Ve dnech 3. – 12. února 2022 se Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě vydal na expedici za pozorováním a především snímáním polárních září v oblasti okolo města Tromsø v Norsku. Navázal na expedici v říjnu loňského roku do Švédska a Norska a využil období před rovnodenností, kdy se polární záře vyskytují nad polárním kruhem nejčastěji. Expedice byla úspěšná, podařilo se získat bohatý fotografický i časosběrný záznam, který bude sloužit jako materiál pro studenty programů Multimediální techniky i Popularizace astronomie na Fyzikálním ústavu Slezské univerzity v Opavě. Z materiálu také vzniklo zbrusu nové časosběrné video ukazující na pestrost typů polárních září.
Polární záře vznikají v důsledku interakce nabitých částic putujících kontinuálně ze Slunce s molekulami a atomy vzduchu ve vysoké atmosféře Země. Běžně se vyskytují mezi 80 až 150 km, vzácněji až do 400 km nad zemským povrchem. Za interakcí stojí konkrétně protony, elektrony a tzv. alfa částice (jádra helia se dvěma protony a dvěma neutrony), které Slunce zpravidla produkuje během silných erupcí v magneticky uzavřených oblacích (tzv. plazmoidech). Země má svůj přirozený magnetický štít, díky němuž je většina tohoto životu nebezpečného záření odkloněna. Část tohoto slunečního materiálu se ale uvězní v oblastech okolo zemských magnetických pólů, kde siločáry magnetického pole Země, a tedy i částice proniknou do naší atmosféry. Tam pak díky srážkám s atomy a molekulami vzduchu dochází k excitaci (i ionizaci) a následnému vyzáření v podobě viditelného světla. Tak vlastně sledujeme v zemské atmosféře doutnavý výboj, jehož odstíny odpovídají konkrétním hodnotám vyzářené energie. Nejčastější zelená a červená záře patří excitovanému kyslíku, vzácnější modré zabarvení pak odpovídá ionizovanému dusíku. Ale to nejsou jediné emise.
Ve videu lze uvidět hned několik typů polární záře, popsaných v roce 1974 tzv. Valance-Jonesovou klasifikací. Ta zohledňuje jak tvar, tak intenzitu a také dynamiku pozorované polární záře. Klasifikace je následující (zdroj: Aldebaran.cz):
| Tvar | Anglický název | Popis |
| HA | Homogeneous Arc | Homogenní oblouk. Útvar bez struktury ve výšce, směru a intenzitě. |
| HB | Homogeneous Band | Homogenní pás. Jako HA, proměnný v podélném směru. |
| RA | Rays Arc | Paprskový oblouk. Jako HA, intenzita má svislou paprskovou strukturu. |
| RB | Rays Band | Paprskový pás. Jako RA, intenzita má svislou paprskovou strukturu. |
| DS | Diffuse Surface | Difúzní povrch. Nepravidelná stejnoměrně svítící oblast. |
| PS | Pulsating Surface | Pulsující povrch. Jako DS, ale intenzita se mění řádově v sekundách. |
| PA | Pulsating Arc | Pulsující oblouk. Jako HA, ale intenzita se mění řádově v sekundách. |
| C | Corona | Koróna. Soustava paprsků podél magnetického pole. |
| F | Flaming | Plápolání. Útvary proměnné intenzity pohybující se k zenitu. |
„Dlouhodobé sledování polárních září ale ukázalo, že bez ohledu na intenzitu slunečního větru nebo eruptivní aktivitu Slunce se nejčastěji silnější polární záře objevují okolo jarní nebo podzimní rovnodennosti, přesněji v březnu nebo v září a říjnu,“ popisuje Petr Horálek z Fyzikálního ústavu v Opavě, který se z tohoto důvodu vydal v prvním únorovém týdnu, tedy zhruba měsíc a půl před rovnodenností, polární záře sledovat do Norska. Důvodem, proč právě období jarní a podzimní rovnodennosti nahrává k pozorování častějších polárních září, je sklon zemské osy (a tedy i zemského magnetického pole) vůči slunečnímu magnetickému poli v těchto obdobích. Jak vysvětluje Dr. Tony Phillips, sluneční fyzik z NASA a správce serveru Spaceweather.com, právě v obdobích rovnodenností nabývá největší účinnosti vzájemné rušení polarit magnetického pole ve slunečním větru s polem zemské magnetosféry, což v ní vytváří trhliny propouštějící více nabitých částic. Tento jev je znám jako Russell-McPherronův podle dvou amerických fyziků Christophera Russella a Roberta McPherrona, kteří oslabení zemského magnetického pole v obdobích rovnodenností poprvé popsali v roce 1973. Více také v dřívější tiskové zprávě.
Jedním z účelů expedice bylo pořízení unikátního audiovizuálního materiálu pro dokumentární tvorbu studentů Multimedálních technik Fyzikálního ústavu v Opavě. Video kombinuje výsledky z obou expedic (letošní únorové i loňské říjnové) a také ojedinělý záznam polární záře 14. března 2022 zachycený v Česku. Níže také přinášíme galerii snímků pořízených během obou expedic k polárnímu kruhu. Letošní únorová expedice byla spolufinancovaná z projektu pro Rozvoj VaV na SU, reg. číslo CZ.02.2.69/0.0/0.0/18_054/0014696.
Kontakty a další informace:
Mgr. Petr Horálek
PR výstupů evropských projektů FÚ SU v Opavě
Email: petr.horalek@slu.cz
Telefon: +420 732 826 853
RNDr. Tomáš Gráf, Ph.D.
Fyzikální ústav SU v Opavě, vedoucí observatoře WHOO! a Unisféry
Email: tomas.graf@fpf.slu.cz
Telefon: +420 734 268 124
Mgr. Debora Lančová
Fyzikální ústav SU v Opavě
Email: debora.lancova@physics.slu.cz
Telefon: +420 776 072 756
Bc. Klára Jančíková
Sekretariát Fyzikálního ústavu v Opavě
Email: klara.jancikova@slu.cz
Telefon: +420 553 684 267
prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.
Ředitel Fyzikálního ústavu SU v Opavě
Email: zdenek.stuchlik@physics.slu.cz