Záhada bouřkových rudých skřítků

9. leden 2016
Rudí skřítci

Hromy a blesky při bouřce, ty zná každý. Ale rudé skřítky? Jev fascinujících nadoblačných blesků červené barvy se vědecky zkoumá teprve krátce a je toho ještě hodně, co o nich nevíme.


Příspěvky Meteoru 9. 1. 2016
01:14 Evropská unie pravěku
10:10 Rudí skřítci na hranici vesmíru
22:46 Neviditelný pavouk
34:34 Jak mohou člověku pomoci prasata
45:00 Jak si topí mravenci?

„Rudí skřítci“ nebo „červené přízraky“ (v angličtině se používá termín „red sprites“) nedoprovázejí každou bouřku a když už se objeví, trvá to jen pár milisekund. Je nesnadné je zahlédnout a zaznamenat. Proto se jimi vědci začali seriózně zabývat teprve nedávno.

Cosi červeného nad oblaky

První zmínky o červených záblescích nad oblaky pocházejí zhruba z poloviny 18. století. Šlo ale jen o velmi sporadická pozorování, kdy „kdosi viděl cosi červeného podobného blesku nad bouřkovými oblaky“, jak uvedl v Meteoru profesor Petr Kulhánek z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze.

Za počátek vědeckého výzkumu rudých skřítků se považuje rok 1925. Tehdy Charles Wilson, pozdější nositel Nobelovy ceny za fyziku, teoreticky zdůvodnil, že by určité bleskové výboje mohly probíhat i mezi horní částí oblaků a dolní částí ionosféry.

„Skutečným přelomem byl pak rok 1989, kdy byly poprvé tyto jevy vyfotografovány pracovníky univerzity v Minnesotě,“ řekl astrofyzik Kulhánek.

Rudý skřítek s namodralými chapadýlky

„Fotografie zachytily výboj visící ze spodní strany ionosféry, tedy z výšek 80 až 90 km, směrem dolů do výšek asi 30 až 40 km, čili je to velice rozlehlý vertikální útvar,“ popsal profesor Kulhánek.

Bleskové výboje v atmosféře

Ne všichni skřítci jsou stejní a vědci je rozdělili do několika skupin podle toho, co svým tvarem připomínají. „Například medúzovité skřítky s chapadýlky, mrkvovité bez chapadýlek nebo obyčejný sloupec výboje a načervenalou barvou,“ řekl Kulhánek.

Skupinky rudých skřítků

Běžný blesk při bouřce má zápornou polaritu. „Zhruba na stovku takových blesků připadá jeden s opačnou polaritou, říká se mu kladný blesk, a ten vychází z horní části bouřkového oblaku,“ vysvětlil Petr Kulhánek.

Právě s těmito méně častými blesky jsou spojeny výboje v dolní části ionosféry, které se objevují 5 až 10 milisekund poté, co udeří blesk s kladnou polaritou. Většinou se červený skřítek neobjeví sám, bývá jich najednou 10, 15, někdy i 20.

„Je to skupinový jev, při kterém najednou začnou ze spodní vrstvy ionosféry za hlavičky viset takové příšerky, a když se potom dělají fotky s časovým vývojem, tak to vypadá velice sugestivně,“ popsal Petr Kulhánek.

Hon na rudé příšerky

Právě proto se rudé skřítky snaží po celém světě fotografovat spousta nadšenců. S tím, jak se vyvíjejí fotoaparáty a kamery, je šance zachytit červenou příšerku v ionosféře čím dál větší. Pořídit ale opravdu kvalitní snímek nebo videozáznam snadné není.

Čtěte také

Proč jsou skřítci červení

Dlouho bylo záhadou, proč jsou nadoblačné blesky zrovna červené. Podařilo se to objasnit díky spektrálnímu měření. „Dnes víme, že za červenou barvu mohou přechody elektronů v atomárních obalech dusíku,“ podotkl Kulhánek. Jakoby se zviditelní dusík v těch místech, kudy teče největší proud nabitých částic.

Při přechodu elektronů na nejnižších hladinách se objevuje červená barva, když jsou přechody excitovanější, jdou do modré barvy. „Ty se uplatňují v hustších vrstvách atmosféry, proto většinou bývají namodralé ty spodní části, chapadýlka, která visí z ionosféry směrem dolů,“ přiblížil Kulhánek.

Přesný mechanismus vzniku rudých příšer stále neznámý

V dnešní době je možné pořídit z letadel videozáznamy s 10 000 snímků za sekundu. Můžeme si vše pustit zpomaleně a vidět to v detailu, přesto přesnou příčinu vzniku rudých skřítků zatím odhalit neumíme.

První barevný snímek rudého skřítka

„Od roku 1989, kdy se pořídily první černobílé snímky, se přece jenom pokročilo, ví se alespoň, kdo je pachatelem, že to je dusík, ví se, jaké jsou časové průběhy, jak se vyvíjejí chapadýlka, nicméně ten vlastní mechanismus poznaný není,“ zdůraznil Petr Kulhánek.

„Možná by pomohla přímá měření třeba z meteorologických balónů, které se dostanou až do výšek 30 km, což je spodní hranice, kam tyto výboje dosahují,“ podotkl Kulhánek a dodal: „Tam by bylo možné provádět nějaká měření na místě, nikoliv jenom fotografování z dálky.“ Přínosné by bylo například další pořizování spekter, kterých se udělalo zatím jen pár.

Třeba by časem také pomohlo podívat se, jak to funguje na jiných planetách. Záběry různých blesků jsou známy z Venuše nebo Jupiteru. „Ale jestli tam jsou i nadoblačné jevy a jaké, těžko říci, nějaké přechodné světelné děje tam stoprocentně budou, i když to třeba nemusí být kopie našich skřítků,“ uzavřel Petr Kulhánek.

Tento i ostatní záznamy pořadu Meteor najdete v našem audioarchivu iRadio.

Spustit audio
autoři: Petr Sobotka, Leona Matušková