Úvodní strana  >  Články  >  Hvězdy  >  Výzkumy v ASU AV ČR (182): Magneticky provázaná atmosféra během sluneční erupce

Výzkumy v ASU AV ČR (182): Magneticky provázaná atmosféra během sluneční erupce

Snímky zájmové oblasti pořízené přístrojem SDO/AIA na vlnových délkách 17,1, 21,1 a 160 nm (první tři řádky) a sondou IRIS na vlnové délce 279,6 nm (poslední řádek). Oblast je zobrazena ve třech různých okamžicích rozvoje erupce (po sloupcích). Žlutou čarou je naznačena pozice umělé štěrbiny, v jejíž pozici byly studovány pulcové vlny. Zdroj sledu pulcových vln je označen šipkou. Modré čáry pak naznačují hranice magnetického vlnovodu, jímž se vlny šířily.
Autor: Hana Mészárosová

V atmosféře nejbližší hvězdy – Slunce – probíhá celá řada nesmírně dynamických procesů, které jsou vzájemně provázány. I díky tomu je sluneční atmosféra bohatá na jevy, o nichž se nám v pozemních laboratorních experimentech ani nesnilo. Hana Mészárosová z ASU a Peter Gömöry z Astronomického ústavu Slovenské akademie věd studovali dynamiku atmosféry v průběhu jedné erupce.

„Kdyby Slunce nemělo magnetické pole, bylo by přesně tak nudné, jak si mnozí astronomové myslí, že je,“ řekl jednou astrofyzik Joseph Gurman. Magnetismus je skutečně alfou a omegou aktivních procesů na Slunci, což zaměstnává celou řadu vědců. Sluneční výzkum však nečiní jen pro zábavu, ale především proto, že eruptivní jevy na Slunci hrají důležitou roli v udržitelnosti naší civilizace.

Ve fyzikálních procesech magnetického pole má svůj původ i koróna, miliony stupňů horká vnější vrstva sluneční atmosféry, pozorovatelná např. při úplných zatměních Slunce. Vnější atmosféra je výrazně teplejší než je šest tisíc stupňů teplý povrch slunečního tělesa, dochází zde tedy k čerpání tepelné energie proti směru termodynamického spádu. Jsou to právě procesy v magnetickém poli, které jsou tímto tepelným zdrojem. Bohužel v současnosti stále není ustaveno na jisto, který z uvažovaných procesů převažuje. Je přirozeně možné, že se ve skutečnosti realizují všechny procesy najednou a to dokonce i provázaně.

Hana Mészárosová z ASU společně s kolegou ze Slovenské akademie věd studovali erupci z 10. 9. 2014, ke které došlo v oblasti tvořené jen jednou velkou sluneční skvrnou. Takové aktivní oblasti s erupcemi jsou docela vzácné, mnohem častěji se erupce vyskytují v oblastech s komplikovanou topologií (skupina více slunečních skvrn různých velikostí a tvarů).

K erupci došlo velmi blízko středu slunečního disku, navíc v době, kdy už Slunce bylo pod neustálým dohledem z družicové Solar Dynamics Observatory. K události je tak k dispozici velmi bohatý obrazový materiál, umožňující s pomocí různých filtrů provádět velmi efektivní hloubkovou sondáž atmosféry.

Autoři do studia této události zapojili nejrůznější zpracovatelské metody. Z porovnání jednotlivých záběrů mapujících různé výšky v atmosféře určili, že v oblasti probíhá neustálý tok plazmatu podél magnetického pole do větších výšek. Zpoždění mezi údaji z fotosféry a údaji v koróně činilo asi čtvrt hodiny. Kromě tohoto systematického posunu se s pomocí vlnkové transformace podařilo odhalit přítomnost sledu vln, jejichž vzhled ve vlnkových spektrech připomíná pulce. Odborníci mluví na základě tohoto vzhledu o „pulcových vlnách“ a již vědí, že jde o projev řetízku oscilací šířících se vlnovody magnetického pole, jejichž původ je v nějaké impulsivní události, jednorázovém lokálním výbuchu. Pulcové vlny patří mezi vlny disperzivní, tedy s velmi vysokým potenciálem pro vyvolání jiných periodických i neperiodických pohybů, jejichž prostřednictvím by se již mohlo ohřívat plazma jednak ve vysoké atmosféře (koróně) a jednak ve vzdálených oblastech od místa vzniku původní magnetické poruchy (pulcové vlny).

Dynamika celého jevu je ještě zajímavější. Když autoři studovali konfiguraci magnetického pole nad skvrnou, povšimli si, že po průchodu pulcové vlny je magnetické pole významně slabší. Jakmile se pulcová vlna utlumila a sledovanou oblast opustila, magnetické pole se obnovilo téměř do původního stavu. Autoři uzavírají, že průchod vln zřejmě vyvolal indukovanou rekonexi magnetického pole, tedy zřejmě sadu malých slunečních erupcí vyvolaných průchodem vlny magnetickým polem.

Studie poukazuje na celý komplex jevů souvisejících s proměnami magnetického pole a především na to, že magnetické pole je jednotícím elementem svazujícím dohromady jednotlivé vrstvy sluneční atmosféry. Což je skutečnost ukazující složitost a vzájemnou provázanost jednotlivých fyzikálních procesů ovlivňujících daný extrémní ohřev koróny.

REFERENCE

H. Mészárosová a P. Gömöry, Magnetically coupled atmosphere, fast sausage MHD waves, and forced magnetic field reconnection during the SOL2014-09-10T17:45 flare, Astronomy & Astrophysics 643 (2020) A140, preprint arXiv:2010.01527.

KONTAKT

Ing. Hana Mészárosová, Ph. D.
hana.meszarosova@asu.cas.cz
Sluneční oddělení Astronomického ústavu AV ČR

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

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



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. 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. 

Štítky: Sluneční erupce, Ohřev koróny, Astronomický ústav AV ČR


5. vesmírný týden 2023

5. vesmírný týden 2023

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 30. 1. do 5. 2. 2023. Měsíc bude v úplňku. Velmi nízko na večerní obloze je výrazná planeta Venuše a o něco výše také jasný Jupiter. Nejvýše najdeme večer Mars, který je kolem 20. hodiny nad jihem. Kometa C/2022 E3 (ZTF) je pěkná při pohledu dalekohledem a na velmi tmavé obloze je slabě vidět pouhým okem. Aktivita Slunce se snížila, skvrn výrazně ubylo. SpaceX má za sebou v lednu již 6 startů a očekáváme ještě sedmý. USA si připomenou výročí 65 let startu první družice Explorer-1, ale také 20 let od tragické havárie raketoplánu Columbia.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Tromsø lights

Titul Česká astrofotografie měsíce za prosinec 2022 získal snímek „Tromsø lights“, jehož autorem je Jan Klíma     Kdo by neznal slavnou polární záři. Ať již ze snímků oblohy z dalekého severu či z ještě, alespoň pro nás ještě vzdálenějšího jihu, nebo třeba z divadelní hry

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Kométa C/2022 E3 (ZTF)

Nie veľmi vydarený stack kométy a hviezd. Vybavenie: EQ5Pro, podomácky vyrobený newton 100/500, GSO 2" komakorektor, QHY 8L-C, SVbony UV/IR cut, guiding QHY5L-II-C, SVbony guidescope 240mm. Software: NINA, DSS, Siril, Starnet++, Adobe photoshop 200x60 sec. Lights gain5, offset115 pri -10°C, master bias, 60 flats, master darks.

Další informace »