Českí vedci prispeli k pochopeniu slnečných erupcií, ktoré ovplyvňujú aj prístroje na Zemi

13.01.2020 07:05

Slunečné erupcie sprevádzané výronmi koronálnej hmoty (CME) sú príčinou výkyvov v kozmickom počasí a môžu mať vplyv na naše technologické zariadenia. Porozumenie erupciám a CME, najmä ich vývoju od Slnka k Zemi, je preto nevyhnutné.

Autor: nasa.gov

Tím vedcov z Astronomického ústavu Akadémie vied ČR a parížskeho observatória využil kombináciu numerických simulácií a satelitných pozorovaní, ktoré viedli k novým objavom o týchto výronoch. Informovali o tom časopisy Astronomy & Astrophysics a The Astrophysical Journal.

Animáciu vytvorili vedci z Astronomického ústavu Akadémie vied ČR, ktorí prispeli k pochopeniu slnečných erupcií, ktoré ovplyvňujú napríklad aj prístroje na Zemi.

Slnečné erupcie sú najdramatickejšie a tiež najkrajšie prejavy slnečnej magnetickej aktivity. Charakterizuje ich náhle zvýšenie emisií cez celé elektromagnetické spektrum, najmä však v röntgenovej, ultrafialovej a rádiovej oblasti.

Najmä väčšie erupcie potom sprevádzajú spomínané výrony koronálnej hmoty (Coronal Mass Ejections čiže CME). Keď dorazí k Zemi, môže dôjsť k negatívnym vplyvom na technologické zariadenia, ako sú napr. elektrické rozvodné siete, letecká doprava a ďalšie. Porozumenie vývoju erupcií aj jednotlivých procesov počas nich je preto nevyhnutné pre porozumenie vplyvu kozmického počasia na Zem.

Zmeny magnetických prepojení

V jadre CME sa nachádza magnetické tokové lano, čo je skrútený povrazec magnetických indukčných čiar. Pred erupciou toto tokové lano vytvára akýsi oblúk, ktorý prestupuje slnečnou korónou a na oboch koncoch je ukotvený na slnečnom povrchu.

Počas erupcie je magnetické tokové lano vyvrhnuté zo Slnka, pričom jeho expanzia vedie k reorganizácii magnetického poľa sprevádzanej zmenou magnetických prepojení na Slnku. Počas tohto procesu sa uvoľní časť energie magnetického poľa, v dôsledku ktorej potom erupcia žiari.

Vedci z Astronomického ústavu AV ČR a parížskeho observatória zistili, že počas slnečných erupcií nedochádza len ku klasickej rekonexii medzi pármi koronálnych slučiek, ktoré ležia pod erupčným tokovým lanom a majú opačne orientované magnetické polia. Nový objav spočíva v identifikácii rekonexie aj v blízkosti ukotvenia erupčného tokového lana, ktoré sa jej navyše aj samo zúčastňuje.

Tento novo objavený typ rekonexie vedie podľa vedeckého tímu k „podivným zmenám“ magnetických prepojení, o ktorých sa dosiaľ neuvažovalo.

Dochádza k premene uzavretých koronálnych slučiek na novej súčasti tokového lana, zatiaľčo iné, pôvodne skrútené magnetické čiary tokového lana sa menia na horúce, ale neskrútené erupčné slučky, ktoré jasne žiaria v röntgenovej a ultrafialovej oblasti spektra.

Českí a francúzski výskumníci tak vôbec po prvý raz poskytli vysvetlenie, ako vznikajú erupčné slučky na oboch koncoch ich pretiahnutého podlubia. O tých si skôr veci mysleli, že vznikajú ako ostatné erupčné slučky bez účasti lana.

Ako Ikarus

Významným dôsledkom novo objaveného typu rekonexie je to, že magnetické tokové lano je vlastne zvnútra erodované, ale z vonkajšej časti naopak nabaľované z okolitej koróny. Neustále prebiehajúce recyklácie tokového lana tak vedú k nečakanému záveru: ukotvenie tokového lana na slnečnom povrchu musí počas erupcie nechať voľne unášať prúdom.

Tento jav úplne chýba v doterajšom štandardnom modeli slnečných erupcií. „Takže slnečné erupcie sú vlastne ako letiaci Ikarus, ktorý však nikdy nepadá,“ hovorí Jaroslav Dudík zo Slnečného oddelenia Astronomického ústavu AV ČR, „hoci mu perie z vnútornej strany krídel neustále odpadáva, z vonkajšej strany mu nové perie naopak dorastá.“

Dané zistenia majú dôsledky na naše chápanie CME a kozmického počasia. „Vlastne sme zistili, že erupčné tokové lano, ktoré sa ako CME pohybuje medziplanetárnym priestorom, nie je to isté ako to, ktoré erupciu spustilo,“ povedal Guillaume Aulanier z Parížskeho obseervatória. „Musíme preto nájsť nové spôsoby, ako popísať vývoj a recykláciu medziplanetárnych CME, najmä vzhľadom k ich meniacim sa ukotvením,“ dodal.

K lepšiemu vysvetleniu javu zrejme pomôže aj misia sondy Solar Orbiter, ktorú 6. februára vypustí Európska kozmická agentúra (ESA). Na jej palube budú prístroje na priame pozorovanie CME v tesnom okolí sondy, ale aj zariadenia, ktoré budú sledovať zmeny na Slnku.

Objav bol možný len vďaka úzkej spolupráci medzi teóriou a pozorovaniami. Na jednej strane vedci využili trojrozmerný magneticko-hydrodynamický model, ktorý niekoľko rokov vytváral Guillaume Aulanier a jeho kolegovia z parížskeho observatória. Tento model sa zakladá na numerických simuláciách, paralelných výpočtoch získaných pomocou superpočítača MesoPSL na univerzite Paris Sciences & Lettres.

Na druhej strane boli využité nové metódy analýzy satelitných údajov. Týmto analýzam sa venoval tím z Astronomického ústavu AV ČR – Jaroslav Dudík, Alena Zemanová a doktorandský študent Juraj Lörinčík. Zamerali sa na údaje s vysokým priestorovým a časovým rozlíšením, ktoré získava družica Solar Dynamics Observatory (NASA).

Zdroj: Astronomický ústav Akadémie věd ČR

#vesmír #vedci #slnko #erupcie
Sleduj najnovšie články na našom Facebooku