Sluneční magnetické pole je primární hnací silou slunečních bouří

30. 10. 2024 Iveta Mauci 5 min read 364 Zobrazení GPS, koróna, slunce, Sluneční bouře, sluneční erupce, Sluneční magnetické pole, Země

Astronomie Nové Vesmír Země

Tento snímek sluneční koróny obsahuje barevné překrytí záření vysoce ionizovaných čar železa a bílého světla pořízené při zatmění v roce 2008. Červená barva označuje čáru železa Fe XI 789,2 nm, modrá barva čáru železa Fe XIII 1074,7 nm a zelená barva čáru železa Fe XIV 530,3 nm. Jedná se o první takovou mapu 2-D rozložení koronální elektronové teploty a nábojového stavu iontů.

Sluneční magnetické pole je primární hnací silou slunečních bouří

Naše schopnost porozumět tomu, jak magnetické pole vytváří svou energii a vybuchuje, byla omezená obtížným pozorováním ve sluneční koróně. Horní atmosféře Slunce.

Třetí dimenze magnetického pole orientovaná z pohledu diváka podél linie, je zvláště důležitá pro pochopení toho, jak je koróna napájená energií vedoucí k následné sluneční erupci.

„Vstupujeme do nové éry výzkumu sluneční fyziky, kde můžeme běžně měřit koronální magnetické pole,“ řekl Yang.

Autoři studie objevili změny v magnetickém poli sluneční korony, které uchovává energii. Ta se může uvolnit k ohřevu plazmy a je podle vědců hlavním pohonem slunečních erupcí.

Když pozorovali otáčení Slunce, zajímali se také, jak se aktivní oblasti související se slunečními skvrnami objevují na povrchu Země.

Měření magnetismu pomocí standardních polarimetrických metod vyžaduje velké a drahé vybavení. A i tak bylo schopné studovat pouze malé segmenty koróny.

Kombinované použití koronální seismologie a pozorování UCoMP umožnilo vědcům vytvořit konzistentní a komplexní pohledy na magnetické pole globální koróny. Pohled přes celé Slunce, který člověk vidí pouze během zatmění.

Vědci prováděli měření globálního koronálního magnetického pole Slunce téměř denně. Je to oblast, která v minulosti nebyla nikdy pozorovaná pravidelně. Výsledná pozorování poskytují cenné poznatky o procesech, které řídí intenzivní sluneční bouře. Ty, které ovlivňují základní technologie a tím i životy a pracovní procesy zde na Zemi.

Nástroj pro měření slunečných erupcí

Vědci byli schopni měřit magnetické pole na povrchu Slunce, známém jako fotosféra. Obtížné ale bylo měřit mnohem slabší koronální magnetické pole. To omezovalo hlubší pochopení trojrozměrné struktury a vývoje magnetického pole koróny, kde se sbíhají sluneční bouře.

K hloubkovému měření trojrozměrných koronálních magnetických polí jsou zapotřebí velké teleskopy, jako je Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST) společnosti NSF. S aperturou o průměru 4 metry je DKIST největším slunečním dalekohledem na světě. Nedávno prokázal svou průlomovou schopnost provádět detailní pozorování koronálního magnetického pole.

DKIST však není schopen zmapovat Slunce najednou. Menší přístroj UCoMP je ve skutečnosti vhodnější k tomu, aby vědcům poskytoval globální snímky koronálního magnetického pole, i když v nižším rozlišení a ve dvourozměrné projekci. Pozorování z obou zdrojů tak vysoce doplňují holistický pohled na koronální magnetické pole.

UCoMP je primárně koronograf, přístroj, který používá disk k blokování světla ze Slunce, podobně jako při zatmění, což usnadňuje pozorování koróny. Kombinuje také Stokesův polarimetr, který zobrazuje další spektrální informace, jako je intenzita koronální čáry a Dopplerova rychlost. I když má UCoMP mnohem menší aperturu (20 cm), je schopen pořídit širší pohled, což umožňuje studovat celé Slunce po většinu dní.

Vědci použili metodu zvanou koronální seismologie ke sledování magnetohydrodynamických (MHD) příčných vln v datech UCoMP. Vlny MHD jim poskytly informace, které umožnily vytvořit dvourozměrnou mapu síly a směru koronálního magnetického pole.

Globální koronální magnetické pole. Ilustrace globálního koronálního magnetického pole při rotaci Slunce. Pozadím je sluneční koróna pozorovaná v extrémním ultrafialovém vlnovém pásmu, na jehož vrcholu se překrývají mapy globálního koronálního magnetického pole naměřené v různém čase. — ***Globální koronální magnetické pole***. Ilustrace globálního koronálního magnetického pole při rotaci Slunce. Pozadím je sluneční koróna pozorovaná v extrémním ultrafialovém vlnovém pásmu, na jehož vrcholu se překrývají mapy globálního koronálního magnetického pole naměřené v různém čase.

Dokončení obrazu slunečních erupcí

Pozorování také přinesla první měření koronálního magnetického pole v polárních oblastech. Sluneční póly nikdy nebyly pozorované přímo, protože křivka Slunce v blízkosti pólů je udržuje těsně za naším pohledem ze Země. I když vědci neviděli póly přímo, i tak byli schopni poprvé provést měření magnetismu, který z nich vyzařoval.

To bylo částečně způsobené zlepšenou kvalitou dat poskytovanou UCoMP a tím, že Slunce bylo blízko slunečního maxima. Typicky slabé emise z polární oblasti byly mnohem silnější, což usnadňuje získání výsledků koronálního magnetického pole v polárních oblastech.

Nakonec bude zapotřebí kombinace velkého dalekohledu a globálního zorného pole k měření všech trojrozměrných zkroucení za jevy, jako jsou sluneční erupce. To je motivace pro observatoř Observatoř koronálního slunečního magnetismu (COSMO), 1,5 metru průměr slunečního refrakčního dalekohledu, který prochází finální designovou studií.

„Vzhledem k tomu, že koronální magnetismus je síla, která vysílá hmotu ze Slunce letící přes sluneční soustavu, musíme ji pozorovat ve 3D a všude najednou, v celé globální koróně,“ řekla Sarah Gibson, vedoucí vývoje COSMO a NSF NCAR.

Zdroj: Sience, EurekAlert, Mauna Loa Solar Observatory

Iveta Mauci

localhost/wp

Nadýchaná sluneční koróna v detailech sondy ESA (video)

10. 5. 2024 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 0 komentářů 3 min read 432 Zobrazení déšť, detaily, erupce, ESA, ESA Solar Orbiter, koróna, mech, slunce, spikuke

Nové Vesmír Video

Sonda ESA Solar Orbiter natočila přechod ze spodní části sluneční atmosféry do mnohem žhavější vnější koróny. Vlasům podobné struktury jsou tvořeny nabitým plynem (plazmou), který sleduje magnetické siločáry vycházející z nitra Slunce. Nejjasnější oblasti mají teplotu kolem jednoho milionu stupňů Celsia, zatímco chladnější materiál vypadá tmavě, protože pohlcuje záření.

Solar Orbiter je nejsložitější vědecká laboratoř, která kdy byla vyslána ke Slunci. Přestože naše životodárná hvězda byla po staletí předmětem vědeckého zájmu, její chování stále představuje pro vědce hádanku. Solar Orbiter pořídí snímky Slunce z blíže než kterákoli kosmická loď dříve a poprvé se podívá do jeho nezmapovaných polárních oblastí. Spojením pozorování ze šesti přístrojů pro dálkový průzkum Solar Orbiter a čtyř sad přístrojů in situ vědci doufají, že naleznou odpovědi na některé zásadní otázky: Co pohání 11letý cyklus stoupající a klesající magnetické aktivity Slunce? Co ohřívá horní vrstvu jeho atmosféry, korónu, na miliony stupňů Celsia? Co pohání generování slunečního větru? Co urychluje sluneční vítr na rychlost stovek kilometrů za sekundu? A jak to všechno ovlivňuje naši planetu?

Sonda v datech

Datum spuštění: únor 2020
Dokončené milníky: První obrázky zveřejněné v červenci 2020
Začátek rutinních vědeckých operací: listopad 2021
Hlavní body mise: Vůbec nejbližší snímky Slunce, vůbec první detailní snímky polárních oblastí Slunce, které měří složení slunečního větru a spojují jej s oblastí jeho původu na povrchu Slunce
Nejbližší vzdálenost ke Slunci: 42 milionů kilometrů

Tato nadpozemská, neustále se měnící krajina je tím, jak Slunce vypadá zblízka. Video použito s laskavým svolením agentury ESA.

Toto video bylo zaznamenáno 27. září 2023 přístrojem EUI (Extreme Ultraviolet Imager) na sondě Solar Orbiter. V té době se sonda nacházela zhruba ve třetině vzdálenosti Země od Slunce a 7. října mířila k nejbližšímu přiblížení na vzdálenost 43 milionů km.

Ve stejný den, kdy bylo pořízeno toto video, se sonda NASA Parker Solar Probe přiblížila na pouhých 7,26 milionu km od slunečního povrchu. Spíše než přímé snímání Slunce měří Parker částice a magnetické pole ve sluneční koróně a ve slunečním větru. To byla ideální příležitost pro spolupráci obou misí, kdy přístroje dálkového průzkumu Slunce pod vedením ESA Solar Orbiter pozorovaly zdrojovou oblast slunečního větru, který následně proudil kolem sondy Parker Solar Probe.

Poznejte mech, spikule, erupce a déšť

Levý dolní roh: Zajímavým prvkem viditelným na tomto filmu je jasný plyn, který vytváří jemné krajkové vzory na Slunci. Tento jev se nazývá koronální „mech“. Obvykle se objevuje kolem základny velkých koronálních smyček, které jsou příliš horké nebo příliš slabé na to, aby byly při zvoleném nastavení přístroje vidět.

Na slunečním obzoru: Z chromosféry Slunce vystupují do výše jehlice plynu, tzv. spikule. Mohou dosahovat výšky až 10 000 km.

Střed kolem 0:22: Malá erupce ve středu zorného pole, při níž je chladnější materiál vynášen vzhůru a poté většinou padá zpět dolů. Nenechte se zmást slovem „malá“: tato erupce je větší než Země!

Vlevo uprostřed kolem 0:30: „Chladný“ koronální déšť (pravděpodobně méně než 10 000 °C) vypadá tmavě na jasném pozadí velkých koronálních smyček (kolem milionu stupňů). Déšť je tvořen shluky plazmatu o vyšší hustotě, které vlivem gravitace padají zpět ke Slunci.

Článek byl upraven z tiskové zprávy Evropské vesmírné agentury (ESA).

Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert