Česká výprava za zatměním Slunce

The Solar Wind Sherpas je mezinárodní tým vědců, kteří cestují po světě, aby pozorovali a sbírali data o úplných zatměních Slunce. Tým, který se jmenuje příhodně vzhledem k obrovskému množství vybavení, které si s sebou vozí na každé (obvykle vzdálené) pozorovací místo, vede Shadia Habbal z Astronomického institutu v Honolulu na Havaji. Doposud Solar Wind Sherpas uskutečnili 15 expedic za zatměním, mimo jiné do Indie (1995), Sýrie (1999), Libye (2006), Číny (2008), Arktidy (2015), Indonésie (2016) či Austrálie (2023 – výsledky této úspěšné expedice jsme prezentovali zde: https://www.fme.vutbr.cz/fakulta/zfsi/72186)

Tým je jedním z mála na světě, který využil diagnostický potenciál pozorování koronálních emisních čar na více vlnových délkách, což vedlo k řadě objevů a úspěšných vědeckých publikací. Výzkumníci se věnují i zkoumání neviditelných „barev“ sluneční koróny. Se svými kamerami dovybavenými speciálními filtry a vlastní konstrukcí spektrometru pozorují chování prvků, které ztratily většinu svých elektronů a vyzařují světlo ve velmi specifických barvách. Mezi nejdominantnější prvky patří například vodík, helium, železo, nikl, kyslík, uhlík a vápník. Každý z nich v sobě skrývá tajemství horké koróny, která uniká ze Slunce a utváří sluneční vítr.

K úplnému zatmění Slunce dojde 8. dubna 2024 a viditelné bude především v USA, Mexiku, Kanadě a také ve střední části Tichého oceánu. V USA budou do pásu totality spadat státy Texas, Oklahoma, Arkansas, Missouri, Illinois, Indiana, Ohio a New York, včetně Niagarských vodopádů. V Kanadě bude úkaz k vidění u Montrealu a New Brunswicku. Zatmění skončí na Newfoundlandu a poté zmizí, když vstoupí do Atlantiku.

Výzkumný česko-havajský tým zvolil pět pozorovacích míst:

• Torreón, Mexiko (MX), kde bude začátek zatmění v 18:17 UT (světový čas) a zatmění potrvá 4 minuty a 1 sekundu,
• Kerrville Texas (USA), kde bude začátek zatmění v 18:32 UT a zatmění potrvá 4 minuty a 24 sekund,
• Dallas, Texas (USA; zajišťuje spřátelený tým Hvězdárny v Úpici), kde bude začátek zatmění v 18:40 UT a zatmění potrvá 3 minuty a 50 sekund,
• Sims, Arkansas (USA), kde bude začátek zatmění v 18:48 UT a zatmění potrvá 4 minuty a 17 sekund,
• ze Simsu vyrazí také mobilní pozorovací tým, který se před zatměním přesune do lokality s nejlepší předpovědí počasí, mobilní aparaturu jsou výzkumníci schopni na místě sestavit za dvě hodiny,
• poslední pozorovací „místo“ je letadlo NASA WB-57, schopné létat až 24 km nad zemí.

V ČR bude v době zatmění o dvě hodiny více proti světovému času, úkaz se tedy na uvedených místech odehraje mezi osmou a devátou hodinou večerní našeho času.

Účastníků expedice z Česka je letos 12, z toho 9 za Fakultu strojního inženýrství VUT v Brně (mezi nimi 4 studenti).

Získáním dat začíná další náročná etapa, a to zpracování. Zde leží veškerá tíha na profesorovi Miloslavu Druckmüllerovi. Softwary, které vyvíjí od roku 1999, dokáže matematicky přesnými metodami ze získaných dat vytěžit maximum. Díky detailům, které jsou po sesazení desítek až stovek obrazů vidět, mohou astrofyzikové z Havajské univerzity získat nové informace o sluneční koróně. Hrubou představu o tom, co znamená sesazování obrazů, si lze udělat z odhadu letošní expedice: pokud se vydaří počasí a pozorování bude úspěšné, dovezou vědci odhadem 5 TB dat!

Zatmění Slunce je astronomický jev, který nastane, když Měsíc vstoupí mezi Zemi a Slunce, takže jej částečně nebo zcela zakryje. Taková situace může nastat, jen pokud je Měsíc v novu. Průměr Slunce, které je 400krát větší než Měsíce a také 400krát vzdálenější od Země než Měsíc, umožňuje, že se Slunce, Měsíc a Země každých 12 až 18 měsíců nacházejí na jedné přímce. Stín široký asi sto kilometrů i za dne zatemní Zemi, teplota klesne o několik stupňů. Kolem Měsíce zakrývajícího Slunce je vidět záře sluneční koróny, na obloze se objeví hvězdy i některé planety.

Pás totality je pás povrchu Země, ze kterého lze pozorovat úplné zatmění Slunce. Díky velikosti Měsíce a jeho vzdálenosti od Země se může jeho šířka pohybovat od 112 do 270 km. Přesné informace o zatmění pro vybrané místo na Zemi poskytuje interaktivní mapa astronoma Xaviera Jubiera: http://xjubier.free.fr/en/site_pages/solar_eclipses/TSE_2024_GoogleMapFull.html?Lat=30.94165&Lng=-98.40013&Elv=371.0&Zoom=3&LC=1

Pro pozorování volí výzkumníci místa, kde je co největší šance na dobré počasí. I jediný mráček v čase zatmění může zhatit celou expedici. Proto je pozorovacích míst pokud možno vždy více. Přehled o dlouhodobých trendech počasí v daném čase a místě poskytuje například web meteorologa Jay Andersona: https://eclipsophile.com/2024tse/

Bílé světlo vidíme během úplného zatmění na vlastní oči na potemnělé obloze. Jde o fotony odražené od volných elektronů, které se pohybují podél siločar magnetického pole Slunce, které je vlastně obřím magnetem. Následující pokus ze základní školy si jistě vybaví každý: vezmeme magnet, položíme na něj papír a na něj nasypeme kovové piliny. Piliny se automaticky seřadí tak, že na papíru vykreslí oblouky, které spojují severní a jižní pól magnetu a tím nám vizualizují magnetické pole. Při zatmění Slunce hrají roli pilin právě elektrony, které jsou díky svému zápornému náboji nuceny kopírovat siločáry magnetického pole naší denní hvězdy.

Poslední úplné zatmění Slunce bylo pozorovatelné 20. dubna 2023 z Austrálie, kde se českým vědcům pozorování velmi zdařilo. Za nebe bez mráčku se modlí i nyní: celý úkaz bude trvat kolem čtyř minut, což je ovšem poměrně „luxusní“ ve srovnání s loňským zatměním, které trvalo pouhých 64 sekund.

Nejbližší úplné zatmění Slunce pozorovatelné v Evropě bude 12. srpna 2026 a půjde jej pozorovat ve Španělsku nebo na nejzápadnějších výběžcích Islandu. Česká republika se dočká až 7. října 2135.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Snímky sluneční koróny Miloslava Druckmüllera
[2] Solar Wind Sherpas