Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...=Jaroslav Heiniš - revize plynu, Ostrava a okolí, stavební práce, rekonstrukce, hodinový manžel (www.heinis.cz). Ženklava, Kopřivnice, Příbor, Nový jičín, Bělotín, Bílovec...
DOMŮ   ARCHIV   IBT   IAN 1-50   IAN 50-226   IAN 227-500   RÁDIO   PŘEKVAPENÍ  
STALO SE

Tajemné Slunce

Rozhovor s Vojtechem Rušinem, pracovníkem Astronomického ústavu Slovenské akademie věd

Ilustrační foto...Slunce je bezesporu nejsledovanějším vesmírným tělesem. Dívají se na něj stovky astronomů a míří na něj každý den spousta dalekohled. Mohlo by se tudíž zdát, že ho známe velmi dobře, ale já si myslím, že to úplná pravda není. Například není zcela jasné, proč mění svoji aktivitu, jaké jsou mechanismy nejrůznějších dějů, které na jeho povrchu nebo v atmosféře probíhají. Myslíte si, že se někdy dočkáme kvalitní předpovědi počasí na Slunci?

Osobně si myslím, že se kvalitních předpovědí počasí na Slunci (tedy předpovědi sluneční aktivity) dočkáme. Je jen otázka, kdy k tomu dojde. Nepochybně to bude až v novém tisíciletí, ale ne dříve než za padesát až sto roků.

Všechny poznatky, které dosud máme a které získáváme z družic nebo ze Země, směřují k tomu, že se učíme předpovídat průběh některých aktivních jevů probíhajících na povrchu Slunce. Ať už erupcí či ejekcí koronální látky (CME) nebo eruptivních protuberanci. Vše záleží na zdokonalení časovo/prostorové rozlišovací schopnosti pozorovaných jevů na povrchu Slunce. Například abychom spolehlivě vysvětlili přenos energie nebo teorii ohřevu sluneční koróny, které dnes patří k nevyřešeným záhadám ve sluneční fyzice, musíme provádět pozorování s rozlišovací schopností třicet metrů. Něco takového prakticky není ze Země možné. Ani pomocí menších dalekohledů z družic. Ale až bude v budoucnosti nějaká pozorovací základna na Měsíci, pak nepochybně detaily na povrchu Slunce o velikosti jenom třicet metrů zvládneme.

Tedy všechno závisí od toho, jak bude postupovat pozorovací technika. Abychom mohli pozorovat jemné jevy na povrchu. Právě na tom závisí potvrzení či vyvrácení uznávaných teorií, resp. hledání nových hypotéz. Nedívám se tedy do budoucnosti pesimisticky, ale optimisticky: S největší pravděpodobností základní eruptivní jevy budeme předpovídat.

Velkou úlohu v celém procesu poznávání Slunce a jevů na něm probíhajících samozřejmě sehrává i výpočetní technika, pomocí které můžeme pozorované jevy simulovat a následně i odvozovat jejich vývoj. A jakmile nám teoretické výpočty potvrdí praxe, Slunce je úžasná laboratoř, pak jsme vyrazili správným směrem. V opačném případě musíme hledat jiné vysvětlení.

Učíme se tak. Možná i proto je dnes tolik různých teorií s krátkou dobou života. Jinak to však nejde. Prostě dnes nemůžeme čekat na vysvětlení nějakého jevu 100, 200 roků. (Případ J. Keplera, který po úplném zatmění Slunce roku 1605 prohlásil, že slabé namodralé světlo okolo tmavého měsíčního disku -- koróna -- je atmosférou Měsíce)

Existují v souvislosti se Sluncem jevy, které sice pozorujeme, ale vůbec nedokážeme vysvětlit? Na první pohled to totiž vypadá tak, že o Slunci známe úplně všechno.

To je pravda. Za posledních sto let jsme se o Slunci dozvěděli skutečně hodně. Už není vesmírným tělesem obydleným inteligentními bytostmi podobnými člověku (W. Herschel), ani nemá tekutý povrch pokrytý vrstvou mraků (oblačná teorie ze začátku 20. století), ale je to obrovské plynné těleso, skvělá plazmatická laboratoř a nejbližší hvězda, na které jako jediné můžeme do detailu sledovat dění na povrchu, v atmosféře i v nitru. (Helioseizmologie a neutrinová astronomie dnes dokáží testovat podfotosférické vrstvy Slunce, včetně jádra.) Hodně už také víme o projevech sluneční aktivity, o jejím časovoprostorovém rozložení apod. Na druhé straně ale, původ mnoha jevů zůstává i dnes záhadou.

Například sluneční skvrny. To je nejznámější projev sluneční aktivity, o kterém víme od roku 5200 před naším letopočtem (tmavé skvrny na slunečním povrchu pozorovali už Číňané v době asi 3000 před n.l.). Ale to, že se vyskytují v místech, kde je velmi silné magnetické pole, do výšky tří až čtyř tisíc Gaussů, a kde je potlačená konvekce víme pouze od začátku 20. století, kdy se na povrchu Slunce začalo s měřením magnetického pole (první v roce 1908 G. Halem). Ovšem samotný mechanizmus sluneční aktivity, resp. generace magnetického pole, je zatím nejasný.

Magnetické pole dnes dokážeme na povrchu Slunce v rámci možností naší techniky pozorovat velmi detailně. Je téměř jisté, že lokální magnetické pole je výsledkem diferenciální rotace a konvektivních pohybů, i když se neví přesně proč. Proč je tam, kde je (v heliografické šířce a fázi cyklu sluneční aktivity). Nezanedbatelnou roli totiž může hrát i tzn. magnetické pole pozadí, které by mělo být výsledkem kontrakce Slunce, když se rodilo z mezihvězdné látky, a které "sídlí" na dně konvektivní zóny (asi ve vzdálenosti 0,713 poloměru Sluce). Nebo také, pokud by jádro Slunce rotovalo rychleji jako povrch (vedou se různé diskuze o tom, jak to ve skutečnosti je), potom by část slunečního magnetismu měla svůj původ i nitru.

Takovým druhým jevem, který nás dnes zatěžuje, je cyklus aktivity o délce jedenáct, resp. dvacet dva roků. Proč se magnetické pole generuje zrovna 11 roků, při změně polarity 22 roků. Proč má takovou délku? Je to nějaký náhodný chaotický pohyb, je to výsledek náhodného pohybu či generace magnetického pole v jádru Slunce nebo je to nějaký zákonitý dlouhodobý proces? Pozorování slunečních skvrn do minulosti nám ukazují, že amplituda nebo mohutnost jednotlivých slunečních cyklů není stejná, podobně jako jejich délka (nejkratší cyklus měl trvání 8 roků, nejdelší třináct). My přitom dosud nevíme proč. Dokonce známe období v minulosti (1654-1710), kdy se na povrchu Slunce nepozorovala skoro žádná aktivita. Základní otázkou tedy zůstává, jestli generaci magnetického pole vyvolává dynamo efekt anebo do hry vstupují i další jevy. Na odpověď si ještě nějaký čas počkáme.

A nebo si vezměme další horký brambor. Jak třeba vzniká erupce? My akorát víme kolik energie erupce vyzáří v celé šířce elektromagnetického záření. Ale přímý mechanismus (anihilace magnetického pole, elektricky výboj apod), proč se v tak malém objemu za tak krátký čas uvolní srovnatelně tolik energie jako z celého povrchu Slunce za jednu sekundu, nevíme. Ovšem až to jednou vyřešíme, tak lidstvo na dlouhá tisíciletí dopředu vyřeší problém s energií.

Podle našich představ probíhají v centru Slunce jaderné reakce a jedním z důkazů mají být sluneční neutrina, která odtud vylétají. Jenomže v pozemských detektorech jich chytáme nějak málo. Kde je tedy chyba?

Doopravdy by podle standardního modelu Slunce by mělo být neutrin o něco víc, zhruba 7 SNU jednotek. (Jedna SNU je 10-36 zachycených neutrin na atom.) Registrovaný počet neutrin je zatím zhruba 2-3 SNU. (První experiment s registrací neutrin začal R. Davis v roku 1965 pomocí perchloretylénu ve starém solném dole v Jižní Dakotě.)

Vysvětlení zatím neznáme, ale jsou předpoklady o zhruba čtyřech možným variantách. Za prvé, přístroje zatím neregistrují neutrina všechna vytvářená hlavním p-p cyklem jaderných reakci, tedy citlivost detektorů je zatím relativně nízká.

Za druhé je to možná přeměna nebo oscilace neutrina z elektronového na mionové nebo leptonové. (My dokážeme zachytit jen první dva typy.) To je zatím nejspolehlivější vysvětlení. Oscilaci a s tím související nenulovou klidovou hmotnost neutrin skutečně dnešní teorie připouští. Pozorování přitom potvrdila, že minimálně jedno z neutrin má nenulovou hmotnost 0,16 elektronvoltu, pak ovlivní nejen sluneční fyziku ale pro astrofyziku jako takovou (problém skryté hmoty, expanze vesmíru a pod.). Odpověď na tuto otázku snad dají měření z nových experimentů, např. Sudbury neutrino detector v Kanadě, Borexino, Gran Sasso a pod.

Dalším argumentem, proč registrujeme málo neutrin, je dočasně nižší teplota v jádru Slunce. Z modelů, které jinak perfektně souhlasí s helioseismologií, vyplývá, že by teplota v centru měla být přibližně 15 milionů kelvinů. Stačilo by, kdyby poklesla o jeden milion stupňů. Pak by termojaderné reakce ještě probíhaly, ale v menším počtu. Tím pádem by se dal vysvětlit i zmenšený počet neutrin, které registrujeme na zemském povrchu. Problém je, že by se snížený počet reakcí, který probíhají v jádru Slunce, musel za 170 tisíc let projevit na povrchu Slunce sníženou svítivostí. Ale v historii naší Země nemáme dokumentovány z toho vyplývající období chladu. Kdyby se totiž snížila svítivost povrchu Slunce, dostávala by naše Země méně energie a zaledňovala by se v cyklu o délce těch 170 tisíc roků.

A tím čtvrtým vysvětlením je, že neutrinům samotným dost dobře nerozumíme. Ale my dnes všechno nevíme ani o elementárních částicích nebo o jádru Slunce. Nepochybně však věřím, že v průběhu deseti, dvaceti roků tuto otázku vyřešíme.

O Vás je známo, že cestujete za úplným zatměním Slunce. Mají tyto výpravy v době rozvinuté kosmické astronomie ještě nějaký smysl?

Mají. Uvedu konkrétní důkaz: Bílou korónu můžeme zatím pozorovat z družic jen ze vzdálenosti dvou slunečních poloměrů, protože optika a velký jas Slunce nedovoluje pozorovat strukturu nižší sluneční atmosféry ve vzdálenosti jeden až dva poloměry. Na druhé straně ale víme, že vnější strukturu bílé koróny ovlivňuje teplota a hustota částic v dolní koróně, stejně jako velikost magnetických polí, tzn.právě ve vzdálenostech od jednoho do dvou poloměrů. Tuto důležitou oblast však můžeme pozorovat jenom při úplných zatměních Slunce a ne z koronografů (pozemských nebo kosmických). Ke struktuře koróny patří i magnetické pole, ale to se přímo v koróně pozorovat nedá. Naštěstí právě podoba koróny naznačuje, jaké magnetické pole zde působí. Druhou cestou na určení velikosti magnetického pole v koróně je pak pozorování pomocí polarizačních filtrů.

To je jen jeden příklad, proč se ještě dnes cestuje za zatměním. Kromě toho je ve hře ještě rozlišovací schopnost. I kdyby jsme bílou korónu mohli z družic pozorovat celou, i ve vzdálenosti 1 až 2 poloměrů, tak bychom zde neviděli tolik detailů, jako když ji pozorujeme ze Země pomocí dalekohledů s objektivem dvacet centimetrů a ohniskem tři metry anebo více. Je totiž zřejmé, že ji musíme studovat s rozlišením kolem obloukových sekund. Pozorování koróny z roku 1991 totiž ukázalo, že se koróna skládá nejen z útvarů o tloušťce 15 až 20 tisíc kilometrů, ale že je daleko komplikovanější s detaily kolem jedné obloukové sekundy a méně. Tak detailní pozorování však z družic zatím vůbec nedokážeme získat.

Dalším důvodem, proč pozorovat korónu během úplných zatmění například je, že ve vizuální oblasti spektra bylo zaznamenáno asi 88 emisních spektrálních čar, které patří vysoce ionizovaným prvkům, jako železo, vápník, nikl apod. Ale pouze šedesát z nich bylo pozorované vícekrát. Zbývajících třicet bylo pozorovaných jen jednou nebo dvakrát. Takové studie nám pak přispívají k tomu, abychom lépe poznali zastoupení prvků na slunečním povrchu, ve sluneční koróně a zpřesnili tak i výpočty modelů vnitra Slunce.

Kromě toho jsme se v poslední době dozvěděli, že v koróně můžeme pozorovat i tzv. neutrální hmotu, kterou dokážeme registrovat pouze do vzdálenosti jednoho až dvou poloměrů Slunce. Nikoli tedy z družic, pouze během úplných zatmění.

Nebudu se pak zmiňovat o tom, že je nezbytné zachovat určitou kontinuitu mezi starými a novými záznamy. Vědecké výpravy za úplnými zatměními by měly skončit až tehdy, když budeme mít dobrou souvislost mezi pozorováním ze země a z kosmu. Nelze něco opustit, aniž bychom měli důkladnou návaznost.

Jak dopadla vaše poslední výprava za úplným zatměním Slunce?

Dnes už můžu prohlásit, že úplné zatmění pro nás dopadlo velmi dobře. Teprve včera jsem totiž viděl poslední vyvolané barevné snímky, které jsme exponovali s dvaceticentimetrovým dalekohledem o ohniskové vzdálenosti tři metry. Záběry s krátkoohniskovými objektivy jsem viděl už dříve a taky vydaly pěkně. Takže mám pocit, že když se nám je podaří dobře zpracovat, tedy digitalizovat a následně upravit, získáme stejné rozlišení jako před časem měli naši kolegové s velkém dalekohledem na Havaji.

Výsledek naší expedice proto pokládám za velmi cenný, struktura koróny do vzdálenosti dvou poloměrů je mimořádně dobrá, mimořádně zajímavá a barevně velmi přitažlivá. Fotografie vám zatím ale neukážu, jelikož si negativ chráním jako oko v hlavě.

O našich novinách se často mluví jako o astronomickém bulváru. Abych tento názor podpořil, zeptám se na to, co vaše výprava prožívala po 11. srpnu v Turecku.

Naší expedici jsem charakterizoval následovně: Kurdové nás nezajali. V souvislosti ze zatčením Ocallama existovaly obavy, že budou nejrůznější nepokoje, včetně únosů. Naopak, můžu prohlásit, že se k nám Kurdové chovali mimořádně dobře. Potom jsem prohlásil, že Turkyně nás nesvedli. V každé krajině existují pěkná děvčata, nabízely se nám jako tlumočnice atd. Vyrovnali jsme se i s obtížnými klimatickými podmínkami. Přes den zde totiž byla teplota kolem 40 až 42 stupňů Celsia, což byla samozřejmě velká zátěž pro tělo i duši. Při stavbě dalekohledů, úpravě terénu... Úspěšně jsme pozorovali i zatmění Slunce.

Ovšem po zatmění, jsme se od 13. do 15. srpna 1999 v Istanbulu zúčastnili konference, na které se sešli velmi významní odborníci z celého světa, i z týmu družice SOHO, Yohkoh i staří pozorovatelé sluneční koróny, nejrůznější teoretikové... Kromě toho jsem zde měl hlavní referát o struktuře sluneční koróny.

Konference skončila v neděli patnáctého, a protože jsme do Turecka letěli z Košic přes Prahu s leteckou společností Českých aerolinií, nejbližší zpáteční let byl až úterý sedmnáctého. Což ovšem nebylo tak špatné, protože nám vyšel alespoň jeden den na Istanbul, jediné město na světě, které leží na dvou kontinentech (Evropě a Asii).

Sedmnáctého srpna jsme ale ve tři hodiny ráno zažili zemětřesení! A nebyla to žádná sranda. Vše v pokoji tancovalo, byli jsme totiž osmdesát kilometrů od epicentra, na postelích nás to doslova nadhazovalo a to nejen vertikálně, ale i horizontálně. Celé to trvalo asi 45 sekund a já jsem se jenom stačil podívat, jestli se někde v budově neobjevila prasklina. A protože nebyla, tak jsem na rozdíl od všech ani nevyběhl ven. Protože k tragickým následkům při zemětřesení nedochází ani tak pro to, že člověk nepřežije fyzicky, ale že ho zavalí padající stěna, sloup nebo cokoliv jiného.

Následovalo několik impulzivních otřesů o délce kolem několika sekund, ty však byly podstatně slabší. Zajímavé je, že teprve po hlavní fázi zemětřesení, po těch čtyřiceti pěti sekundách, si člověk uvědomí, co se děje. Bude ten další horší nebo lepší? Tohle nikdo dopředu neví... Měl jsem dobrý výhled ze třetího poschodí na průliv Bospor a jeden z mostů, který spojuje Evropu s Asií. Když se to všechno začalo chvět, most se "vlnil" a já měl pocit, že se zlomí. Začaly vypadávat světla, houkaly poplašné alarmy na autech, lidé za strašného rachotu vybíhali ven na ulici, jezdily první sanitky, helikoptéry. Když jsem ráno za denního světla vyšel na ulici, kolem dokola nic zbourané nebylo. Po prvních ranních zprávách jsem tudíž byl docela překvapený z celkových následků: dvě stě mrtvých v Izmitě, asi osmdesát kilometrů na západ od Istanbulu. A když jsme se doma dozvěděli o celkovém konečném počtu obětí, byl jsem z toho hodně zklamaný. Naštěstí pro nás dopadlo dobře.

Myslím si, že málokdo astrologům vysvětlí, že zemětřesení nemělo nic společného se zatměním Slunce. Ale teď už k poslední otázce: My se tady na Astronomickém festivalu 1999 ohlížíme za uplynulým stoletím. Koho vy osobně považujete za největšího astronoma 20. století a jaký objev byl podle vás nejcennější?

Ještě k astrologům a zemětřesením. Ročně je na Zemi okolo 30 000 slabých zemětřesení, silných tak dvě stě. Úplných zatmění pak za století 74 až 75. Planeta má svůj dynamický vývoj a její zemětřesení tedy s úplnými zatměními nijak nesouvisí. Byl jsem už na jedenácti výpravách na nejrůznějších kontinentech a nikdy se nic takového nestalo, dokonce ani v "horké" Indonésii.

Protože jsem sluníčkář, tak mi imponují lidé, kteří vymysleli koronograf, přístroj na pozorování sluneční koróny i mimo zatmění. Tedy Francouz Bernard Lyot, ale lidé se s tímto zařízením trápili řekněme od roku 1860 až do roku 1930.

Dalším významným objevem, který přímo nesouvisí se Sluncem, bylo v 1940 vysvětlení podstaty emisních čar v koróně Bengtem Adlénem. Byly totiž zpočátku svého pozorovaní v roce 1869 připisované hypotetickému prvku "coroniu", které neměl místo v Mendelově tabulce prvků. Dnes již víme, že to jsou spektrální čáry vysokoionizovaných prvků železa, vápníku, niklu atd. Dalším objevem byla teorie předpovídající, že v jádře Slunce probíhají termonukleární reakce (1939). Sice ji nevymyslel astronom, ale fyzik Hans Bethe, ale je stále platná a ovlivnila nejen současné znalosti o Slunci, ale i o všech hvězdách. Jaderné reakce jsou totiž zdrojem energie ve všech hvězdách.

Co se týče astronoma, budu opět povídat za sluneční fyziku: Podle mého názoru v tomto směru velmi mnoho udělal Max Waldmeier ze Švýcarska. Astronom, sluneční fyzik, který víceméně na základě vlastních pozorování provedl úžasné studium časoprostorových závislostí aktivity na povrchu Slunce a byl jeden z prvních, který ukázal na mimořádně vysokou teplotu sluneční koróny (řádově jeden milion kelvinů). Toho by jsem považoval za úžasného člověka, který přispěl k významnému rozvoji fyziky sluneční koróny, protuberancí a zákonitosti ve vývoji sluneční aktivity. A jen tak mimochodem, už v roce 1957 hovořil o koronárních dírách (v němčině "loecher"), které dnes považujeme za jeden z možných zdrojů částic slunečního větru, které přicházejí do kontaktu s ionosférou naší Země.

Děkuji za rozhovor.

Neupravený záznam originálního rozhovoru je ve formátu mp3 a má velikost 5,8 MB (25 minut).

Jiří Dušek

| Zdroj:  IAN.cz
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...
archiv zdroj
RULETA
Drobky ve vzdálených končinách -- díl třetí
Ilustrační foto...
Raketoplán Discovery se připravuje ke startu
Ilustrační foto...
Happy birthday Cassini!
Ilustrační foto...
Tyfloastronomická kuchařka I.
Ilustrační foto...
Instantní pozorovatelna 53
Ilustrační foto...
STALO SE
4.12.2012 -
Probíhá experiment. Stránky se pomalu dostávají ze záhrobí zpět na světlo digitálního světa... Omluvte nedostatky, již brzy snad na této adrese najdete víceméně kompletní archiv IAN...

WEBKAMERA
 Upice webcam / widecam
UPICE WEBCAM

Add to Google

 

Pridej na Seznam
 

  © 1997 - 2017 IAN :: RSS - novinky z astronomie a kosmonautiky SiteMap :: www :: ISSN 1212-6691