Text níže vyšel v červnu 2024 a je nyní republikován v rámci přehledu Rok ve vědě 2024.

TLDR: Sluneční skvrny a sluneční erupce by mohly být generovány pohyby hmoty ve vnějších částech Slunce. Může to napomoci lépe předpovídat vesmírné počasí. Studie tuna.

Byť je Slunko nejjasnějším objektem na denní obloze, v mnoha ohledech stále zůstává překvapivě neznámé! Věda má dnes již dobrou představu o složení naší nejbližší hvězdy – vzhledem k tomu, že na Slunci ale jen tak nepřistaneme (ani v noci!), blbě se ověřují. Přitom – jak připomněla i nedávná polární záře nad Českem – Slunce má i v průmyslovém věku zásadní vliv na naše životy!

Snad jsme však s novou studií o fous blíže poznání solární tajů toho, kde se rodí procesy, díky nimž vznikají sluneční skvrny a erupce – tedy, kde se rodí sluneční magnetické pole…

Mělké pole

Když se půjdeme ke kořenům, slavné sluneční skvrny či erupce jsou vlastně jenom projevem proměn solárního magnetického pole – a to, stejně jako u Země, vzniká dynamem ve formě pohybu obřího množství hmoty kdesi uvnitř tělesa. Dosud se předpokládalo, že sluneční dynamo dynamuje kdesi hluboko uvnitř hvězdy…

Jednou ze základních myšlenek, jak spustit dynamo, je totiž potřeba oblasti, kde se pohybuje velké množství plazmatu kolem jiného plazmatu. Právě tento pohyb přeměňuje kinetickou energii na magnetickou. Studie MIT však zjistila, že sluneční aktivita může být utvářena mnohem mělčím procesem – dynamo Slunce by se mohlo nacházet ve vnějších vrstvách atmosféry!

Vědátoři pro svůj výzkum sesmolili přesný model slunečního povrchu, který simuloval poruchy nebo změny v proudění plazmatu (ionizovaného plynu) v horních 5 až 10 procentech Slunce. Jejich simulace přitom využila poznatky helioseizmiky – tedy oboru, který využívá pozorované vibrace na povrchu Slunce k určení průměrné struktury a proudění plazmy nacházejícího se pod povrchem.

To nám umožňuje přibližné nahlédnutí do niterných pochodu Sluníčka podobně jako v případě seizmiky pozemské! K čemu ale vědátoři došli?

Sedící simulace

Simulované proudy v horních 5 až 10 procentech Slunce přitom stačily k vytvoření realistických vzorců magnetického pole s podobnými vlastnostmi, jaké na skutečném Slunci pozorují astronomové. Když naproti tomu stejný model simuloval proudy hlouběji v nitru Slunce, výsledkem byla méně reálná kopie aktivity skutečného Slunce. U ní byly například sluneční skvrny rozmístěny především v polárních oblastech, což zkrátka u skvrn na skutečném Slunci nevidíme…

To je samože „jen” simulace, ale vzniklá na základě reálných pozorování! Co více, vzniklý model by mohl být potvrzen či vyvrácen v budoucnu – pokud je totiž sluneční dynamo blíže povrchu, mohli bychom snáze předpovídat jeho chování. A tak i předpovídat budoucí silnější erupce a geomagnetické bouře!

Práce totiž vyhmátla i vzory, které odpovídají umístění a časovému rozmezí slunečních skvrn, které astronomové pozorovali již od Galilea v roce 1612. Dnes přitom víme, že Slunce žije v cca jedenáctiletém cyklu své aktivity – určitý rytmus tedy jeho fungování rozhodně má.

Pokud by se simulace věrně přiblížily tomu, co na Slunci pozorujeme, mohlo by to obohatit řadu jiných oborů o nové poznatky, díky nimž bychom – podobně jako u seizmiky na Zemi – mohli jednou říct „hele, tenhle sluneční ekvivalent sopky se chvěje stále častěji, asi s pravděpodobností XY procent dojde v dohledné době na jeho erupci, připravte si své Faradayovy klece”…

Kontroverzní kontroverze

Sami vědátoři připouštějí, že jejich závěry mohou být kontroverzní, protože dosavadní konsensus zněl: “Sluneční dynamo vzniklá hlouběji”. A faktem je, že pokud nevzniká hlouběji, objevuje se nová otázka – totiž proč vlastně dynamo nevzniká podobně jako v případě Země hlouběji. Ale to už je na jinou úvahu.

Zajímavým bonbónkem studie nicméně je, že autoři pro svůj model mělkého dynama využili znalostí docela jiných astronomických objektů s magnetickými poli – akrečních disků černých děr! To jsou masivní disky plynu a hvězdného prachu, které rotují směrem k černé díře. I tyto jsou poháněny „magnetorotační nestabilitou”, která vytváří turbulenci v proudu a způsobuje jeho pád dovnitř.

Pokud se vnější části sluneční atmosféry chovají vlastně podobně jako akreční disky, bylo by to sympatické připomenutí, že ta žlutá (fskutečnosti bílá) věc na obloze není zas tak odlišné zvíře od monstrózních vysavačů vesmíru! Stejně jako nikdy nepřistaneme na Slunci, nestane se totéž ani v případě černodíry – přesto, či spíše právě proto, je ale podstatnější vnější šmírování & simulování těchto kosmických kolosů, alespoň chceme-li bezpečně poznat jejich záhady a taje, a jejich vliv na naše životy!

[Ladislav Loukota, JRN]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]