První snímky mocné sluneční erupce třídy X1.3 zachyceny slunečním teleskopem
Záznamové ostrosti snímky sluneční erupce odhalují ultratenké koronální smyčky na Slunci, což přetváří modely erupcí a předpovědi vesmírného počasí.
Slunce, vzdálené 150 milionů kilometrů, se nyní stalo mnohem osobnějším. Astronomové poprvé spatřili některé jeho nejjemnější magnetické vlákna v ostřejších detailech než kdykoli předtím, a tyto drobné rysy by mohly změnit váš pohled na sluneční bouře, které otřásají životem na Zemi.
Zachycení monstruózní erupce v akci
Dne 8. srpna 2024 explodovala mohutná sluneční erupce třídy X1.3. Tyto události patří mezi nejenergičtější, které naše hvězda může vyprodukovat. Jak se erupce uklidnila, sluneční teleskop Daniela K. Inouyeho zaměřil objektiv v pravý moment.
Využitím přístroje laděného na vlnovou délku H-alfa (656,28 nanometrů) tým sledoval fázi útlumu erupce. V tomto červeném spektru světla září dolní atmosféra Slunce a jemné struktury se vyznačují. Co se objevilo nad jasnými pásy erupce, překvapilo vědce.
Viděli stovky tmavých, jemně tenkých oblouků plazmatu, známých jako koronální smyčky, pokrývající jasnou oblast erupce jako vlákna inkoustu nad ohněm. Tyto smyčky sledovaly zkroucené magnetické pole Slunce s jemností, kterou si vědci dříve jen domýšleli.
Vidění nejmenších smyček vůbec
Koronální smyčky nejsou nové pro sluneční fyziku. Vystrkují se nad aktivními oblastmi celý čas. Novinkou je však jejich velikost.
Tým odděleně prozkoumal nejostřejší snímky z teleskopu a změřil šířky smyček. Průměrně měly asi 48,2 kilometru na šířku, přičemž některé byly tenké až 21 kilometrů. To je méně než mnohé velké města na Zemi a zcela pod úrovní, jakou dříve dokázaly rozlišení teleskopy.
Odborníci z Inouyeho přístroje dokáží rozlišit detaily až do přibližně 24 kilometrů. To je více než dvakrát ostřejší než u druhého nejlepšího slunečního zařízení. V této observaci pracovalo přímo na této hranici. “Znát teorii teleskopu je jedna věc,” řekl spoluautor a vědec Národního slunečního observatoře Maria Kazachenko. “Dívat se, jak pracuje na této hranici, je vzrušující.”
Od lesa k jednotlivým stromům v solární koroně
Tým, jehož členy jsou vědci z Národní sluneční observatoře, Laboratoře atmosférické a vesmírné fyziky, Kooperativního institutu pro výzkum v environmetálních vědách a Univerzity v Coloradu, se zaměřil na tenoučké smyčky nad erupčními pásy.
Koronální smyčky převádějí superhorké plazma podél magnetických čar. Když se tato pole kroutí a praskají, napomáhají aktivaci slunečních erupcí a výbuchů, které mohou posílat bouře směrem k Zemi. Až do této chvíle většina modelů považovala tyto smyčky za silnější trubice nebo svazky mnoha nerozlišených vláken.
Snad nejvíce vzrušující myšlenkou tohoto výzkumu je, že nově viděné smyčky by mohly být “elementárními” strukturami. Jinými slovy, mohly by být základními stavebními bloky korony. “Pokud je to pravda, nevěnujeme se pouze svazkům smyček; poprvé se věnujeme jednotlivým smyčkám,” řekl Tamburri. “Je to jako přejít od vidění lesa k vidění každého jednotlivého stromu.”
Náhodný objev v polední záři erupce
Tým se nesnažil specificky najít ultratenké smyčky. Původní plán se soustředil na jiný přístroj, viditelný spektropolarimetr, aby studoval, jak se spektrální čáry v atmosféře Slunce chovají během erupce.
Avšak širokopásmový imager běžel ve stejném čase a tiše shromažďoval svou vlastní sérii snímků. Když badatelé zkontrolovali tyto snímky, uvědomili si, že teleskop zachytil erupci za téměř dokonalých atmosférických podmínek. Tmavé smyčky se objevily jako ostré, vláknité oblouky nad jasnými pásy, mnohem jasněji, než kdokoli očekával.
“Hledali jsme jednu věc a narazili jsme na něco mnohem fascinujícího,” řekla Kazachenko. Nejvýraznější snímky ukazují kompaktní trojúhelníkový eruptivní pás poblíž středu zorného pole a zakřivený obloukový pás poblíž vrcholu, vše vyryté jemnými tmavými prameny, které sledují magnetické pole nad ním. I pro běžného diváka vypadá scéna ohromně složitě.
Jak ultratenké smyčky ovlivňují život blízko Země
Erupce pozorovaná 8. srpna nebyla jen spektakulární podívanou. Erupce a bouře, které je následují, mohou narušit satelity, rádiovou komunikaci a elektrické sítě. Pro lidi, kteří spoléhají na GPS, internetové připojení a stabilní elektřinu, je vesmírné počasí již dávno konkrétní hrozbou.
Tím, že rozlišujeme nejmenší koronální smyčky, posuvají tento výzkum modely erupcí do nové dimenze. Pokud vědci znají skutečnou šířku, tvar a uspořádání magnetických vláken, které přenášejí energii, mohou vybudovat realističtější simulace a testovat, jak erupce rostou a slábnou. Tyto modely přispívají k předpovědím vesmírného počasí, které pomáhají chránit infrastrukturu na zemi i na oběžné dráze.
Tento výzkum také ukazuje hodnotu školení nové generace odborníků. Tamburri je součástí Inouyeho slunečního teleskopického ambasador programu, který podporuje doktorandy, když se učí, jak zpracovávat a interpretovat složitá data z teleskopu. Jejich dovednosti se rozšíří na univerzity a výzkumná centra, čímž se usnadní komunitě využívat těchto mocných pozorování.
