Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v ASU AV ČR (82): Pozoruhodný vývoj sluneční póry

Výzkumy v ASU AV ČR (82): Pozoruhodný vývoj sluneční póry

Sekvence širokopásmových snímků pořízených v modré oblasti spektra postihuje přerod sluneční póry (hranice znázorněna žlutou linií) v osiřelou penumbru. Šipkou je naznačen směr ke středu slunečního disku.
Autor: Jan Jurčák

Sluneční astronomové pod vedením Jana Jurčáka z ASU pozorovali a analýzovali přerod sluneční póry v osamocenou penumbru. Tento unikátní materiál pozorovaný japonskou kosmickou observatoří Hinode přináší nové znalosti, popisující vliv magnetického pole na vznik a vývoj penumbry.

Vyvinuté sluneční skvrny mají dvě zřejmé části: umbru a penumbru. Obě se liší jednak jasem (umbra je tmavší), tak strukturou (penumbra je tvořena radiálními vlákny). Magnetické pole v umbře je také silnější a více vertikální. Zatímco vznik umbry lze uspokojivě vysvětlit modelem konvektivního kolapsu, kdy jsou k sobě natlačeny magnetické elementy pohyby v konvektivních granulích, podmínky vzniku penumbry nejsou prozatím uspokojivě vysvětleny. 

Klasické modely předpokládají, že se musí magnetické pole sklonit o nadkritický úhel (obvykle se uvádí o 45 stupňů), což způsobí změnu probíhající magnetokonvekce z režimu fungujícího v umbře do režimu, který se realizuje v penumbře. Aby vůbec ke sklánění došlo, musí být celkový magnetický tok ve sluneční skvrně dostatečně velký, s hodnotou řádově 1012 Wb. Tato hypotéza byla v minulosti několikrát uspokojivě testována. Příroda však má tendenci házet fyzikům klacky pod nohy a tím pověstným klackem v tomto případě byly penumbry na hranicích malých pór a osiřelé penumbry. Tedy vláknité struktury téměř horizontálního magnetického pole vlastnostmi zcela podobné penumbře vyvinuté skvrny, avšak bez přímého kontaktu s umbrou, z níž by se měla podle tohoto modelu vyvinout. Existence osiřelých penumber je tedy vadou na kráse jinak dobře propracované hypotézy. Magnetický tok v osiřelých penumbrách je obvykle menší než výše uvedená hranice, z čehož vyplývá, že podmínka mohutné skvrny není podmínkou nutnou pro vznik penumbry. 

Problému se již v minulosti věnoval i Jan Jurčák z ASU se svými spolupracovníky z Německa. V minulosti ukázal, že k formování penumbry dochází ve sluneční fotosféře vždy, když je přítomno stabilní horizontální magnetické pole, a že stabilní rozhraní umbra-penumbra ve vyvinuté skvrně má jednu pozoruhodnou vlastnost. Tou je vertikální komponenta magnetického pole s magn. indukcí kolem 0,18 T. 

Náhoda tomu chtěla, že přístroj Solar Optical Telescope (SOT), což je půlmetrový dalekohled na palubě japonské observatoře Hinode, ve dnech 6. až 8. června 2007 studoval kampaňovitě vývoj aktivní oblasti NOAA 10960. SOT je dalekohledem mimo zemskou atmosféru s rozlišením kolem 150 km na obrazový element. V zorném poli byla dobře patrná slabá póra, která se postupně přerodila v osiřelou penumbru. Slunce bylo v tomto procesu přistiženo přímo při činu. 

Autoři práce využili při studiu nejen snímky popisující kontext přetvářené póry, ale i spektropolarimetrická měření, z nichž vypočetli parametry atmosféry včetně konfigurace magnetického pole. Na animaci je dobře patrné, že na počátku pozorování se ve studovaném místě nacházela osamocená malá póra přepůlená slabým světelným mostem. Již dvě hodiny po začátku pozorování se u západního okraje póry začala objevovat struktura penumbry. Po dalších pěti hodinách se oba útvary propojily penumbrálními filamenty, jejichž hlavy – označujeme je jako penumbrální zrna – byly již propojeny s okrajem póry. Penumbrální zrna se v průběhu následujících hodin zdánlivě pohybují směrem do póry, čímž posouvají hranici umbra-penumbra, až je póra penumbrálními filamenty zcela pohlcena. 

V souvislosti s již zmíněným požadavkem na určitou hodnotu vertikálního magnetického pole na stabilním rozhraní umbra-penumbra je třeba zmínit, že v průběhu celé sekvence vertikální složka magnetického pole v pozorované póře nepřekročila magn. indukci 0,14 T, což je méně než uváděných 0,18 T. Stabilní hranice umbra-penumbra se tedy nemohla vytvořit a penumbrální režim magnetokonvekce postupně zachvátil celou oblast póry. 

Nové pozorování a jeho analýza tedy vnáší další světlo do popisu vzniku struktur ve slunečních skvrnách. Zdá se, že přerod umbry s vertikálním polem do penumbry s horizontálním polem začíná v okamžiku sklonu magnetického pole pod kritický úhel, ale aby se ve skvrně vystavěla stabilní hranice mezi umbrou a penumbrou, je zapotřebí, aby vertikální komponenta tohoto pole dosáhla na určitou mez. Pokud tomu tak není, magnetické pole celého útvaru se zcela skloní a sluneční fyzikové pak pozorují osiřelou penumbru.  

REFERENCE

Jurčák J. a kol., A distinct magnetic property of the inner penumbral boundary. II. Formation of a penumbra at the expense of a pore, Astronomy & Astrophysics 597 (2017) id.A60, preprint arXiv:1612.01745

KONTAKT

Mgr. Jan Jurčák, Ph. D.
Sluneční oddělení Astronomického ústavu AV ČR
Email: jan.jurcak@asu.cas.cz

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Sluneční oddělení ASU AV ČR

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.



Seriál

  1. Na čem se pracuje v Ondřejově (1): Objev prvních B[e] nadobrů v Galaxii v Andromedě
  2. Na čem se pracuje v Ondřejově (2): Meteority Příbram a Neuschwanstein nedoprovázejí malá tělesa
  3. Na čem se pracuje v Ondřejově (3): Cesta k seismologii slunečních protuberancí
  4. Na čem se pracuje v Ondřejově (4): Předpověď slupky v galaxii NGC3923: cesta k ověření alternativní teorie gravitace?
  5. Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
  6. Na čem se pracuje v Ondřejově (6): Proudění plazmatu kolem slunečních skvrn
  7. Výzkumy na AsÚ AV ČR (7): SPLAT - mocný nástroj pro zobrazení a jednoduchou analýzu spekter
  8. Výzkumy na AsÚ AV ČR (8): Druhotná tvorba hvězd ve vznikajících galaxiích a hmotných hvězdokupách
  9. Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry
  10. Výzkumy na AsÚ AV ČR (10): Střižné proudění ve sluneční atmosféře jako generátor elektrického pole
  11. Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou
  12. Výzkumy na AsÚ AV ČR (12): Protony slunečního větru ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce
  13. Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001
  14. Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
  15. Výzkumy v AsÚ AV ČR (15): Be hvězda v těsné dvojhvězdě s horkým podtrpaslíkem
  16. Výzkumy v AsÚ AV ČR (16): Vliv rotačního směšování a metalicity na ztrátu hmoty hvězdným větrem
  17. Výzkumy v AsÚ AV ČR (17): Osiřelé penumbry jako testovací materiál pro teorii slunečních skvrn
  18. Výzkumy v AsÚ AV ČR (18): Detailní modely gravitačního pole Země
  19. Výzkumy v AsÚ AV ČR (19): Nejpřesněji určené parametry binární planetky
  20. Výzkumy v AsÚ AV ČR (20): Jasná Perseida s neobvykle vysokou počáteční výškou
  21. Výzkumy v AsÚ AV ČR (21): Prostorové mapování galaktického centra pomocí rentgenové polarimetrie
  22. Výzkumy v AsÚ AV ČR (22): Vliv atmosféry a oceánů na polohu rotační osy Země
  23. Výzkumy v AsÚ AV ČR (23): Analytický model Birkelandových proudů
  24. Výzkumy v AsÚ AV ČR (24): Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader
  25. Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích
  26. Výzkumy v AsÚ AV ČR (26): Jak rotují kometární meteoroidy?
  27. Výzkumy v AsÚ AV ČR (27): Odhalovaná tajemství hvězdy se závojem
  28. Výzkumy v AsÚ AV ČR (28): Hvězdný vítr v dvojhvězdě s kompaktní složkou
  29. Výzkumy v AsÚ AV ČR (29): Rozšiřování magnetických trubic nad slunečními aktivními oblastmi
  30. Výzkumy v AsÚ AV ČR (30): Jak souvisejí astrosféry a astroohony s urychlováním částic kosmického záření?
  31. Výzkumy v AsÚ AV ČR (31): Dlouhodobé změny aktivity kataklyzmické proměnné V1223 Sgr
  32. Výzkumy v AsÚ AV ČR (32): Upřesnění základních parametrů planetky Apophis
  33. Výzkumy v AsÚ AV ČR (33): Možnosti měření magnetických polí ve sluneční chromosféře, přechodové oblasti a koróně
  34. Výzkumy v AsÚ AV ČR (34): Oblak G2 přežil průlet kolem centra Galaxie a je zřejmě mladou hvězdou
  35. Výzkumy v AsÚ AV ČR (35): Mateřské těleso meteoritu Čeljabinsk opět neznámé
  36. Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd
  37. Výzkumy v AsÚ AV ČR (37): Rekonstrukce vzhledu aktivního galaktického jádra
  38. Výzkumy v AsÚ AV ČR (38): Simulace chování astrofyzikálního plazmatu v extrémních podmínkách
  39. Výzkumy v AsÚ AV ČR (39): Drakonidy 2011 z letadla
  40. Výzkumy v AsÚ AV ČR (40): Kapitoly v učebnici Asteroids IV i od pracovníků AsÚ
  41. Výzkumy v AsÚ AV ČR (41): Balíček programů pro analýzu nemaxwellovských rozdělovacích funkcí částic ve sluneční atmosféře
  42. Výzkumy v AsÚ AV ČR (42): Tajemná povaha rentgenového zdroje Her X-1
  43. Výzkumy v ASU AV ČR (43): Vznik penumbry sluneční skvrny v přímém přenosu
  44. Výzkumy v ASU AV ČR (44): Rekurentní novy v galaxii M 31
  45. Výzkumy v ASU AV ČR (45): Možná naleziště ropy v Perském zálivu z gravitačních modelů
  46. Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?
  47. Výzkumy v ASU AV ČR (47): O původu meteorického roje Kvadrantid
  48. Výzkumy v ASU AV ČR (48): ALMA bude pozorovat i Slunce
  49. Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou
  50. Výzkumy v ASU AV ČR (50): Turbulence plazmatu a kinetické nestability v expandujícím slunečním větru
  51. Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie
  52. Výzkumy v ASU AV ČR (52): Mění srážky tvar planetek?
  53. Výzkumy v ASU AV ČR (53): Udržely póry sluneční cyklus v době Maunderova minima?
  54. Výzkumy v ASU AV ČR (54): Supererupce na hvězdě DG CVn
  55. Výzkumy v ASU AV ČR (55): Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
  56. Výzkumy v ASU AV ČR (56): Nárůst kontinua ve slunečních erupcích – nové možnosti jejich předpovědí?
  57. Výzkumy v ASU AV ČR (57): Katalog videí dokumentujících pád bolidu Čeljabinsk
  58. Výzkumy v ASU AV ČR (58): Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
  59. Výzkumy v ASU AV ČR (59): Model expanze oblaků ve slunečním větru
  60. Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců
  61. Výzkumy v ASU AV ČR (61): Lze ze spektra aktivního galaktického jádra usoudit na povahu jeho zdroje?
  62. Výzkumy v ASU AV ČR (62): Lze pozorovat ohřev koróny nanoerupcemi?
  63. Výzkumy v ASU AV ČR (63): Neobvyklá rotace trpasličí galaxie je důsledkem nedávné srážky
  64. Výzkumy v ASU AV ČR (64): Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
  65. Výzkumy v ASU AV ČR (65): Složky těsné vizuální dvojhvězdy 1 Del rozlišeny spektroskopicky
  66. Výzkumy v ASU AV ČR (66): Příčky v galaxiích jako důsledek vzájemného slapového působení
  67. Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka
  68. Výzkumy v ASU AV ČR (68): Hustota průmětů drah umělých družic Země na zemském povrchu a přesnost parametrů gravitačního pole Země
  69. Výzkumy v ASU AV ČR (69): Vlastnosti plazmatu ve slunečních protuberancích
  70. Výzkumy v ASU AV ČR (70): Útok létajících hadů - mohou vodíkové proudy fragmentovat na izolované oblaky vodíku?
  71. Výzkumy v ASU AV ČR (71): Vlastnosti satelitů planetek
  72. Výzkumy v ASU AV ČR (72): Rentgenová aktivita polaru AM Herculis
  73. Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
  74. Výzkumy v ASU AV ČR (74): Když gravitační síla soupeří s elektromagnetickou – Elektricky nabitá látka v okolí zmagnetizované černé díry
  75. Výzkumy v ASU AV ČR (75): Co nám říkají erupce A hvězd o korónách G hvězd?
  76. Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES
  77. Výzkumy v ASU AV ČR (77): Zdroje záření Lyman-α: Klíč k pochopení minulosti vesmíru?
  78. Výzkumy v ASU AV ČR (78): Hvězdné větry neobvyklých horkých hvězd
  79. Výzkumy v ASU AV ČR (79): Binární bílý trpaslík s magnetickou složkou
  80. Výzkumy v ASU AV ČR (80): Vznik druhé generace hvězd v hustých hvězdokupách
  81. Výzkumy v ASU AV ČR (81): Detekce sopek pod ledovým příkrovem Antarktidy
  82. Výzkumy v ASU AV ČR (82): Pozoruhodný vývoj sluneční póry
  83. Výzkumy v ASU AV ČR (83): Problémy zobrazování vícerozměrných astrofyzikálních dat
  84. Výzkumy v ASU AV ČR (84): Rumunský superbolid byl z neobvyklého materiálu
  85. Výzkumy v ASU AV ČR (85): Fragmentace plynných obálek a vznik dalších generací hvězd
  86. Výzkumy v ASU AV ČR (86): Vzplanutí typu zebra jako diagnostika vlastností plazmatu
  87. Výzkumy v ASU AV ČR (87): Zrcadlová nestabilita v turbulentním slunečním větru


O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.

Štítky: Sluneční skvrny, Penumbra, Astronomický ústav AV ČR, Aktivita Slunce


18. vesmírný týden 2017

18. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 1. 5. do 7. 5. 2017. Měsíc bude kolem první čtvrti. Večer zůstává nad západem Mars a dobře je vidět Jupiter. Nad ránem je Saturn kolem jihu a nízko na východě je jasná Venuše. Stále můžeme doporučit několik komet. Sonda Cassini se minulý týden poprvé protáhla mezi Saturnem a vnitřní stranou jeho prstenců. Tento manévr přinesl především zajímavé fotografie. V neděli jsme očekávali start rakety Falcon 9 (poprvé s vojenským nákladem), ale dostaneme v pondělí druhou šanci.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Mliecna draha nad Salasom Zbojska

Titul Česká astrofotografie měsíce za březen 2017 obdržel snímek „Mliečná dráha nad Salašom Zbojská“, jehož autorem je Ondrej Králik. Na jednom z nejtmavších míst Slovenska se zastavil astronom. Astronom a také fotograf. Svůj stativ s fotoaparátem však nepostavil nikam daleko od světel

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

C/ 2015 V2 Johnson

10x3min; iso1600; Canon 400D; komora J.Drbohlav

Další informace »