Znie to šialene, ale na Slnku naozaj prší. Vedci konečne vedia, prečo Slnko „plače“ ohnivými kvapkami
Na Slnku skutočne prší, no nejde o vodu, ale o žeravé kvapky plazmy. Vedci z Havajskej univerzity konečne odhalili, prečo vzniká slnečný dážď a čo to hovorí o našej hviezde.
Na prvý pohľad to znie zvláštne, no na Slnku skutočne prší. Nie voda, ale kvapky žeravej plazmy, ktoré sa po výbuchoch v atmosfére hviezdy vracajú späť na jej povrch. Tento jav sa volá slnečný dážď a astronómovia sa roky snažili pochopiť, ako môže vzniknúť tak rýchlo.
Kým na Zemi je dážď symbolom pokoja, na Slnku znamená extrémnu aktivitu. Počas tzv. slnečných erupcií vystrelí koróna, teda vrchná vrstva Slnka, horúcu plazmu vysoko nad povrch. Časť z nej sa ochladí a spadne späť, ako keby zhora pršali ohnivé kvapky. Problém bol v tom, že staré modely to nedokázali vysvetliť.
Podľa doterajších predstáv by sa takýto dážď mohol vytvoriť len po hodinách alebo dňoch postupného chladenia. Lenže slnečné erupcie trvajú často len niekoľko minút. Niečo teda nesedelo.
Na odpoveď prišli vedci z Havajskej univerzity. Tím viedol astronóm Jeffrey Reep, no kľúčový nápad priniesol jeho doktorand Luke Benavitz, študent prvého ročníka, ktorý sa rozhodol preveriť niečo, čo väčšina kolegov brala ako samozrejmosť.
Jednoduchá chyba v predpokladoch
Väčšina modelov totiž počítala s tým, že zloženie slnečnej koróny je stále rovnaké, že množstvo prvkov, ako je napríklad železo, sa počas erupcií nemení. Benavitz sa začal zamýšľať nad tým, čo ak sa zloženie koróny mení.
Neprehliadni
„Keď sme v modeloch nechali množstvo prvkov kolísať v čase, všetko zrazu zapadlo,“ vysvetľuje Benavitz: „Výpočty konečne ukazovali to isté, čo pozorujeme, že dážď vzniká rýchlo, počas pár minút.“
Tieto zmeny v pomere prvkov sa týkajú javu známeho ako FIP efekt (Fractionation of First Ionization Potential). V praxi opisuje, ako sa prvky s nízkym ionizačným potenciálom, napríklad železo, horčík či kremík, dostávajú do koróny ľahšie než tie s vysokým. Keď sa ich zastúpenie počas erupcie zmení, zmení sa aj spôsob, akým sa koróna ochladzuje a ako sa v nej vytvárajú husté oblaky plazmy.
„Nejde len o železo,“ dodáva Reep: „Zmeny v koróne ovplyvňujú aj iné prvky s nízkym ionizačným potenciálom, ako sú horčík alebo kremík, ktorých pohyby teraz môžeme presnejšie modelovať. Vďaka tomu začíname vidieť, ako sa slnečné prostredie v skutočnosti správa.“
Ich modely vedci porovnávali s reálnymi dátami z observatórií ako NASA Solar Dynamics Observatory (SDO), ktoré sleduje zmeny v slnečnej atmosfére s vysokou časovou presnosťou. SDO dokáže zachytiť aj tie najjemnejšie výkyvy v žiarení koróny, a práve tie potvrdili, že dážď vzniká oveľa rýchlejšie, než sa predpokladalo.
Na prvý pohľad ide o malý krok vo fyzike Slnka, v skutočnosti však môže zmeniť spôsob, akým modelujeme správanie hviezdy.
„Keď sa mení množstvo prvkov, mení sa aj rýchlosť chladenia. Ak sme to doteraz ignorovali, možno sme nesprávne odhadovali, ako Slnko uvoľňuje energiu,“ vysvetľuje Reep.
A keďže procesy v koróne sú priamo spojené s erupciami a slnečnými búrkami, ide o informáciu, ktorá má dosah aj na nás. Lepšie modely môžu pomôcť predvídať vesmírne počasie ako výrony plazmy, ktoré môžu poškodiť satelity, GPS či elektrické siete na Zemi.
Nový pohľad na Slnko
Objav prináša aj širšie otázky. Ak sa chemické zloženie slnečnej atmosféry mení, znamená to, že Slnko nie je stabilný kotol, ale dynamický systém, ktorý sa mení každou erupciou. Tento poznatok môže ovplyvniť aj teóriu tzv. korónového ohrievania. Dlhoročnú záhadu, prečo je vonkajšia vrstva Slnka teplejšia než jeho povrch.
„Možno budeme musieť niektoré modely prepracovať od základu,“ hovorí Reep: „Znie to náročne, ale zároveň je to vzrušujúce. Každý nový detail nás posúva bližšie k pochopeniu, ako Slnko naozaj funguje.“
Slnečný dážď je teda oveľa viac než len zaujímavý úkaz na fotografiách NASA. Je to okno do vnútra hviezdy, ktorá určuje podmienky života na Zemi. A hoci sa táto plazma nedá porovnať s dažďom, ktorý ťa zastihne cestou domov, princíp zostáva rovnaký. Teplo stúpa, ochladí sa a spadne späť. Len s tým rozdielom, že na Slnku nejde o kvapky vody, ale o žeravé kúsky materiálu s teplotou miliónov stupňov.
Nový výskum z Havajskej univerzity tak nenápadne pripomenul, že aj po desaťročiach skúmania zostáva Slnko plné tajomstiev. A niekedy na ich vyriešenie netreba veľký teleskop ani nový satelit. Stačí sa odvážiť spochybniť to, čo ostatní považujú za samozrejmé.
