vzácné výstřelky,“ dodává Van Grinsven. Často je světlo pouhým okem jen málo viditelné a stává se opravdu viditelným pouze pomocí fotoaparátu s dlouhou expozicí. V severním Norsku žijí lidé s tímto světlem téměř denně, zatímco u nás musí všechny podmínky dokonale souhlasit, aby bylo možné je vidět. Nyní se však nacházíme v fázi, kdy je sluneční vítr velmi silný.“ To zajišťuje, že barvy na obloze jsou jasnější a častěji viditelné.
To zvyšuje šanci na takový jedinečný moment nyní více než obvykle. Během vrcholu slunečního cyklu dochází často k bouřím, které jsou dost silné na to, aby dosáhly do Nizozemska. To však neznamená, že v klidných letech slunce nevysílá žádné částice vůči nám, ale ty bouře jsou obvykle méně silné. „Nyní jsme v ideálním období,“ říká Van Grinsven. „Slunce je dost aktivní na to, aby občas dotlačilo světlo nad naši horizont.“
Cyklické chování slunce
Slunce pracuje podle cyklu, který trvá přibližně jedenáct let: někdy je velmi klidné, jindy extrémně aktivní. V aktivních obdobích se do vesmíru vyhazuje mnohem více částic, uvádí Van Grinsven.
I když byl absolutní vrchol tohoto cyklu dosažen na konci roku 2024, slunce stále není vyčerpané. Dosud se stále posílá obrovské množství částic směrem k nám. Van Grinsven poznamenává: „Nyní jsme v fázi, kdy je sluneční vítr velmi silný.“ To způsobuje, že barvy na obloze jsou jasnější a častěji viditelné. Ačkoliv jsme právě překročili vrchol, slunce je stále dost aktivní pro spektakulární polární záři.
Jak vznikají barvy?
Nabídli jste otázku ohledně různých barev polární záře. „To záleží na tom, jak vysoko částice narážejí a na jaké látky konkrétně narážejí,“ ví docentka. Barva tedy závisí na atomech a molekulách, s nimiž sluneční částice kolidují, a na výšce, ve které k těmto kolizím dochází. Kromě toho také záleží na tom, od které části díváte.
Pokud jde o atomy a molekuly: u atomů kyslíku to značí zelené nebo červené světlo v závislosti na energii příchozí částice. U dusíku je to modrá, fialová nebo červená barva, uvádí webová stránka KNMI.
Výška
Podle KNMI je také možné vysvětlit faktor výšky. Protože množství částic kyslíku a dusíku se liší s výškou, barvy jsou rovněž závislé na výšce. Ve velkých výškách převládá červená barva kyslíku, pod ní zelená barva kyslíku a modrá, fialová nebo červená barva dusíku. Zelená je nejběžnější barva.
Dále záleží na tom, na kterou část oblohy se díváte. „Pokud stojíte dál od severního pólu, díky zakřivení Země vidíte většinou vyšší vrstvy atmosféry kvůli červenému světlu kyslíku. Blíž k pólům se díváte vertikálně nahoru a více uvidíte zelené světlo,“ vysvětluje KNMI.
Historie: bílé místo na mapě
Ačkoli již víme hodně o tomto fenoménu, stále existuje mnoho k prozkoumání především optických jevů ve vysoké atmosféře, jako je polární záře. Historik vědy Wille vysvětluje, že polární záře se nachází v jakési ‚mezizóně‘ v atmosféře, ke které se mnoho vědců nemůže dostat. „Vědci dělí vzduch kolem Země na vrstvy. Spodní vrstvy jsou troposféra, kde vzniká naše počasí, a stratosféra, kde létají letadla. Nad tím začíná vesmír. Polární záře se nachází přesně v přechodové oblasti mezi těmito vrstvami,“ říká Wille.
Pro meteorology je tato oblast příliš vysoká, zatímco pro vědce zaměřující se na vesmír je to právě ta ‚nízká‘ vrstva, kterou uschlí rychlostí rakety. „Je to vlastně bílé místo na mapě,“ dodává Wille. „Otázka stále zůstává: jedná se o jev z vesmíru, meteorologický jev, nebo něco zcela jiného?“ Právě proto, že nikdo se necítí plně zodpovědný za tuto vrstvu, zůstává mnoho otázek nezodpovězeno.
Studie v období studené války
Až během studené války vzniklo skutečné ‚vlastnictví‘ této oblasti, protože vědci se tehdy rozhodli investovat vážně do výzkumu. „Výzkumníci polární záře chytře využili infrastrukturu vesmíru, která během studené války vznikla,“ vypráví Wille. Například ve Švédsku rychle zjistili, že můžete vypustit rakety s měřicími přístroji do atmosféry za účelem sběru dat.
Podle Wille byly tyto velké investice rozhodující: „Drahé přístroje a velké instalace byly v historii meteorologie a vědy o vesmíru velmi důležité.“ Zatímco prvotní spolupráce v oblasti vesmíru měly především za cíl dostat muže na Měsíc, tato infrastruktura umožnila, aby jsme konečně mohli lépe porozumět také polární záři.
Klima a polární záře
Dotazovali jste se, zda má klimatická změna vliv na polární záři. „Ne,“ říká Van Grinsven rozhodně. „Jsou to dva zcela nezávislé procesy.“ Zatímco klimatická změna probíhá ve spodních vrstvách naší atmosféry, polární záře vzniká mnohem výše v důsledku cyklu slunce. „Světlo je výsledkem kolizí s kyslíkem a dusíkem. To nemá žádnou souvislost s plyny, které způsobují globální oteplování.“
Nicméně je zde historicky zajímavý odkaz, dodává Wille. Mnoho vědců, kteří se zabývali polární září, byli později mezi zakladateli Mezinárodního panelu pro klimatické změny (IPCC). „Co tito vědci spojuje, je jejich způsob myšlení,“ vysvětluje. „Ať už se jedná o polární záři nebo klima: oni byli první, kdo si uvědomili, že to, co se děje vysoko nad námi v atmosféře, má význam pro náš svět zde dole.“
Riziko polární záře
A je to neškodné? „Polární záře sama o sobě není nebezpečná, ale sluneční bouře, která ji způsobuje, může způsobit poškození,“ vysvětluje Van Grinsven. Světlo je vlastně viditelný znak toho, že probíhá velká sluneční bouře. Zejména satelity mohou mít s tímto problém. Protože se nacházejí vysoko v atmosféře, mají mnohem méně ochrany od magnetického pole než my na zemi.
Naše moderní technologie na Zemi je také citlivá na tyto bouře. Podle Van Grinsven může telekomunikace být vážně narušena: „Existují dokonce historické příběhy o obrovských výpadcích proudu nebo okamžicích, kdy byla komunikace mezi kontinenty nemožná.“ I když se tedy jev na obloze zdá neškodný, podkladové sluneční bouře mohou naši technologii značně narušit.
Jak předpovědět polární záři
Dá se tedy očekávat, že polární záře bude v Nizozemsku viditelná častěji. Ale jak se ujistit, že ji nezmeškáte? Van Grinsven říká: „Polární záře je poměrně dobře předpověditelná. Jakmile je sluneční bouře, trvá obvykle jeden až několik dní, než částice dorazí k Zemi,“ vysvětluje expertka. Vidíme tedy bouři blížící se k nám, což nám dává čas připravit fotoaparáty. Přesto to zůstává obtížné: někdy částice cestují rychleji, než se očekávalo, a bouře dorazí dříve.
Pro ty, kteří chtějí sami vyrazit na lov, existuje několik aplikací, ale Van Grinsven především doporučuje KNMI jako spolehlivý zdroj pro ‘kosmické počasí’. Dalším faktorem je také štěstí. „Během dne je také polární záře, ale to samozřejmě nic nevidíte.“ Musí to být tma a zároveň bezoblačné, když bouře udeří. Pokud to náhodou vyjde na větší výbuch, jako nedávno, kdy bylo světlo vidět dokonce i v Alpách, měla by to být velká bouře.
