Kosmický přístroj poskytl další kousek do mozaiky poznání sluneční koróny

24.02.2013

Viditelný povrch Slunce (fotosféra) má teplotu kolem 5 500 °C. Když od této vrstvy pokračujeme přes vyšší vrstvy směrem nahoru, dostáváme se do řídké vrstvy sluneční atmosféry, která je velmi horká, složená z ionizovaného plynu (plazmy) a nazýváme ji koróna. Koronu zná důvěrně každý, které mohl pozorovat úplné zatmění Slunce, jako slabě svítící bílou záři kolem zakrytého Slunce.

Ale jak může být sluneční atmosféra teplejší, když se vzdalujeme od slunečního povrchu? Tuto záhadu řeší sluneční astronomové několik desetiletí. Suborbitální raketový let, který se konal v červenci 2012 a poskytl další kousek poznání do naší mozaiky

Speciální přístroj Hi-C (High-resolution Coronal Imager), poskytl další informace o jednom z mechanismů, který je odpovědný za ohřev koróny až na teploty téměř 4 milióny °C. Zmíněný složitý proces je znám jako magnetická rekonexe.

„Toto je poprvé, kdy jsme získali snímky s dosstatečným rozlišením, abychom mohli přímo pozorovat magnetickou rekonexi“ vysvětluje astronom Leon Golub (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). „Můžeme pozorovat 5krát lepší detaily v koróně než v jakémkoliv jiném přístroji“.

„Náš tým vyvinul mimořádný přístroj schopný přinášet snímky sluneční atmosféry v dosud nevídaném rozlišení. Díky úrovni aktivity, jsme byli schopni se jasně zaměřit na aktivní skvrny, díky čemuž jsme získali pozoruhodné snímky“ říká heliofyzik Jonathan Cirtain (Marshall Space Flight Center).

Magnetické copy a smyčky

Sluneční aktivity včetně slunečních erupcí a výronů plazmy, je poháněna magnetickými poli. Pro většinu lidí důvěrně známé v podobě tyčového magnetu, který urovná kovové piliny do úhledných křivek táhnoucích se od jednoho konce (pólu) magnetu k druhému. Na Slunci je to však mnohem složitější.

Sluneční povrch se podobá souboru tisíce kilometrů dlouhých magnetů rozptýlených kolem po vynoření z podpovrchových vrstev Slunce. Magnetická pole se vynoří z jedné skvrny a smyčkou míří do skvrny jiné. Plazma pohybující se podél těchto polí jich zviditelňuje jako zářící vlákna.

Snímky z Hi-C ukazují složitě protkaná magnetická pole, která jsou propletená obdobně jako vlasy. Když se tyto copy uvolní a narovnají, uvolňují energii. Hi-C to prokázal na jednom případě během svého letu. Přístroj také detekoval oblast, kde se magnetické pole křížilo ve tvaru písmene „X“, pak se napřímil v důsledku rekonexe polí. O pár minut později tento bod vzplanul v podobě miniaturní sluneční erupce.

Hi-C ukázal, že Slunce je dynamické, s neustále zprohýbanými, zkroucenými a kolidujícími magnetickými poli produkujícími energetická vzplanutí. Tato vzplanutí ve spojení s dalšími procesy dodávek energie do korony, nahřívají tuto vrstvu v případě vysoké aktivity Slunce téměř až k 4 miliónům °C.

Výběr cílů

Palubní dalekohled Hi-C poskytoval rozlišení okolo 0,2 obloukové sekundy – což představuje schopnost rozlišit deseticentovou minci na vzdálenost kolem 16 km. To astronomům dovoluje dostat se na detaily o velikosti kolem 160 km (pro porovnání, průměr Slunce činí necelých 1 400 000 km).

Hi-C snímá Slunce v ultrafialové oblasti na vlnové délce 19,3 nm (tedy 25krát kratší než je vlnová délka viditelného světla). Toto záření je blokováno zemskou atmosférou, proto astronomové musí své přístroje dostat nad ní. Suborbitální let Hi-C dovolil sbírat data jen kolem 5 minut před tím, než se začal vracet k Zemi.

Jelikož Hi-C umožňuje pozorování pouze vybrané části Slunce, musel tým vědců volit velmi pečlivě. Slunce mění díky své aktivitě svůj vzhled velmi rychle (v řádu hodin), museli vybrat svůj cíl pro pozorování na poslední chvíli, na den startu. Vybraná oblast slibovala alespoň částečnou aktivitu.

„Sledovali jsme jednu z největších a nejvíce komplexních aktivních oblastí, které jsme kdy na Slunci viděli,“ říká Golub. „Věřili jsme, že opravdu můžeme pozorovat něco opravdu nového, a nebyli jsme zklamáni“.

Další kroky

Golub uvedl, že budou pokračovat v detailnější analýze dat z Hi-C. Vědci hledají oblasti, kde se objevují jiné procesy uvolňování energie.

Vědci věří, že v budoucnu bude vypuštěna družice, která bude moci nepřetržitě pozorovat Slunce se stejně vysokým rozlišením. „Během 5 minut jsme se naučili mnohému. Představte si, kolik bychom se toho mohli naučit, kdybychom mohli tímto dalekohledem pozorovat Slunce celý den,“ dodává Golub.

Tento výzkum bude publikován v časospise Nature v práci jejímiž spoluautory jsou Cirtain, Golub, A. Winebarger (Marshall), B. De Pontieu (Lockheed Martin), K. Kobayashi (University of Alabama -- Huntsville), R. Moore (Marshall), R. Walsh (University of Central Lancashire), K. Korreck, M. Weber and P. McCauley (CfA), A. Title (Lockheed Martin), S. Kuzin (Lebedev Physical Institute) a C. DeForest (Southwest Research Institute).

Zdroj: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Publikováno v originále: 23. 01. 2013

Odkaz na původní článek.

Zpracoval Libor Lenža