Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS

Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS

(Popiska obrázku v závěru článku) Autor: Astronomický ústav AV ČR
(Popiska obrázku v závěru článku)
Autor: Astronomický ústav AV ČR
Vznik tzv. bílých slunečních erupcí, tedy takových, které se projevují zjasněním v široké oblasti spektra, není stále ještě uspokojivě vysvětlen. Není zřejmé, jak souvisí výskyt bílé erupce s jinými vlastnostmi (např. intenzitou rentgenové emise) erupcí, a dokonce není uspokojivě ani vysvětleno, v jaké oblasti sluneční atmosféry vlastně vzniká ona širokopásmová emise. Petr Heinzel a Lucia Kleint využili výjimečných pozorování z kosmického spektrografu IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) a publikovali zevrubnou analýzu zvýšení úrovně Balmerovského kontinua v blízké ultrafialové oblasti spektra.

Ohledně vzniku slunečních erupcí jsou sluneční fyzikové víceméně za jedno: erupce jsou důsledkem přepojení (rekonexe) magnetických siločar v koronálních strukturách (např. v koronálních smyčkách nebo ve vysoko se vypínajících filamentech), do nichž je nějakým mechanismem (nejspíše náhodnými pohyby ve fotosféře) ukládána energie. Konfigurace magnetického pole se komplikuje a jakmile dojde k překročení určité hranice, nahromaděná energie se náhle uvolní ve formě tvrdého elektromagnetického záření, částicových svazků a často bývá erupce doprovázena i výronem koronální hmoty do meziplanetárního prostoru.

Jsou to právě elektronové svazky šířící se vysokou rychlostí do nižších vrstev atmosféry, které jsou odpovědné za srážkovou excitaci a ionizaci pozaďové atmosféry, její ohřev a vznik emise ve spektrálních čarách i v kontinuu. Nejčastěji při erupcích pozorujeme emisi ve spektrálních čarách vodíku (sem patří známá Hα červené oblasti spektra) nebo vápníku, která má obvykle tvar dvou vláken, která se od sebe v průběhu erupce vzdalují. Pro širokopásmovou emisi v kontinuu (pokud tuto pozorujeme, mluvíme o bílé erupci) existují v současnosti dva modely. Buď by mohlo jít o tepelné záření způsobené nárůstem teploty až ve fotosféře, což by znamenalo velmi silné částicové svazky pronikající až do těchto hloubek. A nebo by mohlo jít o rekombinaci vodíku vznikající v chromosféře. Matematické modely poukazovaly na oblast tzv. Balmerova kontinua, kde se předpovědi obou modelů výrazně liší.

Balmerovo kontinuum najdeme ve spektru v blízké ultrafialové oblasti na vlnových délkách kratších než 364,6 nm a souvisí s vyzářením energie volného elektronu, který je zachycen protonem, u něhož se uhnízdí na druhé energetické hladině. Tuto spektrální oblast je velmi obtížné pozorovat ze Země, neboť těsně za ní končí atmosférické okno průhlednosti. Petr Heinzel z AsÚ a Lucia Kleint ze Švýcarska (Lucia má mimochodem české kořeny a česky i dobře mluví) využili jedinečných pozorování ze zobrazujícího spektrografu IRIS (NASA), jež se nachází v kosmickém prostoru a není tedy omezen atmosférickými okny průhlednosti.

Studovali konkrétně erupci třídy X1, jež vzplanula v centrální oblasti slunečního disku 29. března 2014 a maxima dosáhla v 17.48 světového času. Tato erupce patří mezi ty vůbec nejlépe popsané, neboť byla sledována současně dvanácti různými přístroji z kosmu i ze Země. Právě spektrograf IRIS přinesl důležité svědectví o dění v oblasti Balmerova kontinua.

Ze spekter pořízených IRISem vyplývá, že Balmerovo kontinuum bylo v případě této erupce zvýšeno o asi 200 % v oblastech odpovídajících pozici vláken erupce. Předběžně se zdá, že místa s emisí v kontinuu dobře odpovídají i pozicím tvrdé rentgenové emise pozorované z družice RHESSI. Podle předběžné interpretace tohoto pozorování, publikované formou Letter v the Astrophysical Journal, svědčí toto pozorování o emisi v opticky tenkém kontinuu vznikající v chromosféře, v souladu s modelem vzniku bílých erupcí uvedeným nahoře jako druhým v pořadí. Konkurenční model, tedy srážkový ohřev fotosféry, se však z těchto pozorování vyloučit nepodařilo, přestože tvar zvýšeného kontinua je spíše v souladu s rekombinací vodíku ve chromosféře než s nárůstem intenzity v dalekých křídlech čar ionizovaného hořčíku, která v této oblasti spektra dominují. Daleká křídla čar se formují ve fotosféře a jejich zvýšení by naopak svědčilo pro konkurenční model.

K rozhodnutí mezi oběma modely je zapotřebí mimo jiné detailně modelovat hydrodynamiku sluneční atmosféry s realistickým přenosem záření se zahrnutím spektrálních čar i mnohých dalších kovů. Publikovaná práce však poukazuje na velký diagnostický potenciál blízké ultrafialové oblasti pro pochopení dějů probíhajících ve slunečních erupcích. Práce vzbudila velký zájem komunity slunečních fyziků a byla vybrána jako tzv. RHESSI Science Nugget #237, tedy do jakéhosi zlatého výběru vědeckých výsledků dosažených s využitím pozorování z družice RHESSI.


Popis obrázku v úvodu článku: V pozadí je snímek vláken erupce třídy X1 z 29. 3. 2014 pozorovaný v blízké ultrafialové oblasti spektrografem IRIS. Žluté body označují studovaná místa se zvýšením Balmerova kontinua. Fialové kontury pak znázorňují oblasti rentgenové emise zachycené družicí RHESSI.


Reference: Heinzel, P. a Kleint, L., Hydrogen Balmer Continuum in Solar Flares Detected by the Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS), Astrophysical Journal Letters (2014) in press, arXiv:1409.5680
Kontakt: prof. RNDr. Petr Heinzel, DrSc., pheinzel@asu.cas.cz

Převzato z webu Astronomického ústavu AV ČR.




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


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 erupce


39. vesmírný týden 2016

39. vesmírný týden 2016

Přehled událostí na obloze od 26. 9. do 2. 10. 2016. Měsíc bude v novu. Venuše, Mars a Saturn najdeme večer stále jen nízko nad obzorem. Neptun a Uran můžeme pozorovat celou noc. Na ranní obloze můžeme před svítáním pozorovat kužel zvířetníkového světla do něhož před východem Slunce stoupá planeta Merkur a bude zde také srpek Měsíce.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Pradědovy Perseidy 2016

Píše se rok 258, 10. srpen. Na rošt nad horké uhlí je položen správce chrámové pokladny před několika dny popraveného papeže Sixta II a je opékán zaživa. Po chvíli volá: „Z jedné strany jsem již opečený, pokud mě chcete mít dobře udělaného, je čas mě otočit na druhou stranu.“ Toto utrpení podstoupil

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

ISS

Stanice ISS nízko nad JV obzorem,začínají večerní přelety nad ČR.

Další informace »