Mezinárodní heliofyzikální rok (International Heliophysical Year - IHY) má své centrum ve Washingtonu, ale účastní se jej vědci z celého světa. Včetně slunečních fyziků z České republiky.
Mezinárodní heliofyzikální rok navazuje na Mezinárodní geofyzikální rok, který byl vyhlášen přesně před 50 lety. Hlavním smyslem akce je spojit vědní obory, které zkoumají Slunce i vzájemný vztah Slunce-Země a rozšířit dnešní poznatky o Slunci a procesech, které se na něm dějí a které Zemi ovlivňují. Cílem Roku Slunce je též představit současný stupeň poznání široké veřejnosti.
Slunce a pozemské klima
Předmětem řady vědeckých prací je míra vlivu Slunce na Zemi. Meteorologové si při svých předpovědích počasí dávají pozor na všechno, co by ho mohlo ovlivnit, ale Slunce do seznamu nepatří. Počasí je lokální záležitost, na kterou vzdálené Slunce nemá vliv. Naproti tomu o vlivu na celkové klima planety a vlivu na globální oteplení se vedou vášnivé debaty. Ukazuje se, že Slunce bylo v uplynulém století nejaktivnější za posledních 8 tisíc let, ale současné rapidní zvyšování teploty neodpovídá dějům na Slunci.
Historicky doložené doby ledové souvisí spíše s dráhou Země kolem Slunce, kdy se od něj v průběhu statisíců let vzdalujeme a zase přibližujeme a kdy tím klesá a zase se zvyšuje množství tepla dopadajícího na povrch Země. Jednoznačné závěry o tom, že se Slunce chová pořád stejně a neovlivňuje nás, však vědci učinit nemohou. Například malá doba ledová (cca 1645-1715) odpovídá velkému minimu sluneční aktivity, kdy na Slunci nebyly pozorovány vůbec žádné skvrny.
Skvělými indikátory aktivity Slunce jsou sluneční skvrny. Pokud vezmeme dalekohled a promítneme sluneční kotouč na papír, na některých místech jasně vidíme tmavé skvrny. Čím více jich na povrchu spatříme, tím aktivnější Slunce je a tím spíš dojde ke slunečnímu výbuchu. Výskyt slunečních skvrn se pravidelně a pečlivě zaznamenává již od poloviny 18. století. Díky tomu víme, že počet skvrn se silně mění s periodou 11 let. Právě nyní se naše hvězda nachází v minimu aktivity.
Pozorování velkými dalekohledy a v posledních letech především družicemi jasně ukazuje, že sluneční povrch doslova vře a překypuje výtrysky plazmatu, magnetickými výboji a erupcemi.
Anti-Temelín
Slunce je nekonečným zdrojem energie. Sluneční „elektrárna“ leží v jádru hvězdy. To zabírá jen patnáct procent Slunce, ale bohatě stačí na to, aby se v něm po deset miliard let při termojaderné reakci vyráběla energie pro celou sluneční soustavu. Zatímco v Temelíně se rozpadají těžké radioaktivní prvky na prvky lehčí, ve Slunci se slučují nejlehčí prvky na těžší - konkrétně jádra vodíku na helium. Přebytečná energie se vyzáří v podobě fotonů, tedy světla. K přeměně prvků je však zapotřebí velmi vysoké teploty. Odhaduje se, že v nitru Slunce je teplota přibližně 15 milionů stupňů. Samozřejmě ji nikdy nikdo přímo nezměřil a v jádru Slunce nebyla žádná sonda, jde o výpočet.
Termojaderné reakce v centru Slunce vyrábějí nejen helium a světlo, ale také neviditelné částice zvané neutrina. Ty mají velmi podivné vlastnosti, díky nimž dokážou to, co si přejí hrdinové sci-fi, stejně jako zloději - procházet skrz zdi. Člověk nedokáže neutrinům postavit žádnou překážku, kterou by nepřekonala. Neutrina snadno prolétnou celým Sluncem a rozletí se do celé sluneční soustavy. Bez povšimnutí prolétnou skrz naši planetu, jako by tu vůbec nebyla.
Bylo přirozeně těžké takové částice objevit, ale dnes existuje na světě několik podzemních nádrží plných vody, argonu nebo galia, kde čas od času nějaké neutrino uvázne. V posledních letech se dokonce podařilo vyřešit záhadu, proč pozorujeme jen třetinový počet neutrin oproti teoriím. Neutrina totiž během letu mění své fyzikální vlastnosti (jako by převlékala dres z červeného na modrý a pak na zelený a zase zpět) a my je dokážeme zachytit, jen když mají jednu z nich (v našem přirovnání třeba jen ty červené).
| Slunce a Češi: |
| Sluneční fyzikou a organizací astronomických výprav za úplnými zatměními se zabýval slovenský astronom Milan Rastislav Štefánik - jeden ze zakladatelů Československa. |
| Obrovský rozkvět výzkumu Slunce a vztahů Slunce-Země nastal po 2. světové válce, především během působení Františka Linka ve funkci ředitele observatoře v Ondřejově. Jeho žáci založili patrolní službu Slunce a vybudovali tehdy unikátní mnohokamerový sluneční spektrograf. Od 50. let se tu radioteleskopem o průměru 7,5 metru měřil sluneční rádiový šum po dobu bezmála 40 let. |
| O prestiži českých slunečních fyziků svědčí zvolení Zdeňka Švestky a Václava Bumby za prezidenty 10. komise Mezinárodní astronomické unie. |
| Sluneční astronomové se zvláště díky Borisi Valníčkovi stali průkopníky kosmického výzkumu v programu Interkosmos. Ivan Šolc z Turnova vynalezl dvojlomné filtry pro sledování Slunce. |
| Dnes se čeští astronomové podílejí na analýze dat z vesmírných družic SOHO, RHESSI, TRACE a GOES, nyní i japonské sondy Hinode, která bude za své tříleté mise měřit magnetické pole Slunce. Na Kanárských ostrovech se staví v německo-španělskočeské spolupráci největší „sluneční“ dalekohled na světě (průměr 1,5 metru). Díky dalekohledu GREGOR budou astronomové sledovat magnetická pole a rychlosti na Slunci s rozlišením 70 kilometrů. |
Je Slunce průhledné?
Zdá se to na první pohled jako naprostý nesmysl, ale dnes dokážou astronomové vidět i na druhou stranu Slunce. Jako by bylo Slunce průhledné. Ale nekoukají se přitom skrz ně, vlastně spíš poslouchají. Slunce totiž kmitá podobně jako hlasivky v hrdle pěvců. Helioseizmologie, snad nejnovější obor sluneční fyziky, se zabývá sledováním otřesů Slunce. Pětiminutové oscilace Slunce byly známy už před čtyřiceti lety a dnes existují tři podrobně vypracované teorie, které vysvětlují, proč se Slunce chvěje.
Protože naše hvězda není pevná, ale plynná, mohou se části jejího nitra i atmosféry pohybovat vůči okolí. Taková buňka sluneční hmoty může být dvakrát větší než Česká republika, a když se pohne směrem k povrchu, dojde k narušení rovnováhy sil. V tu chvíli si ji sluneční gravitace přitáhne zpět a hmota začne kolísat kolem rovnovážné hodnoty, tedy oscilovat.
Tento mechanismus se uplatňuje v nitru Slunce. Druhý typ oscilací vzniká v oblastech u sluneční fotosféry. Tam jsou trochu jiné fyzikální podmínky a buňka je naopak vymrštěna od Slunce. Její pohyb vyvolá změny tlaku, které se šíří všemi směry. Je to podobné jako šíření zvuku na Zemi, takže s velkou měrou nadsázky můžeme říci, že buňka při pohybu kolem sebe „křičí z plných plic“. Třetí druh oscilací souvisí s reakcí okolní hmoty na vychýlení bubliny. Okolo ní dojde ke změně tlaku a hustoty a pozorujeme jev, který známe z hladiny každého rybníka, moře a oceánu - vlny.
Může nás Slunce ohrozit?
Proud částic ze Slunce může současné civilizaci občas pořádně „zatopit“. Může totiž dočasně vyřadit z provozu, dokonce i zničit elektronické součástky v přístrojích - nejohroženější jsou satelity vysoko nad povrchem Země. Při jednom takovém slunečním výbuchu ztratila NASA dočasně kontrolu nad šedesáti procenty všech družic. V ohrožení života jsou i kosmonauti pobývající na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS), která je plná citlivých elektronických součástek. Problémy mohou nastat i v letadlech, zejména v jejich navigačních systémech.
Magnetické bouře často ruší signál satelitních telefonů a potíže mohou mít vojáci s rádiovým spojením. Úplně bezpečně se nemohou cítit ani lidé na povrchu Země. Například v roce 1989 byl při vzplanutí Slunce zničen hlavní rozvaděč elektrického proudu v kanadské oblasti Quebec. Bez proudu tehdy bylo několik hodin šest milionů lidí a následné opravy si vyžádaly miliardy dolarů.
Slunce je složitý „organismus“ a vědci jen pomalu rozplétají složitou síť souvislostí. Stavějí se větší a přesnější dalekohledy a vypouštějí se stále dokonalejší družice. Mizí staré záhady, ale s dalším poznáním současně vznikají záhady nové. Právě Mezinárodní heliofyzikální rok snad přispěje k dalšímu pokroku ve výzkumu Slunce.
| V ČR se na Roku Slunce podílejí ústavy Akademie věd: astronomický, fyzikální a fyziky atmosféry ve spolupráci s Českou astronomickou společností. Další informace na www.ihy2007.astro.cz. |
