Související stránky k článku Výzkumy v ASU AV ČR (179): Epizodický závan slunečního větru z koronálního ztmavnutí po erupci filamentu
Odborníci z oboru sluneční fyziky pod vedením Jaroslava Dudíka z ASU studovali zajímavou erupci, která proběhla 31. srpna 2021. Autorský tým si všímal zejména pozic noh obřího filamentu, které zřejmě podlehly přepojení. Práce v detailech popisuje průběh tohoto jevu, jehož důsledkem bylo nejen sluneční vzplanutí, ale také vznik proudění plazmatu z vyšší do nižší atmosféry podél arkády erupčních smyček.
Jakým způsobem a mezi jakými škálami se v turbulentním proudění přelévá energie? To bylo cílem studie vedené Petrem Hellingerem z ASU ve spolupráci s kolegy ze zahraničí. Práce studuje některé zásadní problémy nastávající v turbulenci tekutin.
Tým autorů vedený Jurajem Lörinčíkem z ASU zevrubně studoval velmi známou a fotogenickou erupci filamentu. Autoři se soustředili především na měřené rychlosti magnetických struktur během rekonexe magnetického pole a celkovou změnu charakteru trojrozměrného magnetického pole během erupce. Hned ve dvou recenzovaných článcích poukazují na nedostatečnost učebnicových vývojových modelů slunečních vzplanutí.
Vnitřní část Sluneční soustavy je vyplněna neustálým proudem částic pocházejících ze Slunce, tzv. slunečním větrem. Byť byly základy teorie slunečního větru položeny v šedesátých letech minulého století, dodnes je tento jev opředen mnoha tajemstvími. Omezená dostupnost pozorování neumožňuje v tuto chvíli plně vysvětlit komplexitu proudění plazmatu od Slunce, ke slovu tedy přicházejí numerické simulace. Petr Hellinger z ASU ve své práci představuje výsledky zaměřené na studium turbulence a nestabilit ve slunečním větru.
Měření parametrů slunečního větru, prováděná in-situ kosmickými družicemi, ukazují izolované i zřetězené struktury plazmatu v tlakové rovnováze. Mnohé z těchto struktur mohou být vytvářeny tzv. zrcadlovou nestabilitou ve směsi částic s teplotní anizotropií. Petr Hellinger z ASU se spolu s kolegy ze zahraničí této situaci věnoval s pomocí hybridní numerické simulace.
Voda je zásadní pro život na Zemi a někteří odborníci tvrdí, že bychom měli vypít denně alespoň dva litry jako součást zdravého životního stylu. Avšak na druhou stranu – odkud se veškerá voda vzala? Teče z místních řek, přehrad a vodonosných vrstev. Avšak kde má voda svůj původ? V geologických obdobích pronikly živé organismy prostřednictvím vodních cyklů do atmosféry, řek, oceánů, hornin pod našima nohama a dokonce i skrz hluboké vrstvy naší planety. Ale co bylo předtím? Odkud se vzala voda na Zemi především? Vědci dlouho hledali odpovědi na tyto otázky.
Spektrum meteoru je často jediným zdrojem informací o složení tělesa, které vstupuje do zemské atmosféry. Chemické složení je pak z pozorovaného záření odvozováno na základě fyzikálního modelu. Práce, kterou vedla Adriana Pisarčíková z ASU, proto využívá laboratorní „umělé meteory“ a podrobný model přenosu záření, aby posoudila, jak moc je používaná metodika interpretace spekter meteorů úspěšná v popisu původního materiálu. Výsledky ukazují, že při odpařování se jednotlivé prvky neuvolňují rovnoměrně: těkavý sodík a draslík se do plazmové stopy dostávají velmi snadno, zatímco hořčík je oproti železu výrazně potlačen a žáruvzdorné prvky, jako je hliník, vápník nebo titan, se za daných laboratorních podmínek prakticky neuvolňují.
Silné sluneční erupce mohou elektricky nabít oblasti na Phobosu na stovky voltů a současně vytvořit komplexní elektrické prostředí, které by mohlo ovlivnit citlivou elektroniku budoucích automatických průzkumníků. Vyplývá to z nové studie vypracované NASA. Tato studie rovněž zvažovala elektrický náboj, který se může vytvořit v době, kdy se astronauti budou přepravovat po povrchu měsíce Phobos při případných pilovaných výpravách.
Opakované výbuchy novy nezanechávají v okolí hvězdy jen jednotlivé rozpínající se obálky. Při každé další erupci narazí právě vyvržená hmota do pozůstatků předchozích výbuchů a vytváří nové rázové vlny, které plyn zahřívají na miliony stupňů. Trojrozměrné počítačové simulace nyní ukázaly, jak se takový složitý systém vyvíjí během více než jednoho století a jak se jeho historie otiskuje do rentgenového záření.
Jako sluneční vítr souhrnně označujeme neustálý proud částic od Slunce do nitra Sluneční soustavy. Jeho popis i matematické modelování procesů v něm probíhajících je jádrem výzkumu skupiny Heliosféry a kosmického počasí Slunečního oddělení ASU. Ve své poslední práci se věnovali modelování turbulence plazmatu na mikroskopických škálách a popisují energetickou kaskádu transformující energii přítomnou na největších škálách do energie jednotlivých částic.
Sluneční skvrny nejsou jednolité oblasti silného magnetického pole. Jejich tmavá jádra mohou přetínat světlé pásy, takzvané světelné mosty, v nichž se znovu prosazuje konvekce běžná v oblastech bez magnetického pole. Nová pozorování pěti takových mostů ukazují, jak přesně síla a orientace magnetického pole řídí velikost, jas a rychlost pohybů plazmatu v těchto strukturách. Současně upřesňuje podmínky pro výskyt velkých granulí, které jsou ve světelných mostech relativně vzácné.
Akreční disky kolem černých děr bývají nejčastěji studovány s využitím modelu, podle nějž se turbulentní transport momentu hybnosti řídí zjednodušeným předpokladem konstantní viskozity. Tento empirický zákon má svůj původ v úvahách ze 70. let minulého století a na jeho základě bylo analyzováno mnoho zajímavých systémů. Autoři představované práce, mezi nimi i Jiří Horák z Oddělení galaxií ASU, analýzou několika nezávislých relativistických magnetohydrodynamických simulací odhalují překvapivě univerzální průběh tohoto transportu, avšak opouštějí představu stálé viskozity. Představují a testují jednoduchý vztah, který tento průběh popisuje a který by mohl zpřesnit modely záření akrečních disků a pomoci lépe interpretovat pozorování černých děr.
Astronomové poprvé objevili horkou vodní páru v okolí horkého veleobra typu B[e]. Objev ukazuje, že prostředí těchto extrémně horkých hvězd může být chemicky mnohem složitější, než se dosud předpokládalo. Díky velmi přesným infračerveným spektroskopickým měřením se podařilo nejen identifikovat molekuly vody, ale také zpřesnit představy o struktuře plynového disku, vývojového stádia hvězdy i její možné dvojhvězdné povaze. Michaela Kraus ze Stelárního oddělení ASU byla u toho.
Rádiové záření je jedním ze základních diagnostických nástrojů popisujících dění v aktivních procesech na Slunci, zejména erupcích. Některé typy záblesků jsou běžné, jiné se objevují jen zřídka, a to je činí zajímavými. Takzvané pomalu kladně driftující sluneční rádiové záblesky patří mezi ty exotické, jejichž původ dosud nebyl spolehlivě vysvětlen. Mezinárodní tým vědců poprvé vytvořil model, který propojuje skutečná pozorování Slunce s detailními numerickými simulacemi od globální struktury magnetického pole až po mikroskopické děje v plazmatu a pracovníci ASU byli u toho. Výsledky ukazují, že tyto rádiové záblesky pravděpodobně vznikají působením elektronových svazků šířících se podél magnetických smyček ve sluneční koróně.
Jak vlastně vznikají hvězdokupy a proč se některé oblaky plynu promění jen v několik procent hvězd, zatímco jiné dokážou přetavit většinu své hmoty do hvězdné populace? Nová studie především českých astronomů z Oddělení galaxií ASU ukazuje, že jedním z klíčových faktorů může být chemické složení mezihvězdného plynu. Pomocí rozsáhlého souboru numerických modelů autoři zjistili, že v prostředích chudých na těžší prvky může hvězdotvorba probíhat déle, být účinnější a vést ke vzniku mimořádně hmotných hvězdokup. Výsledky mohou pomoci vysvětlit vznik kulových hvězdokup v raném vesmíru i nová pozorování z kosmického dalekohledu JWST.
Planety obíhající kolem pulsarů patří k nejpodivnějším světům, které astronomové znají. Jak mohou vzniknout u objektů, jež prošly katastrofickou explozí supernovy? Nová studie ukazuje, že jednou z možností je gravitační „krádež“ planet z cizích hvězdných soustav. Přestože takové zachycené planety zpočátku obíhají po chaotických drahách, numerické simulace naznačují, že některé systémy se mohou během miliard let překvapivě uklidnit a stát se dlouhodobě stabilními. Diplomovou práci s tímto tématem vypracoval Matyáš Fuksa z MFF UK pod vedením Václava Pavlíka a Vladimíra Karase z ASU a Stevena Shorea z Univerzity v Pise.
Zelené hrášky a borůvkové galaxie patří k nejextrémnějším galaxiím v dnešním vesmíru. Jsou malé, kompaktní a překotně vytvářejí nové hvězdy. Nová studie vedená astronomy z ASU ukazuje, že tyto objekty žijí převážně v osamělých oblastech kosmu, daleko od hustých galaktických seskupení. Výsledek naznačuje, že jejich mimořádná hvězdotvorba není obvykle spouštěna srážkami galaxií, ale spíše přísunem dosud nezpracovaného plynu.
Meteory obvykle vnímáme jako jednotlivé světelné stopy na obloze. Víme, že v některých fázích roku jich je více, přičemž tyto tzv. meteorické roje jsou reprezentovány tělísky, která mají společný původ v jednom mateřském tělese. Ve výjimečných případech se však zdá, že meteory někdy přicházejí ve „shlucích“ – skupinách fragmentů jednoho tělesa, které se rozpadlo krátce před vstupem do atmosféry. Analýza těchto vzácných jevů umožňuje nahlédnout do procesů rozpadu meteoroidů v blízkosti Země a odhaluje, jaké fyzikální mechanismy za nimi stojí.
Mnoho hvězd na obloze a mění jas téměř dokonale sinusově. V mnoha případech je však obtížné až nemožné určit, který z mnoha jevů je příčinou těchto ukázkově pravidelných změn. Nová studie, která je výsledkem magisterského projektu Emy Šipkové pod vedením Marka Skarky z ASU, ukazuje, že za těmito zdánlivě jednoduchými změnami se často skrývá překvapivě složitý příběh, v němž hrají hlavní roli dvojhvězdy, hvězdné skvrny i pulzace.
Erupce slunečních filamentů jsou považovány za základ výronů hmoty do koróny, známých jako CME, které mohou ovlivňovat i kosmické počasí v okolí Země. Tyto erupce však ne vždy skončí úspěšným výronem hmoty do meziplanetárního prostoru. Nová studie ukazuje, že za „neúspěšnými erupcemi“ filamentů stojí jemná rovnováha mezi magnetickými silami a gravitací – a že jejich následné kmitání může být klíčem k pochopení dynamiky sluneční koróny.
