POLÁRNA ŽIARA nad Slovenskom: O čo vlastne ide a od čoho závisí jej farba?

Polárna žiara je nádherný prírodný úkaz, ktorý fascinuje ľudí už od dávnych čias. Je to tanec svetla na nočnej oblohe, ktorý je výsledkom zrážky nabitých častíc zo slnečného vetra s magnetosférou Zeme. V tomto článku sa dozviete, ako polárna žiara vzniká, prečo je dôležité hovoriť aj o slnečných cykloch, kde ju možno obvykle pozorovať a od čoho závisí jej farba.

Slnečné cykly

Slnečné cykly sú pravidelné zmeny v slnečnej aktivite, ktoré ovplyvňujú počet slnečných škvŕn, intenzitu slnečného žiarenia a magnetické pole slnečnej sústavy. Slnečné cykly trvajú približne 11 rokov, pričom sa striedajú obdobia vysokej a nízkej aktivity, nazývané slnečné maxima a minima. Slnečná aktivita je spojená so vznikom a zánikom silných magnetických polí v slnečnej plazme, ktoré sa prejavujú ako tmavé škvrny na povrchu slnečnej fotosféry. Slnečné škvrny sú zdrojom rôznych javov, ako sú slnečné erupcie, koronálne výrony hmoty, slnečné protuberancie a slnečný vietor.

Slnečné cykly boli sledované od roku 1755, kedy začal prvý oficiálny záznam známy ako Wolfovo číslo. Odvtedy bolo pozorovaných 24 slnečných cyklov, pričom každý má svoje špecifické vlastnosti, ako je dĺžka, amplitúda, počet škvŕn a magnetická polarita. Slnečné cykly nie sú presne 11-ročné, ale môžu sa líšiť od 9 do 14 rokov. Okrem toho existujú aj dlhodobejšie cykly, ktoré modelujú intenzitu slnečnej aktivity na stovky alebo tisíce rokov. Medzi tieto patrí napríklad Gleissbergov cyklus (87 rokov), Suessov cyklus (210 rokov) alebo Maunderovo minimum (70 rokov), kedy bola slnečná aktivita mimoriadne nízka.

Aktuálne sa nachádzame na začiatku 25. slnečného cyklu, ktorý začal v decembri 2019. Odborníci predpokladajú, že tento cyklus bude mierne aktívnejší ako predchádzajúci 24. cyklus, ktorý bol jeden z najslabších v histórii pozorovaní. Očakáva sa, že vrchol tohto cyklu nastane okolo roku 2025 a bude sprevádzaný zvýšenou frekvenciou slnečných škvŕn a erupcií. Tieto javy môžu mať vplyv na komunikáciu, navigáciu, energetiku a klímu na Zemi, ale aj na pozorovania polárnej žiary aj v našich zemepisných šírkach.

Ako vzniká polárna žiara?

Polárna žiara vzniká, keď elektricky nabité častice slnečného vetra, hlavne elektróny ale aj protóny, alfa-častice a niektoré ťažké ióny dopadajú na vrchnú vrstvu atmosféry. Náraz častice spôsobí u molekuly alebo atómu nabudenie zodpovedajúce zmenenej elektrónovej konfigurácii. Elektrón „vyskočí“ na vyššiu energetickú hladinu. Po krátkom čase sa elektrón vráti na pôvodnú hladinu a je vylúčené svetlo (fotón). Všeobecne sa tomu hovorí fluorescencia. Pokiaľ je elektrón odtrhnutý od atómu alebo molekuly a následne sa do atómu alebo molekuly vráti za uvoľnenia svetla, hovoríme o rekombinácii.

Polárne žiary sa na Zemi vyskytujú hlavne v polárnych oblastiach, pretože častice slnečného vetra, – elektricky nabitá plazma s priemernou rýchlosťou približne 500 – 833 km/s (až do 3 000 000 km/h) a s hustotou približne 5 × 10^6 častíc na m^3 v blízkosti zeme, sú vychýlené magnetickým poľom Zeme pozdĺž línií magnetického poľa a sú nachýlené k pólom. V oblasti pólov smeruje magnetické pole kolmo k povrchu Zeme, a častice môžu vstúpiť do atmosféry. Plazma po opustení Slnka potrebuje približne 2 – 4 dni na dosiahnutie Zeme pri vzdialenosti Zem – Slnko približne 150 mil. km. Polárne žiary v blízkosti severného pólu sa nazývajú Aurora borealis a v blízkosti južného pólu Aurora australis.

Oblasti s najlepšou možnosťou pozorovať polárnu žiaru

Polárnu žiaru možno najlepšie pozorovať v krajinách blízko severného alebo južného magnetického pólu, ako sú napríklad Island, Nórsko, Švédsko, Fínsko, Kanada, Aljaška alebo Antarktída. Tam je polárna žiara viditeľná takmer každú noc počas zimy, keď je obloha tmavá a bez mrakov.

Tento fascinujúci jav možno vidieť aj vo vyšších zemepisných šírkach strednej Európy, ale len za mimoriadnych okolností, keď je slnečná aktivita veľmi vysoká a geomagnetická búrka silná. Takéto prípady sú však veľmi zriedkavé a nepravidelné. Ak nerátame prvý novembrový víkend roka 2023, naposledy sa polárna žiara objavila na Slovensku v noci z 27. na 28. februára 2023, keď bola spôsobená erupciou triedy M 3.7 na Slnku.