Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
Autor: Astronomický ústav AV ČR
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
- Na čem se pracuje v Ondřejově (1): Objev prvních B[e] nadobrů v Galaxii v Andromedě
- Na čem se pracuje v Ondřejově (2): Meteority Příbram a Neuschwanstein nedoprovázejí malá tělesa
- Na čem se pracuje v Ondřejově (3): Cesta k seismologii slunečních protuberancí
- Na čem se pracuje v Ondřejově (4): Předpověď slupky v galaxii NGC3923: cesta k ověření alternativní teorie gravitace?
- Na čem se pracuje v Ondřejově (5): Zašpinění bílí trpaslíci s magnetickým polem
- Na čem se pracuje v Ondřejově (6): Proudění plazmatu kolem slunečních skvrn
- Výzkumy na AsÚ AV ČR (7): SPLAT - mocný nástroj pro zobrazení a jednoduchou analýzu spekter
- Výzkumy na AsÚ AV ČR (8): Druhotná tvorba hvězd ve vznikajících galaxiích a hmotných hvězdokupách
- Výzkumy na AsÚ AV ČR (9): Hvězda v prachové obálce v okolí černé veledíry
- Výzkumy na AsÚ AV ČR (10): Střižné proudění ve sluneční atmosféře jako generátor elektrického pole
- Výzkumy na AsÚ AV ČR (11): Komplikovaná rotace planetky Apophis ovlivňuje její let Sluneční soustavou
- Výzkumy na AsÚ AV ČR (12): Protony slunečního větru ve vzdálenosti jedné astronomické jednotky od Slunce
- Výzkumy na AsÚ AV ČR (13): Chladný plyn v mezigalaktickém prostoru vytržen z galaxie ESO 137-001
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (14): Bílá erupce pozorovaná spektrografem IRIS
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (15): Be hvězda v těsné dvojhvězdě s horkým podtrpaslíkem
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (16): Vliv rotačního směšování a metalicity na ztrátu hmoty hvězdným větrem
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (17): Osiřelé penumbry jako testovací materiál pro teorii slunečních skvrn
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (18): Detailní modely gravitačního pole Země
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (19): Nejpřesněji určené parametry binární planetky
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (20): Jasná Perseida s neobvykle vysokou počáteční výškou
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (21): Prostorové mapování galaktického centra pomocí rentgenové polarimetrie
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (22): Vliv atmosféry a oceánů na polohu rotační osy Země
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (23): Analytický model Birkelandových proudů
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (24): Ověřování zákrytového modelu proměnných aktivních galaktických jader
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (26): Jak rotují kometární meteoroidy?
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (27): Odhalovaná tajemství hvězdy se závojem
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (28): Hvězdný vítr v dvojhvězdě s kompaktní složkou
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (29): Rozšiřování magnetických trubic nad slunečními aktivními oblastmi
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (30): Jak souvisejí astrosféry a astroohony s urychlováním částic kosmického záření?
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (31): Dlouhodobé změny aktivity kataklyzmické proměnné V1223 Sgr
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (32): Upřesnění základních parametrů planetky Apophis
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (33): Možnosti měření magnetických polí ve sluneční chromosféře, přechodové oblasti a koróně
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (34): Oblak G2 přežil průlet kolem centra Galaxie a je zřejmě mladou hvězdou
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (35): Mateřské těleso meteoritu Čeljabinsk opět neznámé
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (36): Nové dvojhvězdy s horkou podtrpasličí hvězdou a vlastnosti této populace hvězd
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (37): Rekonstrukce vzhledu aktivního galaktického jádra
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (38): Simulace chování astrofyzikálního plazmatu v extrémních podmínkách
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (39): Drakonidy 2011 z letadla
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (40): Kapitoly v učebnici Asteroids IV i od pracovníků AsÚ
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (41): Balíček programů pro analýzu nemaxwellovských rozdělovacích funkcí částic ve sluneční atmosféře
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (42): Tajemná povaha rentgenového zdroje Her X-1
- Výzkumy v ASU AV ČR (43): Vznik penumbry sluneční skvrny v přímém přenosu
- Výzkumy v ASU AV ČR (44): Rekurentní novy v galaxii M 31
- Výzkumy v ASU AV ČR (45): Možná naleziště ropy v Perském zálivu z gravitačních modelů
- Výzkumy v ASU AV ČR (46): Mohou být hvězdné pulsace zdrojem proměnnosti hvězdného větru?
- Výzkumy v ASU AV ČR (47): O původu meteorického roje Kvadrantid
- Výzkumy v ASU AV ČR (48): ALMA bude pozorovat i Slunce
- Výzkumy v ASU AV ČR (49): Vliv rentgenového záření na charakter hvězdných větrů v dvojhvězdách s hmotnou komponentou
- Výzkumy v ASU AV ČR (50): Turbulence plazmatu a kinetické nestability v expandujícím slunečním větru
- Výzkumy v ASU AV ČR (51): Vzhled rázové vlny hvězdy při průletu kolem centra Galaxie
- Výzkumy v ASU AV ČR (52): Mění srážky tvar planetek?
- Výzkumy v ASU AV ČR (53): Udržely póry sluneční cyklus v době Maunderova minima?
- Výzkumy v ASU AV ČR (54): Supererupce na hvězdě DG CVn
- Výzkumy v ASU AV ČR (55): Souvislost oblaků CO s obálkami HI v Mléčné dráze
- Výzkumy v ASU AV ČR (56): Nárůst kontinua ve slunečních erupcích – nové možnosti jejich předpovědí?
- Výzkumy v ASU AV ČR (57): Katalog videí dokumentujících pád bolidu Čeljabinsk
- Výzkumy v ASU AV ČR (58): Tisícileté cykly střední výšky světového oceánu
- Výzkumy v ASU AV ČR (59): Model expanze oblaků ve slunečním větru
- Výzkumy v ASU AV ČR (60): Detekce dopadů zemských miniměsíců
- Výzkumy v ASU AV ČR (61): Lze ze spektra aktivního galaktického jádra usoudit na povahu jeho zdroje?
- Výzkumy v ASU AV ČR (62): Lze pozorovat ohřev koróny nanoerupcemi?
- Výzkumy v ASU AV ČR (63): Neobvyklá rotace trpasličí galaxie je důsledkem nedávné srážky
- Výzkumy v ASU AV ČR (64): Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
- Výzkumy v ASU AV ČR (65): Složky těsné vizuální dvojhvězdy 1 Del rozlišeny spektroskopicky
- Výzkumy v ASU AV ČR (66): Příčky v galaxiích jako důsledek vzájemného slapového působení
- Výzkumy v ASU AV ČR (67): Neobvyklé chemické složení zašpiněného bílého trpaslíka
- Výzkumy v ASU AV ČR (68): Hustota průmětů drah umělých družic Země na zemském povrchu a přesnost parametrů gravitačního pole Země
- Výzkumy v ASU AV ČR (69): Vlastnosti plazmatu ve slunečních protuberancích
- Výzkumy v ASU AV ČR (70): Útok létajících hadů - mohou vodíkové proudy fragmentovat na izolované oblaky vodíku?
- Výzkumy v ASU AV ČR (71): Vlastnosti satelitů planetek
- Výzkumy v ASU AV ČR (72): Rentgenová aktivita polaru AM Herculis
- Výzkumy v ASU AV ČR (73): Analýza spektra bolidu Benešov
- Výzkumy v ASU AV ČR (74): Když gravitační síla soupeří s elektromagnetickou – Elektricky nabitá látka v okolí zmagnetizované černé díry
- Výzkumy v ASU AV ČR (75): Co nám říkají erupce A hvězd o korónách G hvězd?
- Výzkumy v ASU AV ČR (76): Deset let optických dosvitů gama záblesků dalekohledy BOOTES
- Výzkumy v ASU AV ČR (77): Zdroje záření Lyman-α: Klíč k pochopení minulosti vesmíru?
- Výzkumy v ASU AV ČR (78): Hvězdné větry neobvyklých horkých hvězd
- Výzkumy v ASU AV ČR (79): Binární bílý trpaslík s magnetickou složkou
- Výzkumy v ASU AV ČR (80): Vznik druhé generace hvězd v hustých hvězdokupách
- Výzkumy v ASU AV ČR (81): Detekce sopek pod ledovým příkrovem Antarktidy
- Výzkumy v ASU AV ČR (82): Pozoruhodný vývoj sluneční póry
- Výzkumy v ASU AV ČR (83): Problémy zobrazování vícerozměrných astrofyzikálních dat
- Výzkumy v ASU AV ČR (84): Rumunský superbolid byl z neobvyklého materiálu
- Výzkumy v ASU AV ČR (85): Fragmentace plynných obálek a vznik dalších generací hvězd
- Výzkumy v ASU AV ČR (86): Vzplanutí typu zebra jako diagnostika vlastností plazmatu
- Výzkumy v ASU AV ČR (87): Zrcadlová nestabilita v turbulentním slunečním větru
- Výzkumy v ASU AV ČR (88): Molekulární plyn v „kometárním“ ohonu galaxie
- Výzkumy v ASU AV ČR (89): Jsou aktivní galaktická jádra podobná rentgentovým dvojhvězdám?
- Výzkumy v ASU AV ČR (90): Nové určení periody pohybu zemského pólu
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (91): Prášící supernovy a přebytek infračerveného záření u mladých hvězdokup
- Výzkumy v ASU AV ČR (92): Mohou neutronové hvězdy za magnetismus černých veleděr?
- Výzkumy v ASU AV ČR (93): Videometeory jako nástroj určení orbit meteoroidů
- Výzkumy v ASU AV ČR (94): Kouřové kroužky ve slunečních erupcích
- Výzkumy v ASU AV ČR (95): Nalezneme kolem B[e] nadobra pastýřské planety?
- Výzkumy v ASU AV ČR (96): Prostorová rekonstrukce protuberance typu tornádo
- Výzkumy v ASU AV ČR (97): Globální modely hvězdného větru odhalují menší hmotnostní ztráty horkých hvězd
- Výzkumy v ASU AV ČR (98): Je rychlý trpaslík pozůstatkem nepovedeného výbuchu supernovy?
- Výzkumy v ASU AV ČR (99): Polarizace rentgenového záření umožní na dálku změřit černou veledíru
- Výzkumy v ASU AV ČR (100): Na čem jsme prozatím pracovali…
- Výzkumy v ASU AV ČR (101): Hvězdná erupce během planetárního tranzitu
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (102): Jak zvážit černou veledíru pomocí rentgenových záblesků
- Výzkumy v ASU AV ČR (103): O vzniku kulových hvězdokup
- Výzkumy v ASU AV ČR (104): Bílé erupce pozorované nad okrajem slunečního disku
- Výzkumy v ASU AV ČR (105): Polární výtrysky v okolí černých děr
- Výzkumy v ASU AV ČR (106): Pohled na hvězdu se závojem po dvou letech
- Výzkumy v ASU AV ČR (107): Co rozlišuje umbru od penumbry sluneční skvrny?
- Výzkumy v ASU AV ČR (108): `Oumuamua má excitovanou rotaci
- Výzkumy v ASU AV ČR (109): Dlouhodobá aktivita kataklyzmické proměnné QU Carinae
- Výzkumy v ASU AV ČR (110): Model přechodové vrstvy ve sluneční atmosféře
- Výzkumy v ASU AV ČR (111): Vznik malých železných meteorů
- Výzkumy v ASU AV ČR (112): Proudění plazmatu v okolí slunečních filamentů
- Výzkumy v ASU AV ČR (113): Studium horkých podtrpaslíků
- Výzkumy v ASU AV ČR (114): Efekty obecné relativity v rentgenovém záření aktivních galaktických jader
- Výzkumy v ASU AV ČR (115): Původ viditelného záření ve hvězdných supererupcích
- Výzkumy v ASU AV ČR (116): Opticky tmavé oblaky neutrálního vodíku
- Výzkumy v ASU AV ČR (117): MOND vysvětluje některé neobvyklé vlastnosti místní skupiny galaxií
- Výzkumy v ASU AV ČR (118): Nová metoda určení parametrů volné nutace zemského jádra
- Výzkumy v ASU AV ČR (119): Pád plazmového oblaku ve sluneční atmosféře jako zdroj rádiového záření
- Výzkumy v ASU AV ČR (120): Dlouhodobá aktivita hvězdy X Serpentis po výbuchu novy
- Výzkumy v ASU AV ČR (121): Analytický model ztráty plynu v galaxiích vnějším dynamickým tlakem
- Výzkumy v ASU AV ČR (122): Velmi hmotné hvězdy v přechodových stádiích v galaxii M33
- Výzkumy v ASU AV ČR (123): Prašný vulkanismus supernov
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (124): Velmi husté poerupční smyčky pozorované sondou SDO
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (125): Překvapivě nepoškozená galaktická velebublina
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (126): Ohřev fotosféry Slunce v průběhu silné erupce
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (127): Disky okolo emisních horkých hvězd
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (128): Nadobří hvězdy v kulových hvězdokupách
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (129): Akrece na černou díru jako předchůdce dlouhých záblesků gama?
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (130): Spektra hmotných hvězd s velmi nízkou metalicitou
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (131): Nedávný výron hmoty u hvězdy ρ Cas naznačuje blížící se přechod žluté mezery
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (132): Shluky v hvězdném větru ovlivňují svítivost rentgenových dvojhvězd
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (133): Meteory vypovídají o vlastnostech meziplanetární hmoty
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (134): Případ Maribo - křehký materiál přežil vstup do atmosféry vysokou rychlostí
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (135): Možné konfigurace planetární soustavy Kepler-410
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (136): Testování teorií gravitace v raných galaxiích
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (137): Oscilace ve slunečních erupcích
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (138): Atmosféry exoplanet dvoumetrovými dalekohledy
- Výzkumy v ASU AV ČR (139): Hledání vysokofrekvenčních koronálních vln během úplného zatmění Slunce
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (140): Češi objevili první chemicky pekuliární A hvězdu s pulzacemi v těsné dvojhvězdě
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (141): Záření korón aktivních galaktických jader
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (142): Zelení hrášci v rentgenovém záření
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (143): 3D efekty v hvězdných atmosférách
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (144): Poruchovost v české rozvodné síti v závislosti na úrovni sluneční aktivity
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (145): Rotační štěpení planetek vytváří asteroidální páry a shluky
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (146): Potvrzen sodík v atmosférách dvou exoplanet
- Výzkumy v AsÚ AV ČR (147): Dynamika slunečního větru v numerické simulaci
O autorovi
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. Slovem i písmem se pokouší o popularizaci oboru, je držitelem ceny Littera Astronomica. 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.
