Tajemství vzniku slunečních skvrn

neděle 27. prosinec 2009 16:30

Jak známo, sluneční skvrny objevil v roce 1612 Galielo Galilei, který se také jako první zabýval jejich systematickým pozorováním. Církevním kruhům se takové zjištění nelíbilo se zřetelem na převládající dogma o "neposkvrněné dokonalosti nebes" a Galileův zapřisáhlý oponent Christoph Scheiner prohlásil, že jde o stíny planet, zastiňujících Slunce. Ale Galileova pozorování prokázala, že skvrny se nejen posouvají, ale současně vznikají a zanikají, poukázal také na jejich nepravidelný tvar a na skutečnost, že se podél Slunce nepohybují rovnoměrně v důsledku zakřivení slunečního povrchu. To Galilea přivedlo k revolučnímu prohlášení: skvrny jsou útvary na Slunci, tvořeném obrovskou žhavou koulí, která se zvolna otáčí a pohybují se spolu s ní!

Animace pohybu skvrn vytvořená ze záznamu původních Galileových pozorování

Míra aktivity Slunce se dá snadno měřit počítáním skupin skvrn - to astronomové zabývající se pozorováním Slunce (tzv. heliologové) víceméně systematicky dělají už od roku 1749. Historie plochy slunečních skvrn v závislosti na čase a výšce nad slunečním rovníkem je na grafu níže - podle rozložení ve tvaru motýlích křídel se mu také říká "motýlkový graf". Je z něj dobře vidět, že se hustota slunečních skvrn pravidelně mění v jedenáctiletém cyklu, při kterém se těžiště výskytu skvrn přesouvá z jižní polokoule Slunce na severní. V té době se magnetické pole Slunce přepólovává, což je spojeno se zvýšenou četností slunečních bouří a geomagnetických poruch, které se projevují např. jako polární záře. V letech 1645 - 1715 nebyly pozorovány skoro žádné skvrny (cca 50 oproti normálním cca 50.000) - toto období se nazývá malá doba ledová, protože se v jejím průběhu zemské klima výrazně ochladilo. Naopak v 60. letech 20. století nastalo největší známé maximum ve sledované historii a mohlo se tak stát důvodem k nástupu globálního oteplování.

Motýlkový graf sluneční aktivity za posledních 200 let

Dnes se heliologové domnívají, že analýzou sonogramů slunečních vln sledovaných pomocí Dopplerova jevu konečně nalezli příčinu slunečního cyklu v oblasti nestability asi 7.000 km pod povrchem Slunce, kde se radiační přenos energie díky vzrůstajícímu poměru povrchu k objemu postupně mění v konvektivní. Tento prostor vymetá od pólu k pólu s cyklem cca 11 let jakási oscilace nebo proud - asi jako když necháme proudit vodu z volně položené zahradní hadice, která se pohybuje a tím způsobuje, že se magnetické pole Slunce každých jedenáct let přepóluje.

Schéma Slunce a šíření zvukových vln v jeho nitru Schéma cirkulace plasmy pod slunečním povrchem

Příčina tohoto jevu není dosud s jistotou potvrzena, ale podle méhu názoru může být způsobena tím, že plasma uvnitř Slunce podléhá globální cirkulaci, kterou překlápí každých jedenáct let změny v těžišti sluneční soustavy. Zde se uplatňuje především oběh planety Jupiter, ale když se sečte vliv ostatních planet, může být jedenáctiletý cyklus narušen, jak k tomu došlo právě v minulých letech. V této souvislosti stojí za zmínku, že nikoliv náhodou astrologové vyvozovali ze zákrytového uspořádání (tzv. konjunkce) planet všelijaké průšvihy: klimatické změny a neúrodu, změny psychiky lidí a v důsledku toho epidemie a války o zdroje. Pokud by se tato hypotéza potvrdila, dokázalo by to jak racionální základ mytologické astrologie, tak dobré pozorovací schopnosti našich předků.

Schéma cirkulace plasmy pod sluneční skvrnou Zrychlená animace pohybu plasmy ve sluneční skvrně

Sluneční skvrny tvoří gigantický vír sluneční plasmy, vířící těsně pod povrchem, dokud se zde nerozplyne jako vír na hladině vody. Analogie skvrn s vodní hladinou jde ještě dále - podobně jako na vodní hladině i na povrchu Slunce se sluneční skvrny často vyskytují v párech (tzv. Falacovy solitony) s obrácenou polaritou magnetického pole, takže uzavírají póly magnetu. Z animací výše vidíme, že zatímco povrch skvrny je relativně tmavý, protože cirkulace plasmy v ní brání přísunu horké plasmy z nitra Slunce, pod sluneční skvrnou se hromadí stlačené a horké plasma. Jelikož se tím současně naruší magnetické pole, které proudy nabité plasmy udržuje při povrchu, je zánik slunečních skvrn doprovázen prudkými výrony nashromážděné horké plasmy nad povrch Slunce (tzv. slunečními protuberancemi) a akustickými vlnami, které se šíří v kruzích po povrchu Slunce jako vlny na vodní hladině rychlostí 250 km/sec (tzv. sluneční tsunami) a nesou přitom energii až 2,4 gigatun TNT.

Falacovy solitony tvořené dvojicí propojených vírů na hladině vody Opačná magnetická polarita sousedících skvrn

Částice plasmy se přitom pohybují rychlostí až 500 km/sec a mohou tak v několika dnech dosáhnout na povrch Země, v jejíž atmosféře vyvolávají rozsáhlé geomagnetické poruchy označované jako sluneční bouře. Indukované proudy poškozují telegrafní sítě a energetické přenosové soustavy a zvyšují frekvenci poruch elektronických přístrojů. Nabité částice plasmy narušují ionosféru a vyvolávají polární záře. Pokud dosáhnou k zemskému povrchu, působí zde jako částice smogu a srážejí kapky vodní páry a sněhu ze vzduchu a tím mohou přispívat k vysušování klimatu (atmosférická voda se vyprší v pásu poblíž pobřeží, kde způsobují povodně a záplavy, zatímco vnitřek kontinentu trpí suchem). Role aktivity Slunce v globálním oteplování je však prozatím nejistá, protože vodní pára je skleníkový plyn a tvorba mraků současně zvyšuje odrazivost planety jako celku - takže urychlená kondenzace vodních par může stejně dobře přispívat ke globálnímu oteplování, jako působit proti němu.

Magnetometrický záznam sluneční protuberance a povrchové vlny 

Creative Commons License
Blog, jehož autorem je Milan Petřík, podléhá licenci Creative Commons Uveďte autora-Neužívejte dílo komerčně-Zachovejte licenci 3.0 Česko.

Milan Petřík

VlastaSluneční cyklus21:4210.8.2010 21:42:22
emklasika18:1011.7.2010 18:10:18
PetrikCyklus sluneční aktivity je 10,1 roku16:4128.12.2009 16:41:46
Jan ZapletalRe: Korelace...08:4728.12.2009 8:47:55
PepeRe: Re: zajímavé08:4328.12.2009 8:43:57
PetrikRe: Príliš rýchla plazma.02:5828.12.2009 2:58:06
Ivan KyjakPríliš rýchla plazma.01:0828.12.2009 1:08:13
PetrikRe: zajímavé22:0927.12.2009 22:09:44
PepeRe: zajímavé18:5627.12.2009 18:56:32
Jan Zapletalzajímavé17:4327.12.2009 17:43:32

Počet příspěvků: 11, poslední 10.8.2010 21:42:22 Zobrazuji posledních 11 příspěvků.

Milan Petřík

Milan Petřík

Aktuality a postřehy ze světa vědy

Astronomie, fyzika

REPUTACE AUTORA:
0,00

Seznam rubrik