Zvětšit obrázek

Sondy SOHO a STEREO na oběžné dráze kolem Slunce. Kredit: NASA

Před téměř 14 lety začala z oběžné dráhy kolem Slunce, z Lagrangeova bodu L1 (jedno z míst, kde se vyrovnává gravitace soustavy Země - Měsíc s gravitací Slunce) zkoumat povrch naší hvězdy tuctem různých přístrojů sonda SOHO. Je vskutku úžasná. Původní projekt ji předpovídal životnost dva roky. Letos, po 7 krát delší době se s ní počítá minimálně do konce roku 2012. SOHO, pár měsíců po zahájení své činnosti, v červenci 1996, i ze vzdálenosti téměř 150 miliónů kilometrů zpozorovala, jak se z epicentra jedné z velkých erupcí po povrchu Slunce rozbíhají viditelné vlny. Tvořily rychle se rozšiřující symetrické kružnice, podobné vlnění, jež vyvolá kamínek vhozený do klidného jezera. Za ta léta byl podobný jev pozorován několikrát. A nejen sondou SOHO.

Od konce roku 2006 vidíme Slunce stereoskopicky díky dvěma identickým sondám STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) z dílen NASA. Nacházejí se spolu se Zemí na oběžné dráze kolem Slunce, jedna vzhledem k směru oběhu před a druhá za naší planetou. Protože jeden rok na první trvá jen 347 a druhé 387 dnů, postupně se od nás i sebe navzájem vzdalují. Před dvěma a půl lety, 19. května 2007, se těmto dvojčatům podařilo zachytit obrovskou erupci, při které se v průběhu zlomku vteřiny uvolnilo dvou miliardkrát více energie, než je její celosvětová spotřeba. V zápětí se z místa tohoto dramatu rozběhly po povrchu velké kruhové vlny šířící se tak rychle, že během půl hodiny dosáhly okraj viditelné části slunečního disku. Díky snímání slunečního povrchu v různých spektrálních oblastech, odhalují sondy STEREO i to, co ve viditelném světle zůstává utajeno. A tak se pomocí záběrů, pořízených v extrémním (hlubokém) ultrafialovém záření s vlnovou délkou kolem 17 nm podařilo „vidět“ jak se vlní i jinak neviditelná sluneční koróna, která je mnohem řidší (1×10⁻¹² kg/m³), než spodnější chromosféra (5×10⁻⁶ kg/m³) a pod ní se nacházející fotosféra (2×10⁻⁴ kg/m³), představující okem viditelný povrch Slunce. Pozorování však přinesla překvapující výsledky – ve všech sledovaných vrstvách se vlnění šířilo stejně rychle.

Štěstí přeje připraveným. A to sondy STEREO nepochybně jsou. Letos v únoru se na ně štěstí usmálo, když na Slunci došlo ve sluneční skvrně s označením 11012 k erupci spojené s výtryskem koronální hmoty (coronal mass ejection - CME) a vzniku obrovských vln šířících se od epicentra. Jedna ze sond byla právě nad ním a druhá ho viděla zboku, pod úhlem 90 stupňů, tedy všechno se jí promítalo na okraji slunečního kotouče. Ideální konstelace pro získání unikátních snímků. Ty jednoznačně potvrdily, že jde o gigantické sluneční tsunami a ne jenom o oko matoucí stíny způsobené mrakem plazmatu, jak si někteří astronomové dlouho mysleli. 
 

Zvětšit obrázek

Poprvé se sluneční tsunami podařilo zachytit družici SOHO v červenci 1996. Kredit: SOHO (ESA & NASA)

 

Vlny vysoké 100 tisíc kilometrů?

Obávané vlny tsunami, na Zemi způsobené seizmickými událostmi (zemětřesením, sesuvem, výbuchem sopky), se řítí oceánem rychlostí asi 800 km za hodinu a u pobřeží se zvedají do výšky, která se měří v metrech, nebo v desítkách metrů. I tak pro nás přestavují gigantický jev s katastrofálními následky. Vlny, které po únorové sluneční erupci nasnímala dvojčata STEREO, jsou pro nás nepředstavitelné. Podle zprávy NASA se zvedly do výšky 100 tisíc kilometrů, šířily se rychlostí 250 kilometrů za sekundu (!) a přenášely energii 2 400 megatun TNT. I když je astronomové nazývají slunečními tsunami, na ty pozemské se až tak nepodobají. Na Zemi se energie tsunami šíří přes celý vodní sloupec, proto v dostatečně hlubokém oceánu se na hladině téměř neprojeví a do mnohametrových vln se zvednou, až je začne stoupající dno u pobřeží zpomalovat. Na Slunci se již od epicentra šíří vlny s gigantickou amplitudou. Nepochybně by bylo zajímavé sledovat jejich interference na odvrácené sluneční straně.

Z fyzikálního hlediska se sluneční a pozemské tsunami liší i jinak. Ty „naše“ přenášejí jenom kinetickou energii, ty sluneční i energii magnetickou. Při slunečních erupcích se jí uvolní obrovské množství, protože spouštěcím impulzem je rekombinace magnetických siločar. Na Zemi je „přenosovým“ mediem elektricky neutrální, v podstatě nestlačitelná voda, přes kterou se nemohou šířit příčné vlny, jenom vlny podélné. Na Slunci jde o žhavé, ionizované plazma, tedy stlačitelný plyn tvořený energetickými, elektricky nabitými ionty. Vnější magnetická pole pohyb plazmatu nejen ovlivňují, ale i obráceně, pohybem vodivého plazmatu v magnetických polích se generují pole další. Solární tsunami patří proto mezi vlny, které fyzici označují jako rychlé magnetohydrodynamické. Jejich výzkumem se zabývá oblast fyziky s nestravitelným názvem magnetohydrodynamika - nauka o chování vodivé tekutiny (kapaliny nebo plazmatu) v magnetickém poli.

ANIMACE:

Kliknutím na obrázek se spustí dvě souběžné animace sestavené ze snímků sond STEREO A a B. Jde o záznam sluneční erupce z únoru letošního roku, která vyvolala gigantické vlny – sluneční tsunami. Jak čelo vlny plazma stlačuje, jeho teplota stoupá (světlejší oblasti vlny). A naopak, jak vlna ustupuje, plazma řídne a jeho teplota klesá (tmavé oblasti).  Kredit: NASA/STEREO

Další video s animací na této stránce.

Zdroje: ScienceDaily , Science NASA , stránky NASA, Wikipédia