Slunci asi přeskočilo
Na první pohled se Slunce před měsícem a nyní vůbec neliší. Kulaté je pořád,
hřeje také přibližně stále stejně. Ale přesto se na něm cosi důležitého změnilo.
Něco, co je hnacím mechanismem aktivních procesů, něco -- zvané magnetické
pole. Magnetické pole Slunce se totiž přepólovalo.
Nebojte se, nic to pro pozemský život neznamená (alespoň dnes nevíme o vlivu
tohoto jevu na pozemské prostředí), ani nás nečeká žádná katastrofa -- přepólování
není neobvyklé a koná se pravidelně každých jedenáct let. Vědci si představují magnetické pole Slunce
jako dipólové. Zcela jistě si vzpomínáte na fyzikální pokusy již na základní
škole, kdy se na papír vysypou železné piliny a pod papír se vloží tyčovitý
magnet -- piliny se pak zmagnetují a zaujmou vůči myšleným siločárám magnetického
pole magnetu tečný směr, což v praxi znamená, že nám magnetické pole "zobrazí".
Poblíž rovníku jsou krátké a uzavřené, čím blíže k pólům, tím více se siločáry
"natahují". Podobně vypadá nejen magnetické pole Slunce, ale dokonce i Země
samotné a většiny planet ve Sluneční soustavě. Z hodin fyziky si určitě pamatujeme, že
každý magnet má severní a jižní magnetický pól. Nejinak je tomu v případě
Slunce i Země. Který pól je který zjistíme například pomocí střelky kompasu
-- na Zemi míří severní pól střelky kompasu směrem k jižnímu magnetickému
pólu Země, který leží poblíž severního rotačního pólu Země. V praxi to znamená,
že severní pól střelky ukazuje k severu. Na tom není nic divného a připadne
nám to přirozené. Představme si ale, že žijeme na Slunci.
V současné bychom tam zažili stejnou situaci, jako jsme zvyklí ze Země --
severní pól střelky kompasu by ukazoval k severnímu rotačnímu pólu Slunce.
Ale před pár měsíci to bylo úplně jinak. Polarita byla opačná: kompas by
vlastně ukazoval nikoli na sever, ale na jih! Není to zmatek? Aby ale nebylo všemu konec -- tato situace
by se každých jedenáct let změnila. To znamená, že hypotetičtí cestovatelé
bloudící po Slunci by museli dávat pozor, jaká zrovna vládne polarita --
pokud by se řídili jen kompasem, směřovali by jednou na sever, jednou na
jih.V současnosti je tedy severní magnetický pól Slunce u jižního rotačního
a naopak. Tato situace se obrátí opět někdy kolem roku 2012.
Astronomové si všimli, že přepólování Slunce souvisí
s hlavním cyklem jeho aktivity, který je právě jedenáctiletý. Dlouhodobá
pozorování ukazují, že k přepólování dojde vždy kolem vrcholu sluneční aktivity
-- a stanovují se tak začátky a konce slunečních cyklů. Bohužel nikdo zatím přesně neví, proč k přepólování dochází. Velké naděje odborníci vkládají do sondy Ulysses
, která již od roku 1994 obíhá na polární dráze kolem Slunce. Sonda se v
současnosti nachází nad jižním pólem, ale během tří let se dostane nad severní.
Vědci doufají, že měření slunečního větru,
magnetického pole a kosmického záření právě ze sondy Ulysses pomůže ujasnit
teorii přepólování Slunce. (Na obrázku vidíme dráhu sondy Ulysses ve Sluneční
soustavě).
Ale nemysleme si, že k jevu přepólování dochází jen na Slunci. I naší Zemi
tu a tam přeskočí a prohodí si své magnetické póly -- jen se to stává v periodách
od pěti tisíc do padesáti milionů let. Poslední prohození nastalo před asi
740 tisíci lety a nikdo si netroufá ani hádat, kdy k tomu dojde příště. Aby toho nebylo málo, nepozorujeme u Slunce
jen globální magnetické pole, tedy právě to, které vypadá jako obrovský dipól.
Zatímco velikost tohoto magnetického pole je okolo 50 gaussů (0,05 teslů),
vyskytují se ve sluneční fotosféře oblasti s velmi silným lokálním magnetickým
polem o velikostech řádově 1000 gausů (0,1 teslů). Právě v těchto oblastech
se tvoří pak sluneční skvrny. Současná nejuznávanější teorie je asi taková,
že globální magnetické pole může "zamrznout" v plazmatu -- a Slunce je přece
"jen" plazmová koule. Kdybychom vyřízli krychličku takového plazmatu
ze Slunce a dokázali udržet stejné podmínky, měli bychom těleso složené ze
směsi nabitých částic, které by si s sebou odnášelo i magnetické pole.
Dlouhodobá pozorování Slunce ukázala, že fotosféra vykazuje diferenciální
rotaci -- u rovníku rotuje rychleji než u pólů (odpovědná za to je Corriolisova
síla). A protože jsou magnetické siločáry v plazmatu zmrzlé, je jasné, že
rotují rychleji u rovníku než u pólů. Proto se na sluneční kouli jakoby navíjejí
(viz obrázek). Teorie dále říká, že tam, kde dojde k jejich narušení se magnetické
pole vynoří nad fotosféru a vzniká tak silné lokální dipólové magnetické
pole (v tomto okamžiku se nám zase hodí představa přetržené siločáry -- rázem
máme dva póly v magneticky aktivní oblasti). Magnetické pole pak odpuzuje
plazma vyvěrající k povrchu z nitra konvekcí a vlastně jej zpomaluje. Zpomalené
plazma stačí rychleji "vychládat" -- vzniká tak chladnější oblast ve fotosféře
-- sluneční skvrna. Každá magnetická aktivní oblast má tedy dva póly (jeden
je vždy vůdčí a to ten, jehož polarita souhlasí s převládající polaritou
na dané polokouli). Pokud se tedy například na polokouli, kde má převládat
severní polarita objeví skupina skvrn, kde vůdčí skvrna má polaritu jižní
(což se stalo několikrát od minulých prázdnin), můžeme usuzovat na nástup
nového slunečního cyklu. Krásně si můžeme souvislosti polarity magnetického
pole s fází sluneční aktivity všimnout na přiloženém diagramu, pro který
byla použita data z Národní sluneční observatoře na hoře Kitt Peak v Arizoně.
Diagram zobrazuje polaritu a heliografickou šířku lokálních magnetických
polí na Slunci. Žlutá barva znamená jižní polaritu, modrá pak severní. Tento
způsob zobrazení se podle tvaru nazývá "motýlkovým diagramem". Dobře je z
něj patrné, že v období maxima sluneční činnosti (jako například teď) se
vyskytují aktivní oblasti dále od rovníku, zatímco v období minima jsou polohy
magnetických oblastí takřka jedině vázány na rovníkový pás plus mínus 10
stupňů. Stejně tak je vidět, že v každém "křídle" převažuje jedna barva --
tedy jedna polarita magnetických polí. Jednou za jedenáct let se barvy prohodí
-- globální magnetické pole se přepólovalo.
Magnetosféra Slunce je obrovská -- zasahuje hodně daleko
za dráhu Pluta do vzdálenosti 50 až 100 astronomických jednotek. Tuto "bublinu"
astronomové nazývají heliosférou a ohraničuje tak fakticky sluneční soustavu.
Díky tomu, jak se Slunce otáčí, má průběh magnetických siločar v prostoru
tvar archimedovy spirály. Magnetické pole Slunce je jednou z nejdéle
sledovaných charakteristik naší mateřské hvězdy a přesto je v jeho chování
stále mnoho neznámých. Jejich odhalení čeká možná i na vás.
|