Na Slunci se prohodí magnetické póly. Vědci se to dozví, až bude po všem

aktualizováno 
Slunce projde pravidelnou změnou polarizace. Fenomén, který nastane v období největší sluneční aktivity, by mohl mít vliv na činnost satelitních a komunikačních systémů. A protože Slunce je složitá koule plazmatu, změna bude probíhat dost komplikovaně a postupně.

Erupce z 23. ledna 2012 v záběru Solar Dynamics Observatory. Vychází ze skvrny v pravém horním kvadrantu. Snímek zachycuje Slunce ve spektru rentgenového záření. | foto: NASA

"Změna se odrazí v celé Sluneční soustavě," tvrdí solární fyzik Todd Hoeksema ze Stanfordovy univerzity, který je zároveň ředitelem Wilcox Solar Observatory. To je jedno z mála vědeckých pracovišť na světě, kde od roku 1976 monitorují magnetické pole naší nejbližší hvězdy. Podobné inverze zaznamenali tamní vědci v minulosti již tři.

Podle dalšího solárního fyzika Phila Scherrera jde o běžnou součást slunečního cyklu. "Polární magnetická pole zeslábnou, vynulují se a pak se znovu vynoří s opačnou polaritou," vysvětluje fyzik.

Proč to dělá?

Změny magnetického pole mají původ ve vnitřku Slunce, v jeho konvektivní zóně, kde magnetické pole vzniká. Všechny detaily jevu ovšem vědci dosud neznají. Říkají, že jim stále chybí spolehlivý fyzikálně-matematický model, který by děje na Slunci popisoval.

Fyzikové mají modely, které jsou založené na jejich odhadech dějů v nitru Slunce, ale ty jsou zatím nepřesné. Musí se "dolaďovat" pomocí dodatečných proměnných. "Potřebují i údaje, které obrazně řečeno víceméně padají z nebe - tím myslím historické údaje z předchozích slunečních cyklů," říká Michal Švanda.

Víme, že k přepólování Slunce dochází pravidelně v období slunečního maxima, tedy v době, kdy procesy na naší hvězdě nabývají na maximální intenzitě. A to je právě nyní. Ale nevíme, kdy k němu dojde přesně. Dokážeme jen změřit, že už proběhlo, a nedokážeme ho předpovědět ani bezprostředně. K přepólování by mělo dojít během následujících zhruba tří měsíců.

Během překlopení magnetických pólů se výrazně zvlní takzvaná proudová vrstva, což je rozlehlá plocha táhnoucí se ven ze slunečního rovníku, v níž rotující magnetické pole Slunce indukuje elektrický proud. Jde o velmi slabý proud, o hustotě pouhých 10-10 ampéru na metr čtvereční (ano, jen 0,0000000001 Amp/m² ), ale rozměry to vynahradí. Proudová vrstva je 10 tisíc kilometrů tlustá a miliardy kilometrů široká! Kolem ní se pak elektricky organizuje celá heliosféra.

Žádné drama nehrozí

I když tedy máme téměř naprostou jistotu, že k přepólování dojde, co přesně se bude dít, to fyzikové nemohou popsat do detailu. I když se přepólování Slunce projeví měřitelně v celé sluneční soustavě, pro nás to žádná velká změna nebude.

Slunce je sice během přepólování velmi zjednodušeně řečeno aktivnější a změny v magnetickém poli vedou k tomu, že Zemi mohou spíše zasáhnout výrony sluneční hmoty (tj. magnetické "bouře"), které mohou ohrozit funkci satelitů na oběžné dráze, případně je přímo poškodit a zasáhnout některé rozvodné sítě na povrchu Země. Ale sluneční aktivita je během tohoto maxima tak nízká, že by se nic dramatického z našeho hlediska dít nemělo.

Dramaticky vyhlížející výron hmoty do korony ukazuje, jak gigantické jevy to...

Dramaticky vyhlížející výron hmoty do korony z archívů NASA ukazuje, jak gigantické jevy jsou. Samozřejmě hmota v oblaku je velmi řídká. Z našeho lidského hlediska se v podstatě jedná o vakuum.

V jistém ohledu bychom měli být v ještě větším bezpečí než obvykle. Proudová vrstva Slunce při své činnosti vytváří také štít proti kosmickému záření. Ale znovu jde o tak slabý efekt, že z praktického hlediska to žádný dopad nemá.

Jižní pól zaostává

Změna magnetické polarity na Slunci probíhá poněkud nezvykle. Data z observatoře Wilcox ukazují, že změny na obou slunečních hemisférách nejsou úplně synchronizované. Na severním pólu už ke změně orientace došlo, zatímco jižní pól rychle dohání zpoždění. Brzy se však oba póly obrátí a nastane druhá polovina slunečního maxima.

Jak je to možné? "Je třeba se oprostit od představy Slunce jako jednoho obrovského tyčového magnetu," říká český fyzik Michal Švanda. Protože jde spíše soustavu mnoha menších malých "magnetů". Sluneční magnetické pole skutečně je mnohem složitější, a v principu by podle fyziků mohly mít oba póly naší hvězdy stejnou polaritu. Ve skutečnosti to tak nebude, říkají naše dosavadní znalosti. Jen musíme počítat s tím, že překvapení nejsou zcela vyloučena.

Slunce pro náročnější

Současný stav bádání o Slunci podrobněji přibližuje Michal Švanda z Astronomického ústavu AV ČR.

Co víme o příčinách změny magnetického pole Slunce? Máme pořádný matematický model, co se na Slunci během nich děje?

To je a není pravda. Jsme si celkem jisti, že hlavní změny polarity magnetických polí a další jevy s tím související máme slušně - všimněte si, že nepíšu slovo správně - podchyceny s pomocí magnetohydrodynamických modelů.

Některé tyto modely produkují správně základní rysy cyklu sluneční aktivity – není to jen přepólování, ale třeba i stěhování slunečních skvrn v průběhu cyklu a další věci. Obsahují ale relativně dost volných parametrů, jejichž hodnoty nelze určit přímo z teorie. Jejich funkční závislosti se obvykle nějak přibližují a hodnoty se "kalibrují" na již proběhlé cykly sluneční aktivity, víceméně padají z nebe, chcete-li.

A jak si modely celkem vedou?

Dobře nastavené podobné modely by měly mít slušné předpovědní schopnosti. Bohužel současné maximum ukázalo, že prediktivní schopnosti i těch nejlepších modelů jsou mizerné. Podle nich to měl být nejsilnější cyklus od 60. let, místo toho je slaboučký.

Dalším slabým místem je, že současné popisy slunečního dynama, jak se tomu odborně říká, mohou postupně dospět do stavu dlouhého minima, ze kterého už se neprobudí. A to Slunce zjevně umí.

Dnes už slavná předpověď počtu slunečních skvrn (a tedy intenzity slunečního...

Dnes už slavná předpověď počtu slunečních skvrn (a tedy intenzity slunečního cyklu) z roku 2006. Odborníci z NASA se tehdy domnívali, že dnes probíhající sluneční cyklus (číslo 24) bude jeden z těch silnějších. Skutečnost je však jiná. Cyklus je naopak slabý a skvrn je výrazně méně, než bývá obvyklé. Navíc nejvyšší aktivity Slunce dosáhlo o mnoho měsíců dříve.

Ještě větším problémem jsou prý dlouhodobé předpovědi intenzity magnetického pole Slunce.

Tomu skutečně nerozumíme, to je pravda. Některé práce poukazují na vymírající sluneční aktivitu, a vzali tedy měření za posledních pár desítek let. Daty prostě proložili přímku, přičemž usoudili, že někdy kolem roku 2015 klesne průměrná hodnota fotosférického magnetického pole pod hodnotu, která je dnes považována za kritickou pro mechanismus takzvaného konvektivního kolapsu, kterým se domníváme, že vznikají skvrny.

Je-li pole slabší, rozptýlené pole nezkolabuje a nevytvoří skvrnu. Je-li silnější, zkolabuje a skvrnu vytvoří. Opakované analýzy jednak vyjádřily pochybnost o použitých pozorovacích datech a pak komplexnější pohled ukázal, že může jít o artefakt metody, že se zdá, že ubývá velkých skvrn, ale přibývá menších. Celkové magnetické pole tedy plus mínus zůstává ve studovaném intervalu stejné, avšak průměrná hodnota přirozeně klesá. Ale stále jde o předmět aktivního výzkumu.

Čím jsou nepřesnosti dané?

Je to kombinace toho, že nemáme dost silné počítače a i ty lepší dnešní modely jsou příliš zjednodušené, nezahrnují některé jevy, které v plazmatu probíhají. Je k dispozici velké množství modelů vycházejících z naprosto odlišných fyzikálních přístupů - vlnové, kinematické, poruchové - a všechny se chlubí stejnou úspěšností. To poukazuje na zásadní problém v pochopení reality.

Může se to v dohledné změnit?

Může, pokud dohlédnete dostatečně daleko. Existují realistické odhady, že pokud bychom chtěli popsat podrobně sluneční dynamo, tak za předpokladu platnosti Moorova zákona budeme mít dostatečně výkonnou výpočetní techniku k dispozici za pouhých 130 let.

A můžeme se vůbec spolehnout na to, že dojde k přepólování Slunce?

Ten odhad je relativně spolehlivý. Datum maxima cyklu, při němž dochází k přepólování, se za poslední tři roky příliš nemění, výkyvy jsou plus mínus pár měsíců. Budeme to však vědět až zpětně, že ke změně nastalo, nelze sledovat měření a on-line říci "tak teď, to je ono".

50. výročí přistání na Měsící

Americký kosmický let Apollo 11 splnil svoji misi 20. července 1969. Na povrch Měsíce jako první člověk vstoupil velitel posádky Neil Armstrong. Doprovázel jej Edwin "Buzz" Aldrin, zatímco Michael Collins zůstal na palubě vesmírné lodi.

Téma Apollo 11 v článcích Technet.cz:
O čem si povídali kosmonauti Apolla 11. Poslechněte si tisíce hodin „ticha“
Co kdyby Apollo 11 zůstalo na Měsíci? Pohřbili by je přes rádio zaživa
Vlajky na Měsíci stále stojí. Podívejte se na důkaz ze sondy LRO

Nejčtenější

Chyběl necelý metr. Parašutisté nekopali v kryptě obležené nacisty marně

Radarový průzkum krypty v únoru 2019

Po 77 letech od atentátu na Heydricha se podařilo prokázat existenci průchozí stoky před kostelem sv. Cyrila a Metoděje...

Zelené peklo Normandie. Problém odhalených spodků vyřešil seržant Culin

Digitálně kolorovaná dobová fotografie lehkého tanku M5 Stuart s improvizovanou...

Během detailního plánovaní vylodění v Normandii a prvních fází následného postupu do nitra Francie se zapomnělo na...

Některé nejlevnější notebooky nedoporučí ani výrobce. Vyzkoušeli jsme je

Test nejlevnějších notebooků

Na rčení „nejsem tak bohatý, abych kupoval levné věci“ zákazníci často zapomínají. Otestovali jsme proto šest levných...

Podařilo se. Sledujte, jak vědci přesouvají ostatky knihovníka do relikviáře

Podle jasně čitelného letopočtu na papírku se vzkazem od dělníků, kteří...

Skupina historiků a dalších odborníků v přímém přenosu vyzvedává schránu s ostatky králova knihovníka Jindřicha...

Odstartovala nejsilnější raketa světa. Nese desítky satelitů a plachetnici

SpaceX poslala do vesmíru Falcon Heavy 25.6.2019 v 8:30 našeho času. Na palubě...

V úterý 25. června ráno v 8:30 našeho času znovu odstartovala nejsilnější raketa současnosti, Falcon Heavy. Vynesla...

Další z rubriky

Po Číně Rusko? Další vědec chce provádět dědičné úpravy DNA u dětí

Enzym CRISPR (zeleně a červeně) se připojuje k dvojité šroubovici DNA (fialová...

Ruský vědec Denis Rebrikov údajně připravuje experiment, v jehož rámci by došlo k dědičnému přepisu DNA nenarozených...

Postavte si dělo na vatové tyčinky. Je to zábava a něco se naučíte

Jedním z makerů, který bude na Maker Faire Prague 2019 vystavovat je Matěj...

Cílem není získat stroj roznášející hrůzu a smrt, ale pobavit se při výrobě funkčního kanónu na vatové tyčinky. A taky...

INTERAKTIVNĚ: Z malé účasti těží ANO, z vysoké Piráti? Najděte souvislosti

Prozkoumejte statistiky okresů ČR, najděte souvislosti a korelace

Výsledky voleb do Evropského parlamentu lze analyzovat z různých pohledů. Připravili jsme pro vás nástroj, s jehož...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz