11. Hvizdy, sbory a lví řevy
Hvízdá vítr v korunách stromů, hvízdají kulky zbloudilých střel, pneumatiky závodních automobilů, hvízdá meluzína v komíně a hvízdá v našich plicích, když jsme pořádně nastydlí. Hvízdání je běžnou součástí našich životů. Dnes ale nebude řeč o ledajakém hvízdání. Hvízdá to totiž i v naší magnetosféře – magnetickém obalu Země, který nás chrání před nabitými částicemi z vesmíru. Nejde o hvizdy akustické, ale o zvláštní elektromagnetické vlny, které mají velmi nízkou frekvenci. Pokud signál přivedeme na svorky reproduktoru, odkryje se nám celý nový svět prapodivných zvuků přicházejících z našeho nejbližšího vesmírného okolí.
Elektromagnetické vlny se v magnetosféře Země šíří jinak ve směru magnetických siločar a jinak kolmo na ně. Různých vlnových módů je veliké množství, ale jeden z nich je pro nás nesmírně zajímavý. Říká se mu R vlna. Písmenko R pochází z anglického slova Right, což znamená pravý a v našem případě pravotočivý. Tato vlna se pohybuje podél siločar zemského magnetického pole a směr jejího elektrického pole se otáčí po kružnici. Ve stejném směru se pohybují v magnetickém poli Země i elektrony, kterých je tady nepřeberné množství. A tak v magnetosféře vzniká úzká vazba neboli rezonance mezi R vlnami a elektrony. Poprvé pozoroval vznik R vln při úderu čárového blesku německý inženýr Heinrich Barkhausen v roce 1918. V té době končila první světová válka a při poslouchání nepřátelské komunikace na rádiových vlnách byl přenos rušen kromě typického praskotu také silnými hvízdavými zvuky trvajícími několik sekund.
Frekvence takových vln bývají velmi nízké, zpravidla od 100 Hz do 30 kHz, takže zasahují do oblasti frekvencí slyšitelných naším uchem. Stačí přivést záznam elektromagnetického signálu na svorky reproduktoru a hned uslyšíme charakteristický zvuk podobný hvízdnutí na prsty. Proto se těmto vlnám říká hvizdy. Hvizd může vzniknout při úderu blesku na jedné polokouli a šířit se podél magnetické siločáry. V oblasti geomagnetického rovníku se vzdálí od povrchu země na dva až tři zemské poloměry a na opačné polokouli se opět přiblíží k zemi. Tady se po odrazu vydá zpět do místa svého vzniku. K odrazu hvizdů od povrchu země může dojít i několikrát, a tak můžeme pořídit nahrávku jednoho hvizdu často opakovaně, jakoby s ozvěnou.
Různé frekvence se šíří magnetosférou různě rychle. K pozorovateli většinou doletí nejprve vysoké frekvence a teprve později nízké frekvence. Tím vzniká iluze hvízdnutí. Na nahrávkách je většinou slyšet i praskoty, kterým říkáme sferiky. Jde o signály z úderu blesku šířící se ionosférou, která funguje jako kvalitní vlnovod.
Hvizdy nevznikají jen za atmosférických bouřek, ale i při zvýšené sluneční aktivitě, kdy na Zemi dochází k magnetickým bouřím a vzniku polárních září. Jsou nahrávány na družicích nebo na specializovaných pozemských stanicích. Jedna z nich se nachází dokonce v Antarktidě na základně Palmer. Pořízené nahrávky hvizdů můžeme přehrát pomocí reproduktoru nebo je zkonvertovat přímo do zvukového souboru. Na internetu je veliké množství souborů s nahrávkami hvizdů z magnetosféry Země, Jupiteru nebo Saturnu. Některé komerční servery je dokonce nabízejí za úplatu jako vyzvánění do mobilu. Inu kšeft je kšeft a obchodovat se dnes dá téměř se vším.
V magnetosféře můžeme nahrát i různé další příbuzné vlny – sbory neboli chóry, sykoty a lví řevy. Sbor patří k nejsilnějším signálům ve vnější magnetosféře. Jedná se o krátké, až desetkrát za sekundu opakované zvuky s nárůstem nebo poklesem frekvence. Pokud signál posloucháme jako zvukovou nahrávku, připomíná ranní štěbetání ptáčků.
A slyšeli jste někdy zařvat lva? Obdobný zvuk uslyšeli američtí fyzikové Edward Smith, Christopher Russell, John Olson a Robert Holzer v roce 1968, když vyhodnocovali záznam z družice OGO-5 a nahrávku si poslechli na reproduktoru. Název lví řev, který zvuku dali, se okamžitě ujal.
Hvizdy a jim podobné zvuky vznikají při interakci elektromagnetických vln s pohybujícími se elektrony. Tato interakce narušuje jejich šroubovicové dráhy a způsobuje jejich urychlení na vysoké rychlosti. Vzniklé relativistické elektrony mohou poškodit panely slunečních baterií a elektronická zařízení družic. Jsou nebezpečné i pro lidskou posádku. Proto se jim říká „zabijácké“ elektrony. Jejich výzkum je pro nás nesmírně důležitý.