Prečo je koróna Slnka horúcejšia než jeho povrch? Vedci našli novú stopu v 80-ročnej záhade
Dlhoročnou záhadou ostáva, prečo je solárna koróna, teda vonkajšia atmosféra, horúcejšia ako povrch hviezdy. Vedci pravdepodobne našli príčinu, Kelvinovu-Helmholtzovu nestabilitu, ktorá sa objavuje aj na Zemi.
Slnko ukrýva množstvo procesov, ktoré zostávali pre vedcov dlhé roky neviditeľné. Teraz však nový teleskop umožnil nahliadnuť do detailov, ktoré boli kedysi mimo dosahu techniky. Medzinárodný tím vedcov objavil na povrchu Slnka zvláštne vírivé štruktúry, ktoré môžu pomôcť vysvetliť, ako naša hviezda vytvára a presúva obrovské množstvo energie.
Výskumníci pomocou najvýkonnejšieho slnečného teleskopu sveta, Daniel K. Inouye Solar Telescope na Havaji, prvýkrát jednoznačne zachytili jav nazývaný Kelvinova-Helmholtzova nestabilita. Ide o proces, pri ktorom vznikajú drobné víry podobné malým vodným vírom alebo vlnám na hladine oceánu, informuje National Solar Observatory.
Objav môže priniesť nové poznatky o tom, ako vznikajú slnečné erupcie a ďalšie výbušné javy, ktoré dokážu ovplyvniť aj technológie na Zemi.
Slnko nie je pokojná guľa horúceho plynu
Na prvý pohľad môže Slnko pôsobiť ako obrovská žeravá guľa, no jeho povrch je v skutočnosti neustále v pohybe. Horúca plazma sa premiešava, vytvára prúdy a reaguje s magnetickým poľom. Práve magnetické pole zohráva zásadnú úlohu pri slnečnej aktivite. Keď sa v ňom nahromadí veľké množstvo energie, môže dôjsť k prudkému uvoľneniu v podobe slnečných erupcií alebo výronov koronálnej hmoty.
Tieto udalosti nemajú vplyv iba na samotné Slnko. Silné výbuchy môžu zasiahnuť Zem a narušiť satelity, GPS navigáciu, rádiovú komunikáciu či elektrické siete. Vedci však doteraz presne nevedeli, čo spôsobuje niektoré procesy, ktoré vedú k hromadeniu magnetickej energie. Kelvinova-Helmholtzova nestabilita vzniká vtedy, keď sa dve vrstvy tekutiny alebo plynu pohybujú rozdielnou rýchlosťou. Na hranici medzi nimi vzniknú malé poruchy, ktoré sa postupne zmenia na zvlnené alebo špirálovité útvary.
Neprehliadni
Na Zemi tento jav poznáme napríklad pri vzniku určitých oblakov alebo vodných vĺn. Vedci ho pozorovali aj v atmosférach plynných planét, ako sú Jupiter či Saturn. Na Slnku však jeho existencia dlho zostávala iba teoretickou možnosťou. Až vysoké rozlíšenie teleskopu Inouye umožnilo zachytiť drobné vírivé štruktúry na fotosfére, teda viditeľnom povrchu Slnka.
Vedci si všimli, že sa tieto víry objavujú najmä na hraniciach oblastí so silným magnetickým poľom.
„Objavenie Kelvinovej-Helmholtzovej nestability v slnečnej fotosfére predstavuje významný krok vpred v chápaní dynamiky a vývoja slnečnej plazmy,“ uviedol David Boboltz z Národného slnečného observatória.
Teleskop odhalil detaily, ktoré predtým nebolo možné vidieť
Výskumný tím nekombinoval iba pozorovania zo slnečného teleskopu. Vedci ich porovnali aj s počítačovými simuláciami, ktoré napodobňujú fyzikálne procesy v slnečnej atmosfére. Výsledok priniesol veľmi podobné vzory. V skutočných záberoch aj v simuláciách sa objavili desiatky vírov s podobnými vlastnosťami. Priemerná vzdialenosť medzi jednotlivými štruktúrami dosahovala približne 50 až 65 kilometrov. Podľa vedcov povrchová aktivita Slnka, známa ako granulácia, vytvára podmienky, pri ktorých sa susedné vrstvy plazmy pohybujú rozdielnymi rýchlosťami. Práve to môže spustiť vznik Kelvinovej-Helmholtzovej nestability.
Objavené víry zároveň môžu pomáhať miešať magnetickú a nemagnetickú plazmu. Tento proces môže ovplyvniť spôsob, akým sa magnetické pole rozptyľuje v slnečnej atmosfére.
Jednou z veľkých záhad slnečnej fyziky zostáva otázka, prečo je vonkajšia atmosféra Slnka, teda koróna, oveľa teplejšia než jeho povrch. Teplota koróny dosahuje približne milión stupňov Kelvina, čo vedci stále nedokážu úplne vysvetliť. Nový výskum naznačuje, že Kelvinova-Helmholtzova nestabilita môže patriť medzi procesy, ktoré pomáhajú prenášať energiu smerom do vyšších vrstiev atmosféry.
„Kelvinova-Helmholtzova nestabilita je pravdepodobne jedným z mechanizmov, ktoré prispievajú k zahrievaniu vonkajšej atmosféry Slnka a môžu pomôcť vyriešiť dlhodobú záhadu, prečo majú hviezdy korónu s teplotou miliónov stupňov,“ vysvetlil Thomas Rimmele z Národného slnečného observatória.
Vedci zároveň upozorňujú, že objav nemusí vysvetľovať všetky procesy spojené so slnečnou aktivitou. Slnko funguje ako veľmi zložitý systém, v ktorom sa navzájom ovplyvňuje množstvo javov.
Výskumníci teraz plánujú využiť umelú inteligenciu a automatizované systémy na vyhľadávanie ďalších podobných vírov. Chcú zistiť, koľko energie tieto procesy prenášajú do vyšších vrstiev slnečnej atmosféry a aký veľký vplyv majú na vývoj magnetického poľa. Teleskop Inouye priniesol vedcom možnosť skúmať Slnko v rozlíšení, ktoré predtým nebolo dostupné. Práve drobné procesy na jeho povrchu môžu byť kľúčom k pochopeniu veľkých udalostí, ktoré ovplyvňujú celú slnečnú sústavu.
Nový objav preto predstavuje ďalší krok k lepšiemu pochopeniu našej hviezdy. Hoci vedci ešte stále skúmajú presnú úlohu týchto vírov, získané údaje otvárajú nový pohľad na to, ako sa energia na Slnku pohybuje a uvoľňuje.
