Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Jak jsou urychlovány částice ve slunečních erupcích?
Jan Herzig Vytisknout článek

Jak jsou urychlovány částice ve slunečních erupcích?

Snímek sluneční erupce z radioteleskopu EOVSA, oblast urychlování částic vyznačena tmavě modře, přerušovanou čarou směr urychlování částic
Autor: Sijie Yu, NJIT/CSTR, NOAA GOES-16/SUVI

Sluneční erupce patří mezi nejsilnější exploze, s jakými se můžeme v našem planetárním systému setkat. Jejich energie odpovídá stovkám miliard atomových bomb vybuchlých najednou. Navzdory tomu ale fyzici stále nejsou schopni říci, jak jsou tyto ohromné erupce schopny urychlit částice natolik, že se k Zemi, vzdálené zhruba 150 milionů kilometrů, dostanou za méně než hodinu času.

V nové studii vědci z New Jersey Institute of Technology (NJIT) přesně lokalizovali, kde sluneční erupce urychluje nabité částice na rychlosti blízké rychlost světla. Využili k tomu pozorování jedné z erupcí kategorie X, tedy té nejsilnější, která nastala roku 2017. Pozorovali ji radioteleskopem Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), který patří právě NJIT. Odhalili vysoce účinný urychlovač částic nalézající se na špičce nejjasnějšího bodu sluneční erupce ve vnější atmosféře Slunce. V tomto místě o objemu asi dvou Zemí, označovaném jako “hrot” erupce, je plazma z jejího okolí přeměňováno na vysoko energetické elektrony. To podle výzkumníků může otevřít nové dveře zkoumání ve vesmíru všudypřítomného urychlování částic.

“Erupce uvolňují svoji energii v mnohem rozsáhlejší oblasti, než bylo předpokládáno v klasických modelech slunečních erupcí. Ačkoli bylo předpokládáno, že se to takto děje, nyní je to poprvé, kdy byla specifikována velikost, tvar a lokace tohoto místa a změřena účinnost přeměny energie na zrychlení částic uvnitř erupce”, objasnil Gregory Fleishman, spoluautor studie. “Původně jsme odhalili magnetickou strukturu tvaru lahve v místě, které obsahuje mnohem více elektronů než kterékoliv jiné místo erupce. S novými měřeními můžeme s větší jistotou říci, že se jedná o urychlovač částic”, doplnil jeho kolega Bin Chen.

Na záznamu sluneční eupce z 10. 9. 2017 vidíme v levé části modře vyznačenou oblast s vysoce efektivním urychlováním elektronů a v pravé části záznam této erupce v ultrafialovém oboru (opět s vyznačenou oblastí nejvíce urychlených elektronů). Autor: NJIT/CSTR; NASA SDO/AIA
Na záznamu sluneční eupce z 10. 9. 2017 vidíme v levé části modře vyznačenou oblast s vysoce efektivním urychlováním elektronů a v pravé části záznam této erupce v ultrafialovém oboru (opět s vyznačenou oblastí nejvíce urychlených elektronů).
Autor: NJIT/CSTR; NASA SDO/AIA

Pozoruhodná zobrazovací schopnost teleskopu EOVSA v mikrovlnné části spektra umožnila astronomům změřit energetické spektrum elektronů na stovkách míst této sluneční erupce. Ze získaných spekter vědci sestavili obsáhlou mapu zobrazující vývoj termálního plazmatu erupce sekundu po sekundě. Při tom odhalili tajemnou díru v tomto plazmatu, která se začala vyvíjet na hrotu erupce. S tím, jak termální částice mizely, bylo toto místo hustě zaplňováno netermálními, vysokoenergetickými částicemi.

Analýza tohoto místa odhalila extrémně účinný proces přeměny energie ve slunečním urychlovači částic. Energie se zde přeměňuje s takřka stoprocentní účinností. Konkrétně je velmi rychle uvolňována energie slunečního magnetického pole, jež se vzápětí transformuje na energii kinetickou. Z dat získaných v ultrafialové části spektra vyplývá, že v tomto místě nezůstaly prakticky žádné částice s teplotou menší než několik milionů Kelvinů. To odpovídá měřením teleskopu EOVSA, který zjistil, že všechny částice byly urychleny na netepelné energie vyšší než sto milionů Kelvinů.

Tento výzkum velmi pomůže studiu fundamentálních otázek částicové fyziky, které není možné simulovat na Zemi. Již nyní astronomové z NJIT vyvíjejí nový radioteleskop pro výzkum Slunce, který bude desetkrát větší než ten současný. Vedle částicové fyziky je studieum urychlování slunečních částic také velmi důležité pro zkoumání vlivu těchto částic na Zemi a kosmického počasí jako takového.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org



O autorovi

Jan Herzig

Jan Herzig

Narodil se roku 2008 v Plzni, celý svůj život ale žije v Horšovském Týně. Studuje na Gymnáziu J. Š. Baara v Domažlicích. Vesmír ho uchvátil v 11 letech, nyní mu věnuje většinu svého času. Věnuje se teoretické i praktické astronomii. Na teoretické obdivuje možnost popsání vesmíru pomocí elegantních rovnic. V souvislosti s praktickou ho fascinuje pohled na vesmír vlastníma očima i svým dvaceticentimetrovým dalekohledem. Baví ho i popularizace astronomie a kosmonautiky, a to jak psaním článků, tak komentováním na youtube či v rádiu. Je vítězem soutěže Zlatý oříšek 2021. V témže roce vyhrál 18. ročník Astronomické olympiády kategorie GH, o rok později pak 19. ročník v kategorii EF. Na podzim tohoto roku bude reprezentovat ČR na XXVI. Mezinárodní astronomické olympiádě.

Štítky: Sluneční erupce, Slunce, Aktivita Slunce


33. vesmírný týden 2022

33. vesmírný týden 2022

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 15. 8. do 21. 8. 2022. Měsíc bude v poslední čtvrti a v konjunkcích s planetami a Plejádami. Planety Jupiter a Saturn můžeme pozorovat již kolem půlnoci, Mars a Venuši nejlépe ráno. Aktivita Slunce je nízká. Startovaly dva Falcony 9 se Starlinky a počet vypuštěných družic přesáhl 3 000 kusů. Probíhaly testy SuperHeavy a Starship a k vývozu se chystá superraketa SLS. Před 45 lety se na dlouhou pouť za velkými planetami a dál vydala sonda Voyager 2.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

ISS a Slnko

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2022 získal snímek „ISS a Slnko“, jehož autory jsou Miroslav Grnja a Zdeněk Bardon     První malé, druhé obrovské. I když pro nás i to první je obrovské. Jako fotbalový stadion. A to druhé? Celá Země by se do něho vešla na

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Polárna žiara na Slovensku 17.8.2022

Polárna žiara na Slovensku 17.8.2022

Další informace »