Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Nebe v plamenech

V noci ze čtvrtka na pátek navštívila oblohu střední Evropy nádherná polární zář. Neuškodilo by tudíž prozradit o tomto pomíjivém, leč pohledném jevu několik podrobností.

Ilustrační foto...Základní schéma celého úkazu je více než jednoduché. Nejdříve Slunce směrem k nám vyvrhne rozsáhlý oblak záporných elektronů a kladných iontů. Ve druhém kroku tyto částice padají po spirále podél magnetických siločar do zemské atmosféry. No a nakonec se srážejí s atomy a molekulami vzdušného obalu, které záři na několika specifických vlnových délkách.

Jednoduché vysvětlení má o to složitější pozadí. Viditelný povrch Slunce obklopuje rozsáhlá, řídká až několik milionů stupňů horká atmosféra. Z ní rychlostí kolem 400 kilometrů za sekundu uniká nekonečný proud nabitých částic, protonů a elektronů, které zaplavují celý okolní prostor. Tu a tam se ale stane, že naše mateřská hvězda vyvrhne hustší bublinu plynu. Dochází k tomu díky tzv. koronárním dírám, během erupcí a koronárních ejekcí. O jaké jevy se jedná? "Koronární díry jsou ty oblasti koróny, kde jsou magnetické siločáry otevřeny směrem do prostoru, odkud tedy může ionizovaný materiál uniknout z okolí Slunce," řekl nám Zdeněk Mikulášek z brněnské hvězdárny. Odtud tekoucí sluneční vítr může dosáhnout rychlosti až 800 kilometrů v hodině. Pokud se takový útvar nachází poblíž rovníku, může na Zemi indukovat každých 27 dní. (Tj. ve shodě s rotační periodou Slunce.)

Ilustrační foto..."Při erupcích dojde k náhlému uvolnění energie, a to nejspíše v důsledku tzv. 'magnetického zkratu' -- propojení komplikované magnetické struktury jednodušším způsobem -- tedy nakrátko. Prudké zahřátí řídkého materiálu spodní části koróny vede k jeho expanzi. Ta se brzy mění doslova k explozi, ke vzniku mohutné rázové vlny. Postupující rázová vlna stlačuje a zahřívá na vysokou teplotu materiál, s nímž se setkává," pokračuje dál Zdeněk Mikulášek. "Při zvlášť silných slunečních erupcích se uvolňuje výkon až 1023 wattů, což představuje asi 1/4000 zářivého výkonu hvězdy. Celý děj trvá několik sekund. Při erupci dochází k emisi záření všech vlnových délek, zpravidla ji doprovází i výron nabitých částic do prostoru. Zcela výjimečně může dojít k takovému urychlení nabitých částic, že zde proběhnou i některé jaderné reakce." Tímto způsobem generovaný vítr dosahuje v okolí Země rychlosti až 1000 kilometrů za sekundu.

Oproti tradovaným zkazkám však erupce nejsou hlavním zdrojem polárních září. Jenom málokdy se totiž nacházejí na takovém místě, aby jimi vyvrhnutý oblak nabitých částic mohl trefit naši planetu.

Současné studie ukazují, že největší množství světelných představení lze připsat na vrub koronárních ejekcí. "To jsou gigantické výbuchy v koróně, k nimž dochází asi jedenkrát denně. Jde o procesy s energií srovnatelnou s těmi nejmohutnějšími erupcemi (až 1026 joulů), které jsou schopny rychlostí 100 až 500 kilometrů za sekundu vypudit takřka veškerou látku koróny v sektoru až 40 stupňů. Jsou důsledkem kompletní přestavby struktury magnetického pole v okolí Slunce," ukončil svůj výklad Zdeněk Mikulášek.

Ilustrační foto...Už od počátku šedesátých roků dvacátého století je zřejmé, že nabité částice pronikají do zemské atmosféry jenom v omezené oblasti, ve dvojici prstenů o průměru čtyři tisíce kilometrů centrovaných na geomagnetické póly. Vzhledem k tomu, že pod těmito ovály rotuje kolem geografických pólů naše planeta, jsou polární záře pravidelně pozorovatelné z takových míst jako střední Aljaška či severní Skandinávie. Ze stejného důvodu jsou světelná představení viditelná v nižších zeměpisných šířkách jenom nad severním obzorem. Nejlepší výhled je vzhledem k celkové geometrii kolem místní půlnoci.

Planeta se plazmatickým útokům brání seč může. Naštěstí pro nás, jinak by život na Zemi brzy zaniknul. V první linii je rozsáhlé magnetické pole. I když je bipolární, jeho podoba je na hony vzdálená o tvaru pole obyčejného tyčového magnetu. Na straně přivrácené ke Slunci ho sluneční vítr stlačuje na vzdálenost jenom několika poloměrů Země, na straně opačné však sahá až 200 poloměrů daleko.

Magnetickému štítu se bublinu nabitých částic zpravidla podaří odrazit. Pokud má však plazma velikou rychlost, dojde k jeho značnému stlačení, což vede k rozšíření oblasti, kam proniká sluneční plazma (výše zmiňovanému prstenu). V takových případech lze polární záře, které dosáhnou až do zenitu, sledovat v nižších zeměpisných šířkách.

Druhou možností je setkání magnetosféry se silným meziplanetárním magnetickým polem, které má opačnou polaritu. Tehdy dochází k přestavbě pole a průniku částic do zemské atmosféry. Ty se poté pohybují podél siločar a srážejí se s atomy a molekulami vzdušného obalu.

Rozsáhlé změny magnetického pole indukují v rozvodných soustavách, podmořských kabelech, telefonních a televizních sítích silné elektrické proudy, které poškozují či zcela zneškodňují nejrůznější spotřebiče. Už na sklonku devatenáctého století vznikaly v telegrafních a telefonních systémech tak silné proudy, že obsluha nepotřebovala k vysílání teček a čárek baterie. Někteří operátoři dokonce tu a tam dostali pěknou ránu. Dnes se pro změnu v kovových pláštích podmořských kabelů běžně generuje napětí až několik set voltů.

Vlastní polární záře vzniká ve výšce sto až tisíc kilometrů nad zemí. Barvu, jas i průběh ovlivňuje řada faktorů, jako je hustota elektronů, atmosféry a chemické složení. Typicky se jedná o oblast s výškou několika set kilometrů a tloušťkou pouze jeden kilometr.

Ilustrační foto...

Nejčastěji jsou záře zelené. Tento odstín mají na svědomí atomy kyslíku ve výšce 400 kilometrů, který se excituje na druhou energetickou hladinu. V řídkém prostředí může částice v tomto stavu zůstat po dobu delší než tři čtvrtě sekundy, což je dostatečně dlouhá doba na to, aby elektron přeskočil do prvního energetického stavu, vyzářil foton na vlnové délce 558 nanometrů a neztratil mezitím energii srážkou s jinou částicí.

Životní doba elektronu na první energetické hladině se pohybuje kolem 110 sekundu, takže pokud se mezitím nesetká s jiným atomem či molekulou, může vyzářit další foton. V nižší nadmořské výšce je zemská atmosféra natolik hustá, že ke kolizi excitovaného kyslíku s jinou částicí dojde prakticky okamžitě. Ve větší výšce jsou však podmínky dostatečně příhodné, takže zde při návratu do základního stavu dojde k vyzáření červeného fotonu. K této dlouhovlnnější emisi dochází i tehdy, když kyslík na počátku excituje méně energetický elektron.

Ilustrační foto...Zatímco červené zabarvení ve větší výšce má na svědomí kyslík, méně častější zabarvení v nižších vrstvách vzniká díky dusíku. K tomuhle jevu dochází tehdy, když se dusíkové molekuly ve výšce devadesát kilometrů srážejí s velmi energetickými elektrony. Při návratu do základního stavu molekuly září ve čtyřech různých vlnových délkách v červené oblasti spektra.

Podívejme se tedy, co se stalo minulý týden. Ve čtvrtek večer se sešel Měsíc s Jupiterem, Saturnem a Marsem. S nádhernou polární září, která zaujala prakticky celou Evropu, však neměli nic společného. Světelné show totiž začalo už o několik dní dříve, 4. dubna v 17 hodin 41 minut našeho času. Tehdy totiž observatoř SOHO zachytila velikou koronární ejekci (viz animace). Na čele oblaku nabitých částic se po setkání s pomalu tekoucím slunečním větrem vyvrhnutým v předcházejících dnech vytvořila rázová vlna, která šestého dubna v 18 hodin našeho času prošla kolem družice ACE. Tato sonda se nachází jeden a půl milionů kilometrů od Země, v Lagrangeově bodu L1.

O pouhou hodinu později se nabité částice setkaly s naší magnetosférou, došlo k jejímu stlačení a generaci rozsáhlé geomagnetické bouře, zcela jistě nejsilnější v tomto roce. Její důsledky mnozí z vás poznali na vlastní oči.

Jiří Dušek

| Zdroj: Sky and Telescope, Úvod do fyziky hvězd IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Větší než si dokážete představit
Ilustrační foto...
Narozeniny čínské kosmonautiky
Ilustrační foto...
Obloha v září
Ilustrační foto...
Sázka na jednu kartu
Ilustrační foto...
LEONIDY JSOU TADY!
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691