Porozumět erupcím na Slunci znamená porozumět kosmickému počasí

Silné sluneční erupce provázejí výrony části svrchní atmosféry Slunce (neboli koronální hmoty) do meziplanetárního prostoru. Jsou příčinou výkyvů v kosmickém počasí a mohou mít vliv na naše technologická zařízení. Tým vědců z Astronomického ústavu Akademie věd ČR a Pařížské observatoře využil kombinaci numerických simulací a družicových pozorování, které vedly k novým objevům o těchto výronech. Informovaly o tom časopisy Astronomy & Astrophysics a The Astrophysical Journal.

Sluneční erupce jsou nejdramatičtější a také nejkrásnější projevy sluneční magnetické aktivity. Charakterizuje je náhlé zvýšení emise přes celé elektromagnetické spektrum, hlavně však v rentgenové, ultrafialové a rádiové oblasti. Zejména větší erupce pak provázejí zmíněné výrony koronální hmoty (Coronal Mass Ejections neboli CME). Když dorazí k Zemi, může dojít k negativním vlivům na technologická zařízení, jako jsou např. elektrické rozvodné sítě, letecká doprava a další. Porozumění vývoji erupcí i jednotlivých procesů během nich je proto nezbytné pro porozumění vlivu kosmického počasí na Zemi.

Změny magnetických propojení

V jádru CME se nachází magnetické tokové lano, což je zkroucený provazec magnetických indukčních čar. Před erupcí tohle tokové lano vytváří jakýsi oblouk, který prostupuje sluneční korónou a na obou koncích je ukotven na slunečním povrchu. Během erupce je magnetické tokové lano vyvrženo ze Slunce, přičemž jeho expanze vede k velkoškálové reorganizaci magnetického pole doprovázené změnou magnetických propojení na Slunci. Během této magnetické rekonexe se uvolňuje část energie magnetického pole, v jejímž důsledku pak erupce září.

Vědci z Astronomického ústavu AV ČR a Pařížské observatoře zjistili, že během slunečních erupcí nedochází jenom ke klasické rekonexi mezi páry koronálních smyček, které leží pod erupčním tokovým lanem a mají opačně orientovaná magnetická pole. Nový objev spočívá v identifikaci rekonexe i v blízkosti ukotvení erupčního tokového lana, které se jí navíc i samo účastní.

Tento nově objevený typ rekonexe vede k podivným změnám magnetických propojení, které nebyly dosud uvažovány. Zejména dochází k transformaci uzavřených koronálních smyček na nové součásti tokového lana, zatím co jiné, původně zkroucené magnetické indukční čáry tokového lana jsou měněny na horké, ale nezkroucené erupční smyčky, které jasně září v rentgenové a ultrafialové oblasti spektra. Čeští a francouzští vědci vůbec poprvé poskytli vysvětlení, jak vznikají erupční smyčky na obou koncích protáhlého podloubí erupčních smyček. O těch se dosud myslelo, že vznikají rovněž jako ostatní erupční smyčky, bez účasti tokového lana.

Jako letící Ikarus

Významným důsledkem nově objeveného typu rekonexe je to, že magnetické tokové lano je vlastně tímto typem rekonexe zvnitřku erodováno, ale z vnější části naopak nabalováno z okolní koróny. Neustále probíhající recyklace tokového lana tak vede k nečekanému závěru: ukotvení tokového lana na slunečním povrchu musí během erupce driftovat. Tento jev zcela chybí v dosavadním standardním modelu slunečních erupcí. „Takže sluneční erupce jsou vlastně jako letící Ikarus, který však nikdy nepadá,“ říká Jaroslav Dudík ze Slunečního oddělení Astronomického ústavu AV ČR, „ačkoliv mu jednotlivá pera z vnitřní strany křídel neustále odpadávají, z vnější strany nová pera naopak dorůstají.“

Tento objev byl možný jenom díky úzké spolupráci mezi teorií a pozorováními. Na jedné straně vědci využili třírozměrný magneto-hydrodynamický model, který po několik let vytvářel Guillaume Aulanier a jeho kolegové z Pařížské observatoře. Tento model se zakládá na numerických simulacích, paralelních výpočtech získaných pomocí superpočítače MesoPSL na univerzitě Paris Sciences & Lettres. Na straně druhé byly využity nové metody analýzy družicových dat. Těmto analýzám se věnoval tým z Astronomického ústavu AV ČR - Jaroslav Dudík, Alena Zemanová a doktorský student Juraj Lörinčík. Zaměřili se na data s vysokým prostorovým a časovým rozlišením, které získává družice Solar Dynamics Observatory (NASA).

Připravil: Pavel Suchan, Astronomický ústav AV ČR ve spolupráci s Alicí Horáčkovou, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Foto: Astronomický ústav AV ČR a NASA

Přečtěte si také

• Tuk je možné vydolovat i z tisíce let staré keramiky, říká Veronika Brychová
• Svérázná říše umělé inteligence. Máme se jako lidstvo bát, nebo být nadšení?
• Přelomové datování. První lidé přišli do Evropy už před 1,4 milionu let
• Přitažlivá nepřitažlivost. Vědci experimentálně potvrdili novou formu magnetismu
• Krása neviditelného krystalu. Jak se zkoumá skrytý svět atomů a molekul
• Planetky neboli asteroidy: jak pomáhají vědcům při dobývání a výzkumu vesmíru
• Nová krystalografická metoda pomůže ve vývoji léků i rychlejších počítačů
• Dva bratři Jungwirthové, dva prestižní evropské granty ve výši 120 milionů korun
• Budoucnost energetiky: malé modulární reaktory jako zdroj čistší energie
• V Česku ve vědě zůstává ohromné množství srdcařů, říká Helena Reichlová