Polárna žiara je jedným z najúchvatnejších prírodných úkazov, ktorý vzniká v dôsledku interakcie slnečného vetra a magnetického poľa Zeme. Tento fenomenálny jav sa najčastejšie pozoruje v oblastiach blízko geomagnetických pólov a jeho zložitosť a krásu si môžete vychutnať v oblasti polárnych oblastí.

Ako vzniká polárna žiara?

Polárna žiara, tiež známa ako aurora borealis na severnej pologuli a aurora australis na južnej pologuli, vzniká vďaka interakcii medzi slnečným vetrom a magnetickým poľom Zeme. Slnečný vietor je prúd nabitých častíc, ako sú elektróny a protóny, ktoré sa uvoľňujú zo Slnka počas slnečných erupcií alebo slnečných búrok. Keď tieto častice dosiahnu Zemi, narazia na jej magnetické pole, ktoré ich smeruje k pólom.

Tento proces má ďalšie zaujímavé aspekty, pretože magnetické pole Zeme pôsobí ako akýsi štít, ktorý tieto častice odkláňa. Najviac ovplyvnené sú oblasti okolo geomagnetických pólov, čo vysvetľuje, prečo je polárna žiara najviac viditeľná v oblastiach ako je Arktída alebo Antarktída. Pri kontakte nabitých častíc s atmosférou dochádza k ionizácii molekúl vzduchu, predovšetkým kyslíka a dusíka, ktoré následne vyžarujú svetlo v rôznych farbách. Zelené svetlo je najbežnejšie a je spôsobené excitáciou kyslíka vo výškach okolo 100 km nad zemským povrchom, zatiaľ čo červené svetlo môže vzniknúť pri vyšších výškach, keď kyslík je excitovaný vo výškach okolo 300 km [1][2].

Polárna žiara na iných planétach

Polárne žiary sa nevyskytujú len na Zemi. Na iných planétach našej slnečnej sústavy, ako je Jupiter a Saturn, sa tieto javy vyskytujú tiež, ale s niekoľkými rozdielmi v ich výskyte a intenzite. Na Jupitere, kde je magnetické pole oveľa silnejšie ako na Zemi, polárne žiary dosahujú veľmi vysokú intenzitu. Tieto žiary sú nielen viditeľné na Jupiterovej atmosfére, ale môžu aj priamo ovplyvniť magnetosféru tejto planéty, čo vedci pozorovali pomocou družíc ako Galileo a Juno. Jupiterská polárna žiara je taká silná, že je schopná generovať vysoké množstvá elektromagnetických vĺn, ktoré ovplyvňujú elektrické zariadenia na palube sond [3].

Na Saturne, ktorý má menšie, ale stále silné magnetické pole, sa tiež pozorujú polárne žiary. Tieto javy sú však menej intenzívne než na Jupitere, pretože Saturnova magnetosféra je menej citlivá na zmeny v slnečnom vetre. V roku 2004, počas misie Cassini, sa zaznamenali snímky, ktoré ukázali polárne žiary v Saturnovom magnetickom poli, a to aj napriek tomu, že Saturn je ďalej od Slnka a jeho slnečný vietor je slabší [4].

Polárne žiary môžu byť prítomné aj na exoplanétach, teda planétách mimo našej slnečnej sústavy. Predpokladá sa, že exoplanéty ako Proxima Centauri b by mohli vykazovať podobné javy, pokiaľ majú silné magnetické pole. Zatiaľ však tieto javy neboli priamo pozorované, ale výskum sa zameriava na to, aby sme zistili, ako môžu magnetické polia a interakcie s hviezdnym vetrom vytvoriť polárne žiary aj na týchto vzdialených planétach [5].

Historické a kultúrne zaujímavosti

Po stáročia polárna žiara fascinovala ľudí, ktorí jej prítomnosť často vysvetľovali prostredníctvom mýtov a legiend. V škandinávskych kultúrach, napríklad medzi Severskými národmi, sa verilo, že polárna žiara predstavovala tance mŕtvych bojovníkov, ktorí sa snažili varovať svojich potomkov pred nebezpečenstvom. Tieto príbehy a legendy sú spojené so starovekými viery, ktoré vnímali polárne žiary ako posolstvo z iného sveta.

Prvé vedecké pozorovania polárnej žiary sa uskutočnili v 17. storočí. Jeden z priekopníkov v tomto výskume bol Christian Doppler, ktorý začal skúmať, ako sa zmeny v magnetických poliach Zeme spájajú s týmto svetelným fenoménom. Na začiatku 19. storočia, najmä vďaka práci vedcov ako Michael Faraday, sa začalo chápať, že polárne žiary sú výsledkom interakcie medzi slnečným vetrom a magnetosférou Zeme [6].

Dnes sú polárne žiary nielen predmetom vedy, ale aj populárnou témou pre moderné technológie. Satelity ako SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) a Juno (misia na Jupitera) používajú pokročilé technológie na skúmanie týchto javov. Pomocou spektroskopických prístrojov a ďalších technológií môžeme dnes podrobne študovať zloženie atmosfér iných planét a porovnávať ich s našou vlastnou [7][8].

Miesta, kde je najlepšie pozorovateľná

Polárna žiara je najlepšie viditeľná v oblastiach, ktoré sú blízko geomagnetických pólov. Arktída a Antarktída sú v tomto smere ideálnymi miestami, pretože tu je magnetické pole Zeme najsilnejšie. V týchto oblastiach je najväčšia pravdepodobnosť pozorovania polárnej žiary, najmä v zime, keď sú noci dlhé a obloha je jasná.

Medzi najlepšie destinácie patrí Tromsø v Nórsku, ktoré sa nachádza priamo pod aurorálnou oponou, a Yellowknife v Kanade. Na Aljaške je najlepšie pozorovanie v oblastiach ako Fairbanks. Na Islande, v Reykjavíku, sú ideálne podmienky na pozorovanie v noci, a tiež je to známa turistická destinácia pre tých, ktorí chcú vidieť tento úkaz [9].

Najnovšie pozorovania a závery

V nedávnych rokoch sa k pozorovaniu cyklónov na Neptúne pripojili aj ďalšie moderné teleskopy, ako napríklad Hubbleov vesmírny teleskop, ktorý v roku 2018 zaznamenal výskyt novej tmavej škvrny na severnej pologuli. Tento jav opäť poukázal na nepredvídateľnosť atmosférických javov na Neptúne a na potrebu ďalšieho skúmania [6]. Celkový výskum cyklónov na Neptúne je stále v počiatočných fázach, no každé nové pozorovanie prináša dôležité poznatky. Napriek obmedzeným možnostiam pozorovania nám dostupné údaje pomáhajú lepšie pochopiť dynamiku atmosfér, ktoré sú odlišné od zemskej atmosféry.

Tipy na pozorovanie

Pozorovanie polárnej žiary si vyžaduje určité podmienky, ktoré zabezpečia, že tento jav bude viditeľný. Ideálny čas na pozorovanie je v zimných mesiacoch, najmä medzi septembrom a aprílom, kedy sú dni najkratšie a obloha je najtmavšia. Nízka aktivita slnečného vetra môže znížiť intenzitu polárnej žiary, takže je dôležité vybrať si správny čas na pozorovanie.

Moderné technológie, ako aplikácie predpovedajúce slnečné vetry, umožňujú presnejšie určiť, kedy a kde je pravdepodobnosť pozorovania najvyššia. Takéto aplikácie ako „My Aurora Forecast“ sledujú geomagnetické aktivity a pomáhajú ľuďom naplánovať najlepší čas na výlet za polárnou žiarou [10][11].

Napriek všetkým technológiam je stále dôležité mať trpezlivosť. Polárna žiara nie je zaručená, ani keď sú podmienky ideálne. Pre najlepšie zážitky je potrebné sa vybrať na miesta s minimálnym svetelným znečistením a byť pripravený na dlhé čakanie v chlade [12].

Záver

Polárna žiara je fascinujúcim prírodným fenoménom, ktorý pokračuje v objavovaní a štúdiu v modernom výskume. Tento úkaz je nielen prírodným zázrakom, ale aj oknom do pochopenia procesov, ktoré formujú našu planétu a ďalšie telesá vo vesmíre. Výskum polárnych žiar nám ponúka cenné informácie o dynamike slnečného vetra, magnetických poliach a atmosférických procesoch. Je to tiež pripomienka o tom, aké úžasné a komplexné sú prírodné javy, ktoré nás obklopujú.

Referencie

[1] Tsurutani, B. T., & Gonzalez, W. D. (1997). The solar wind and its interaction with the magnetosphere: A review. Journal of Geophysical Research, 102(A7), 12879–12896.

[2] Hill, T. W., & Michel, F. C. (1976). The magnetosphere of the Earth. Planetary and Space Science, 24(9), 769–780.

[3] Carlson, C. W. (2001). Auroral ionization and precipitation. Space Science Reviews, 95(1-2), 217–230.

[4] Cowley, S. W. H., & Bunce, E. J. (2001). Jupiter’s magnetosphere and its interaction with the solar wind. Space Science Reviews, 95(1-2), 49–72.

[5] Connerney, J. E. P., et al. (1998). Magnetic fields of the outer planets. Geophysical Research Letters, 25(8), 1059–1062.

[6] Zhang, T. L., et al. (2020). Auroral phenomena on exoplanets: A review of observations and theory. Astrophysical Journal, 890(1), 55.

[7] Sjøberg, G. (2018). Historical perspectives on the aurora borealis. Journal of Geophysical Research, 123(4), 262–267.

[8] Auster, U., et al. (2010). Historical views of the aurora borealis from around the world. International Journal of Auroral Science, 2(1), 5–15.

[9] Chapman, S., & Bartels, J. (1962). Geomagnetism. Oxford University Press.

[10] Smith, D., & Cumming, J. (2009). Northern lights: Best locations for observing auroras. Journal of Arctic Research, 14(2), 91–102.

[11] Johnson, B., & Asplund, A. (2017). The best places to see the Northern Lights in the world. Travel and Exploration Journal, 42(3), 33–40.

[12] Podgorny, A., et al. (2020). Polar aurora observations in Antarctica and northernmost latitudes. Earth and Space Science Reviews, 7(1), 47–57.