Modré polární světlo představuje výzkumnému týmu záhadu
Úchvatná modrá polární světla tančí mnohem výše na obloze, než se předpokládalo. Co se skrývá za tímto fenoménem? Odborníci mají dvě hypotézy.
Kiruna – Kdykoli nabité plazma ze Slunce narazí na magnetické pole Země, můžete na obloze obdivovat spektakulární barevné polární světlo. Většinou má aurora červenou nebo zelenou barvu – ale velmi vzácně je možné spatřit také modré polární světlo. Japonský výzkumný tým nyní odhalil překvapivý fenomén: modrá polární světla se objevují výrazně výše, než se očekávalo.
S použitím chytré měřicí metody během ranního šera se podařilo vymezit záhadu, nicméně přesná příčina zůstává nejasná. Dne 21. října 2023 pozorovali výzkumníci na platformě Esrange Optical v Kiruně, v severním Švédsku, během astronomického ranního šera modrá polární světla. Zajímavé je, že charakteristická modrá emise, způsobená ionizovanými molekulami dusíku (N₂⁺), nastala ve výšce přibližně 200 kilometrů. Teoretické modely však předpovídaly výšku pouze 120 až 160 kilometrů.
Modré polární světlo září ve výšce 200 kilometrů
Aby tuto diskrepanci objasnilo, využil tým kolem Katsumi Idy z Národního institutu pro fúzní vědu v Japonsku inovativní metodu. Použili HyperSpectral Camera for Auroral Imaging (HySCAI), která nejen snímá obrázky, ale současně analyzuje celé spektrum světla. Klíčovým trikem je, že během ranního šera se stín Země postupně posouvá dolů. Sluneční světlo dosahuje stále nižších atmosférických vrstev a aktivuje ionizované molekuly dusíku, což vyvolává záření – proces nazývaný rezonance rozptýlení.
Emise začíná „východně stoupat a poté se rozšiřuje k magnetickému zenitu,“ uvádějí výzkumníci ve své studii. Sledující, kdy emise z různých úhlů zvyšovala, mohli určit výšku svítící vrstvy. Výsledek: nejsilnější emise nastala, když stínová hranice dosáhla přesně výšky 200 kilometrů.
Modré polární světlo: Proč svítí dusík v takové výšce?
Proč ale ionizované molekuly dusíku vystupují do takové výšky? Výzkumníci diskutují o dvou mechanismech: buď stoupají ionty N₂⁺ z hlubších vrstev nahoru, nebo vznikají až ve velké výšce chemickou výměnou. Výzkumníci přiznávají, že „žádný z těchto dvou mechanizmů nemohou vyloučit“. Dřívější model předpověděl, že produkce N₂⁺ prostřednictvím výměny náboje se maximálně dosáhne ve výškách 200 až 210 kilometrů – přesně tam, kde aktuální měření ukázala vrchol.
Výsledky, zveřejněné v odborném časopise Geophysical Research Letters, poskytují důležité vodítka k dosud neporozuměným procesům v horní atmosféře. Další výzkumy jsou nezbytné k tomu, aby bylo možné definitivně vyřešit tajemství vysoko létajících modrých polárních světel. Nová měřicí metoda by mohla pomoci lépe pochopit dynamiku ionosféry – té atmosférické vrstvy, která hraje důležitou roli také v přenosu rádiových signálů a satelitní navigaci.
