Polární záře: úchvatná a v našich končinách vzácná podívaná může být předzvěstí „digitálního armagedonu“

„Ačkoli mělo nepopsatelnou hebkost, to světlo bylo silnější než Měsíc v úplňku. Z jižní oblohy vycházela světla všech možných barev, a když jedna barva zeslábla, vystřídala ji jiná, ještě krásnější než předchozí. Proudy světla se barvily do fialové a stáčely se k obzoru.“ 

Takto kdysi popsal C. F. Herbert jednu z polární září, která se objevila na přelomu srpna a září 1859 nad Rokewoodem v australském státě Victoria. Měla takovou intenzitu, že vzbudila ze spaní zlatokopy, kteří si mysleli, že už nastalo ráno. Lidé si prý tehdy díky jejímu jasu mohli uprostřed noci číst noviny, a to i v zemích tak daleko od pólů jako Mexiko, Kuba nebo Kolumbie.

Popsaná záře byla průvodním jevem jedné z největších slunečních bouří zaznamenaných v moderních dějinách. Lidstvo si ji pamatuje jako „Carringtonovu událost“ podle britského astronoma, který ji tehdy podrobně zaznamenal. Sluneční bouře je prudký výbuch v atmosféře naší mateřské hvězdy, který do vesmíru vyvrhne obrovské množství elektronů, protonů a těžších iontů. Země je proti rychle se pohybujícím částicím chráněna svým magnetickým polem, ale ty, které jím proniknou, mohou vyvolat geomagnetickou bouři.

Během geomagnetické bouře v roce 1859 na Zemi jiskřily telegrafní sloupy, někteří telegrafní operátoři utrpěli zásah elektrickým proudem a jiní mohli odesílat i přijímat zprávy i poté, co zařízení odpojili od zdroje. Ke všem těmto jevům došlo dávno před vznikem moderních komunikačních zařízení, na které by dnes mohly mít silně nabité částice ze Slunce devastující účinek.

Časopis Space Weather tvrdí, že geomagnetická bouře v květnu 1967 přivedla Rusko a Spojené státy na okraj jaderné války poté, co elektromagnetická bouře způsobená erupcemi na Slunci vyřadila z provozu americké protiraketové radary. Americké velení se tehdy domnívalo, že jde o součást sovětské přípravy na jaderný útok. 

V té době bylo přitom napětí mezi oběma mocnostmi tak silné, že Američané udržovali ve vzduchu nepřetržitě několik strategických bombardérů B-52 s jadernými bombami pro případ, že by ruský útok zničil všechna pozemní letiště a nebylo by tak odkud startovat. 

Preventivní protiakci hrozící rozpoutat jaderný armagedon zabránili až vědci, kteří upozornili na souvislost se selháním radarů v polárních oblastech a na sluneční bouři, jež k Zemi vyslala velké množství nabitých částic. I tento jev provázela intenzivní polární záře viditelná například až v Novém Mexiku.

Co by se v takové situaci mohlo stát dnes? Při sluneční bouři srovnatelné s Carringtonovou událostí by proud nabitých částic ohrozil elektroniku satelitů a dalších zařízení. Výboje na palubách a poškození komunikačních systémů by podle odhadů mohly vyřadit z provozu víc jak deset tisíc družic na oběžné dráze Země.

Tím by se narušilo televizní a radiové vysílání, dálkové sledování a řízení námořních plavidel, satelitní navigace, online mapy i zemědělské robotické stroje řízené GPS – tedy naprosto vše, co je nějakým způsobem závislé na přenosu signálu pomocí družic. Ohrožen by byl i letecký provoz, protože silná radiační bouře by mohla způsobit stovky chyb v palubních systémech letadel. Nejspíš by nešlo zapínat nebo vypínat autopilota a nesprávně by se mohly zobrazovat i údaje o výšce nebo úhlu letu. Dispečeři by se museli snažit dostat všechna letadla co nejrychleji na zem.

Zasaženy by ale mohly být i prvky elektrizační soustavy jako transformátory, jejichž výpadek by znamenal, že nebudeme svítit, topit, klimatizovat, uzavírat elektronické transakce, zhasnou semafory, zastaví se výtahy, uzavřou se elektricky ovládané dveře...

Fatální hrozbu představuje tento jev i pro satelity, které jsou teprve na cestě k oběžné dráze Země, jak názorně ukazuje případ z února 2022. Tehdy vesmírná společnost SpaceX Elona Muska přišla kvůli geomagnetické bouři o 40 ze 49 vypuštěných satelitů určených k vytvoření orbitální konstelace Starlink. 

Jak k tomu došlo? Když atmosféra absorbuje energii z magnetických bouří, zahřívá se a rozpíná směrem vzhůru. Tato expanze výrazně zvyšuje hustotu termosféry, vrstvy atmosféry zhruba mezi 80 km a 1 000 km nad povrchem Země. To pak znemožnilo satelitům jejich správné umístění na oběžné dráze podle původního nastavení a po poklesu do nižších vrstev atmosféry shořely. 

Časopis Wired v srpnu 2021 publikoval článek popisující možné dopady extrémní sluneční bouře na naši civilizaci. Především upozorňuje, že výtrysk silně nabitých slunečních částic může narušit internetovou infrastrukturu, na níž jsme v současnosti životně závislí. Silná geomagnetická bouře by mohla být zničující zejména pro podmořské kabely, které jsou páteřními orgány globálního internetu. Ten je sice konstruován jako odolná neuronová síť a dojde-li někde k jejímu dílčímu přerušení, signál si najde cestu jinudy. Pokud by ovšem došlo k vyřazení klíčových tras, systém by se destabilizoval a zhroutil.

Skupina vědců z NASA zveřejnila v roce 2021 studii, která obavy ze všech výše uvedených scénářů mírní. Tvrdí, že k výpadkům internetu a poškození družic by sice dojít mohlo, ale současné systémy jsou již poměrně odolné. Také pravděpodobnost, že by došlo k tak silné sluneční bouři, aby se naplnily nejhorší představy, je podle této studie nižší, než se dosud předpokládalo. 

Letos v březnu pak NASA přišla se zprávou, že za pomoci umělé inteligence umí předpovědět sluneční bouři s dostatečným předstihem, díky němuž můžeme předejít vážným dopadům na elektrické sítě a digitální infrastrukturu.

Na druhou stranu, není vzrušující se aspoň trochu bát?