logo ČAS

Česká astronomická společnost

Registrace k odběru novinek
Domů ČAS Články Akce Obloha Download Rady Media Kontakt

Snímek dne
Jupiter ultrafialově z Hubbla
ČAM Leden 2015
Česká astrofotografie měsíce
Kometa C/2014 Q2 Lovejoy
Peter Aniol, Miloslav Druckmüller
Kometa C/2014 Q2 Lovejoy Foto: Peter Aniol, Miloslav Druckmüller
Slunce a Měsíc
Slunce fáze Měsíce
Na obloze
Výzkumy v AsÚ AV ČR (25): Urychlování elektronových svazků ve slunečních erupcích 2014.12.29 10:00

Snímek sluneční erupce pořízený v měkké rentgenové oblasti. Tato erupce se zažehla v září 2005 a byla fotografována americkou družicí TRACE. Patrné jsou poerupční smyčky, podél nichž se šíří svazky elektronů a při svém brždění vydávají rentgenové záření Foto: NASA/LMSALSluneční erupce jsou jedním z nejvýraznějších projevů sluneční aktivity. Jejich výzkumu je věnováno značné úsilí, neboť jevy v nich probíhající i s nimi spojené ovlivňují široký meziplanetární prostor a dopadají i na život člověka, především na technologická zařízení umístěná na Zemi i na oběžné dráze. Fyzikálně realistický popis jevů probíhajících při erupci je tedy prvním krokem pro plné pochopení těchto jevů. Michal Varady z AsÚ a jeho kolegové se zabývali jedním z nesouladů mezi předpověďmi současného modelu erupcí s pozorováními.

Standardní model sluneční erupce vychází z toho, že vysoko ve sluneční koróně dojde k přepojení (rekonexi) magnetického pole, které se do těchto výšek vypíná ve formě smyček z fotosféry. Co přesně rekonexi zahajuje a za jakých podmínek k ní dochází je stále předmětem vědeckého výzkumu. Při rekonexi se uvolní energie nahromaděná v napnutých siločarách magnetického pole, dochází k prudkému ohřevu plazmatu v těsném okolí rekonexního bodu na mnoho milionů stupňů. Uvolněná energie magnetického pole však neslouží pouze k ohřevu, ale také ke vzniku rychlých částic (elektronů i protonů) šířících se ve formě svazků jednak do meziplanetárního prostoru a jednak do nižších vrstev sluneční atmosféry.

Elektronové svazky se šíří podél siločar magnetických smyček a sráží se s plazmatem sluneční atmosféry, čímž se účinně brzdí a vyzařují přebytečnou energii na rentgenových vlnových délkách. Paty magnetických smyček jsou proto zdrojem intenzivního rentgenového záření, což svědčí o velmi intenzivních srážkách urychlených částic s částicemi chromosférického plazmatu. Probíhá tzv. impulsní fáze erupce, následovaná fází vyhasínání, při níž se sluneční atmosféra vrací do rovnovážného stavu. Během impulsní fáze přenášejí svazky částic urychlených vysoko v koróně energii dolů do chromosféry, kde vyvolávají intenzivní záření třeba v čarách vodíku. V některých případech se dokonce pozorují tzv. bílé erupce, projevující se bílým zjasněním fotosféry, které podle nejnovějších pozorování svědčí o přítomnosti svazků částic ve velmi hluboké chromosféře, kam podle standardního modelu nemohou proniknout.

Popsaný model sluneční erupce elegantně vysvětluje většinu pozorovaných jevů. S rostoucí dokonalostí pozorovacího materiálu jsou však odhalovány některé slabiny. Pomineme-li vznik bílých erupcí, jejichž otázka je v odborné literatuře v poslední době otevírána stále častěji, je slabinou i pozorované rentgenové záření. Aby bylo možné vysvětlit pozorovanou intenzitu záření v rentgenové oblasti spektra, musel by do srážkové oblasti mířit velmi vysoký tok elektronů. Potřebné vysoké toky by však musely vést ke vzniku silných zpětných elektrických proudů, které by měly tendenci celý proces zeslabit. V rozporu s pozorováním je i očekávaná tloušťka oblasti, v níž vzniká rentgenové záření, již bylo možné odhadnout z moderních pozorování.

Kromě zcela alternativních modelů erupce by situaci bylo možné napravit, kdyby k urychlení elektronových svazků nedošlo pouze v rekonexním bodě a jeho těsném okolí. Tedy pokud by docházelo k jejich dodatečnému urychlování během šíření do nižších vrstev atmosféry. Za urychlování by mohla být odpovědná podélná elektrická pole, a to ať již elektrická pole vznikající náhodně v proudové kaskádě související s probíhající rekonexí, nebo statická elektrická pole původem v zakroucení magnetického pole v erupční smyčce. Tuto situaci vyšetřovali Michal Varady a jeho kolegové prostřednictvím detailního počítačového modelu. Ten v sobě zahrnuje jednak řešení pohybu elektronů v magnetických a elektrických polích, ale také model kolizního vzniku rentgenového záření.

Výsledky práce prokazují, že druhotné urychlování má velký vliv na množství energie uložené elektronovým svazkem v různých vrstvách atmosféry. Započtení dodatečného urychlení umožňuje snížit požadavek na počet elektronů transportovaných z koróny do nižších vrstev na realistické hodnoty při zachování intenzity rentgenového záření. Hloubka v atmosféře, v níž je uloženo nejvíce energie, se v přítomnosti dodatečných elektrických polí snižuje, pro extrémní avšak stále myslitelná elektrická pole až na asi 600 km. Tato hodnota je blízká výšce vzniku bílých erupcí získané z pozorování. Navíc, započtení statického elektrické pole vyvolává výraznou asymetrii v obou patách magnetické smyčky, kterou by mělo být možné ověřit z pozorování. Mělo by tedy být poměrně snadné pozměněný model sluneční erupce ověřit.

Reference: Varady, M. a kol., Modifications of thick-target model: re-acceleration of electron beams by static and stochastic electric fields, Astronomy & Astrophysics 563 (2014) A51, ArXiv:1401.3329

Kontakt: RNDr. Michal Varady, Ph.D., varady@asu.cas.cz

Převzato z webu Astronomického ústavu AV ČR.

  Švanda Michal   Zobrazeno: 1837x   Tisk
Bolid a meteorit s rodokmenem 9. 12. 2014
Žereme vesmír@Hvězdárna a Planetárium Brno

Slovníček pojmů
Složky a projekty ČAS

Zvířetníkové světlo, Venuše a Mars: To vše je nám nyní dostupné po setmění. Stačí jen jasná průzračná obloha a pokud možno tmavý výhled k západu, protože kvůli světlu z měst prostě toto slabé světlo jen tak neuvidíme. Jasnou Venuši si ale můžeme vychutnat poměrně vysoko na jihozápadě ještě za světla. Kousek nad ní je slabší Mars. Fotil Vilém Heblík na Pardubicku.
02.17 21:22 Astro M. Gembec

Detail jádra komety: Rosetta se prosmýkla jen asi 6 km od jádra komety 67P a pořídila zajímavé detailní záběry. Něco už je k vidění na webu ESA. Zdroj.
02.16 21:06 Astro M. Gembec

Hlubinami vesmíru s Dr. Adélou Kawka: Nově v archivu TV Noe
02.11 12:14 Astro J. Suchánek

Hlubinami vesmíru s Doc. Miloslavem Zejdou, o dvojhvězdách 1. díl: Premiéra v sobotu 7. února ve 20 hod. na TV Noe. Bližší info včetně repríz
02.05 12:40 Nezařazeno M. Gembec

VISTA – pohled skrz Mléčnou dráhu:

Nový infračervený snímek mlhoviny Trifid odhaluje vzdálené proměnné hvězdy.

Zdroj: ESO

02.05 10:35 Astro M. Gembec

Archiv novinek
Astro.cz v cizím jazyce