Polárna žiara
Zem je v skutočnosti obrovský magnet a podobne ako obyčajný magnet má dva magnetické póly. Zem obkolesuje gigantické magnetické pole, ktoré sa rozprestiera vo vesmíre oveľa ďalej ako atmosféra. Toto pole chráni Zem pred škodlivým slnečným žiarením. Niekedy sa častice zachytia v magnetickom poli Zeme, čo spôsobuje excitáciu atómov a molekúl v atmosfére a výsledkom je nádherný sveteľný úkaz nazývaný polárna žiara.
Nikto nevie naisto, čo je príčinou magnetického poľa Zeme. Vedci si myslia, že jeho príčinou je pohyb roztaveného vnútorného jadra Zeme. Dokazujú, že jej otáčanie vytvára elektrický prúd, ktorý produkuje magnetické pole. Astronómovia teraz vedia, že každé veľké rotujúce teleso, také ako planéta alebo hviezda, má magnetické pole.
Zem má dva druhy pólov, geografické a magnetické. Nachádzajú sa na tom istom mieste. Geografické póly – tie, čo sa zvyčajne ukazujú na mapách – sa nachádzajú na presne určených miestach, spojnicou ktorých je os, okolo ktorej sa otáča Zem. Magnetické póly dnes ležia vo vzdialenosti 1 600 km od geografických pólov, a ich spojnica zviera s osou otáčania Zeme uhol, ktorý sa nazýva magnetická deklinácia. Magnetické póly nie sú pevné. Stále sa pohybujú v rámci magnetickej deklinácie. Južný magnetický pól (na ktorý ukazuje kompas) sa v súčasnosti nachádza pri pobreží ostrova Ellef Ringnes v arktickej oblasti Kanady. Severný magnetický pól sa nachádza pri Adélie Coast v Antarktíde.
Obrovské magnetické pole Zeme sa rozprestiera ďaleko do vesmíru. Táto oblasť sa nazýva magnetosféra a obklopuje Zem ochranným štítom, odrážajúcim nepretržité bombardovanie škodlivým slnečným žiarením. Nabité častice slnečného žiarenia sa niekedy zachytia v magnetickom poli Zeme a po špirále padajú dole k pólom. Tieto častice narážajú do atómov a molekúl atmosféry, čím ich nútia žiariť rôznymi farbami, ktoré pulzujú na nočnej oblohe. Toto okázalé divadlo zvyčajne môžeme pozorovať iba v blízkosti pólov. Na severnej pologuli sa tento jav nazýva aurora borealis alebo polárna žiara. Ten istý efekt sa na južnej pologuli nazýva aurora australis alebo južný oheň. Kompas má zmagnetizovanú ihlu (magnetku), ktorá sa voľne otáča dokola. Ukazuje na južný magnetický pól, ktorý však nie je úplne totožný so severným geografickým pólom. Kompas však nemôže ukazovať nadol, tak ako potom vedci, piloti alebo výskumníci môžu vedieť, kedy sa nachádzajú priamo nad pólom? Používajú prístroj, nazývaný inklinačná magnetka. Je to v skutočnosti kompas, položený nabok.
Hĺbková šípka ukazuje zvislo namiesto vodorovne. Keď je nad južným magnetickým pólom, inklinačná magnetka ukazuje presne nadol. Keď je presne nad severným magnetickým pólom, južný koniec magnetky ukazuje rovno nahor.
Morská korytnačka sa vracia naspäť do vôd oceánu. Na pancieri ma pripevnenú rádiovú vysielačku, ktorá je len trochu väčšia ako balíček kariet. Vysielačka posiela signály smerom ku globálnej meteorologickej družici, a tak vedci môžu sledovať jej sťahovanie. Výskumy ukazujú, že niektoré druhy zvierat, napríklad holuby, morské korytnačky a niektoré motýle, majú vbudovaný kompas, a tak sa s pomocou magnetického poľa Zeme môžu orientovať na dlhých vzdialenostiach. Približne každých 300 000 rokov sa magnetické póly Zeme menia; to znamená, že severný a južný pól si vymieňajú svoje miesta. Tento jav je známy ako preklopenie pólov a pravdepodobne sa deje odvtedy, čo vznikla Zem. Ako to vedci môžu vedieť? Odpoveď sa nachádza v magnetických pruhovaných vzorkách železnej rudy, ktorá sa nachádza v niektorých skalách. Magnetické častice v roztavených skalách, takých ako láva, sú usporiadané podľa magnetických pólov Zeme. Keď skala stvrdne, trvalý záznam o zemskom magnetizme zostáva v skalách. Geológovia dokážu tieto informácie prečítať.
V noci z 20.novembra na 21.novembra sme mohli aj v našej zemepisnej šírke
znova pozorovať polárnu žiaru mimoriadnej pestrosti a jasnosti. Úkaz začal
na SSZ ešte pred úplným zotmením jasnozelenou žiarou nízko nad obzorom,
ktorá sa potom okolo 18-tej hodiny SEČ rozvinula do nádherných farebných drapérii až vysoko k zenitu. Po hodine žiara zoslabla a znova pokračovala
okolo 22:00 až do takmer polnoci nádherným farebným divadlom od SSZ až na SSV takmer až do zenitu. Astronómov prekvapila mimoriadne vysoká slnečná aktivita v posledný
októbrový týždeň. Hoci je Slnko práve v zostupnej časti svojho 11-ročného
cyklu aktivity, nečakane sa (medzi inými) rozvinuli dve rozsiahle skupiny
škvŕn, ktoré bolo možné vidieť aj voľným okom (POZOR ! skúšať len cez
tmavý filter alebo pri západe Slnka).
V aktívnejšej (č.0486 dolná skupina) vznikali veľmi silné erupcie, ktoré boli zdrojom mohutného výronu plazmy. Prúd elektricky nabitých častíc (elektróny, protóny, ióny) dorazil k Zemi o jeden deň neskôr, hoci sa šíril rýchlosťou až 2100 km/s. Bežná rýchlosť korpuskulárneho žiarenia kľudného Slnka je pritom ~ 400 - 800
km/s.
Častice sa zachytávajú v magnetosfére Zeme a pozdĺž jej siločiar
vnikajú do vysokej atmosféry najmä v polárnych oblastiach, kde sú aj
magnetické póly. Tam po zrážkach s molekulami vzduchu vznikajú polárne žiary. Pri vyššej aktivite Slnka ich môžeme pozorovať aj v nižších zemepisných šírkach. Práve to bol prípad z noci 30./31. októbra 2003. Na AGO FMFI UK v Modre bolo celý deň aj zvečera zamračené, ale pred
polnocou sa začalo vyjasnievať. Ako obyčajne, je to signálom na spustenie
odborných programov. Jedným z nich je snímkovanie oblohy párom
celooblohových komôr (pevná + pointovaná) zaznamenávajúcich jasné meteory
(bolidy) ako potenciálny zdroj meteoritov. Polárnu žiaru na veľkej časti
oblohy sme videli už pri ich spustení. Jednu snímku pevnej komory sme
venovali len polárnej žiare exponovanej na ČB fotomateriál 10 minút od
00:08 do 00:18 SEČ už 31.10.2003. Po miernom spracovaní a vyznačení svetových strán:
Polárna žiara bola neónovo-purpurovo-červená (v spodnej časti zelenkavá) s premenlivou intenzitou, chvíľami s viditeľnou štruktúrou podobnou vlniacej sa záclone. Rozprestierala sa vysoko nad severným obzorom (od severozápadu po severovýchod, k Polárke). Jedna intenzívna etapa trvala asi pol hodinu,
ďalšia podobne jasná aj s pásmi bledého svetla trochu kratšie od 01:30 do
01:55 SEČ. Klasickým aparátom sme fotili na farebný negatívny film krátkymi expozíciami 30-60 sekúnd.
Zdroje:
Tajomstvá fyziky (str. 70-71), -
|