Novinky
Pokroky ve výzkumu ve Slunečním oddělení: Co stojí za „ohřevem“ sluneční koróny?
Jednou za čtvrt roku se vědečtí pracovníci Astronomického ústavu AV ČR scházejí na společném semináři všech čtyř oddělení, aby se vzájemně informovali, co se v jakém oddělení právě zkoumá. Představujeme vám jednu z prací, kterou popsal její autor Dr. Jaroslav Dudík ze Slunečního oddělení. Zabývá se jednou z největších otázek současné sluneční fyziky – co stojí za enormně vysokými energiemi, které byly naměřeny ve sluneční koróně. Na cestě za vysvětlením této mnohaleté záhady se Jaroslav Dudík opírá o studium tzv. ne-Maxwellových distribucí.
Problém ohřevu sluneční koróny patří už přes 70 let k nevyřešeným problémům astrofyziky. Sluneční koróna vykazuje téměř stonásobně vyšší teplotu než viditelný povrch Slunce. Pochopitelně však nejde o fyzickou teplotu v koróně, nýbrž jen o informaci o vysokých energiích, kterými disponují ionty v této sluneční obálce. Zejména jde o výskyt mnohonásobně ionizovaného železa.
Z pozorování bylo odvozeno, že k ohřevu sluneční koróny dochází nejspíš pomocí tzv. nanoerupcí, tedy velmi malých vysokoenergetických impulzních erupcí, které jsou v současné době pro přístroje prakticky nerozlišitelné. Během uvolňování energie při těchto jevech však může také docházet k urychlování částic. Rozdělení rychlostí a energií částic, zejména elektronů, se pak v takových nerovnovážných podmínkách neřídí tzv. termální statistikou (známou jako tzv. Maxwellovovo rozdělení či Maxwellova distribuce), ale může vykazovat přítomnost vysokoenergetického chvostu – zvýšeného počtu částic, které disponují pouze velmi vysokými energiemi. A zatímco při analýze sluneční korony se běžně předpokládá, že rovnovážné záření v ní je popsané Maxwellovou distribucí částic, významné odchylky od tohoto statistického rozdělení, připomínající právě vysokoenergetický chvost, se pozorují již ve slunečním větru, který vzniká ve svrchních částech sluneční korony.
Na Astronomickém ústavu AV ČR se proto již několik let zabýváme právě studiem vlivu těchto tzv. ne-Maxwellovských distribucí, zejména tzv. kappa-distribucí obsahující výrazný vysokoenergetický chvost. Zjistili jsme, že při nesprávném předpokladu Maxwellovské distribuce částic v koroně mohou být například mylně odvozeny teploty plazmatu ve svrchních vrstvách Slunce. Vyvíjíme proto metody pro diagnostiku těchto ne-Maxwellovských distribucí, a to především z družicově pořízených spekter Slunce v ultrafialové, extrémně ultrafialové a rentgenové oblasti. V pozorování vybraného jevu v koroně z roku 2012 jsme objevili právě takový vysokoenergetický chvost a došli k závěru, že za ohřevem sluneční korony stojí zřejmě urychlování částic ve zmiňovaných nanoerupcích.
Reference: Dudík, J., Mackovjak, Š., Dzifčáková, E., Del Zanna, G., Williams, D. R., Karlický, M., Mason, H. E., Lörinčík, J., Kotrč, P., Fárník, F., Zemanová, A.: The Astrophysical Journal, přijaté k publikaci