Vidět polární záři na Zemi je v našich zeměpisných šířkách poměrně vzácné, ale co takhle vidět ji na Slunci? Vědci z Technologického institutu v New Jersey (NJIT) objevili dosud nevídaný sluneční jev. Podařilo se jim detekovat rádiové emise vycházející ze skvrn na povrchu Slunce. O objevu, který může změnit pohled na některé astronomické poznatky, informuje web StudyFinds.
Vědci tvrdí, že nová rádiová emise má společné charakteristiky s rádiovou emisí polárních září, která je běžně pozorována v planetárních magnetosférách, jako jsou magnetosféry kolem Země, Jupiteru a Saturnu, a také u některých hvězd s nízkou hmotností.
Polární záře na Slunci?
„Zaznamenali jsme zvláštní typ dlouhotrvajících polarizovaných rádiových záblesků vycházejících ze sluneční skvrny, které přetrvávají více než týden,“ říká hlavní autor studie Sijie Yu v tiskové zprávě. „To je zcela odlišné od obvyklých přechodných slunečních rádiových záblesků, které většinou trvají několik minut nebo hodin. Je to vzrušující objev, který má potenciál změnit naše chápání hvězdných magnetických procesů.“
Sluneční skvrny jsou relativně tmavé a chladné oblasti na povrchu Slunce, které jsou již dlouho předmětem vědeckého zájmu. V této studii vědci z Centra pro sluneční a pozemský výzkum při NJIT podrobně popsali rádiové pozorování zvláštního projevu podobného polární záři, který se vyskytuje ve výšce 40 000 kilometrů nad sluneční skvrnou.
Pro pochopení významu tohoto objevu je nezbytné chápat paralely s pozemskými polárními zářemi, jako je polární záře (Aurora Borealis) a jižní záře (Aurora Australis). Tato úchvatná světelná představení vznikají, když sluneční aktivita naruší zemskou magnetosféru, což vede ke srážení nabitých částic do polárních oblastí naší planety.
Tyto částice pak v horních vrstvách atmosféry interagují s atomy kyslíku a dusíku a vytvářejí intenzivní rádiové záření na frekvencích kolem několika set kHz. V případě Slunce se zdá, že podobné procesy probíhají i nad slunečními skvrnami.
Na Slunci je to trochu jinak
Unikátním aspektem tohoto objevu je, že se rádiové emise ze slunečních skvrn liší od dosud známých slunečních rádiových šumových bouří, a to jak z hlediska spektrálních charakteristik, tak z hlediska doby trvání. Vědci se domnívají, že tyto emise souvisejí s něčím, co se nazývá „emise elektron-cyklotronových maserů (ECM)“ a zahrnuje energeticky aktivní elektrony zachycené v oblastech silného magnetického pole. Sluneční skvrny, které jsou chladnějšími a intenzivně magnetickými oblastmi na Slunci, představují ideální prostředí pro emitování ECM – dají se tak přirovnat k magnetickým polárním čepičkám na planetách a hvězdách.
„Naše časově a prostorově rozlišená analýza naznačuje, že jsou způsobeny emisí elektron-cyklotronového maseru (ECM), zahrnující energeticky aktivní elektrony zachycené v konvergujících geometriích magnetických polí,“ vysvětluje Yu. „Chladnější a intenzivně magnetické oblasti slunečních skvrn poskytují příznivé prostředí pro vznik ECM emise, což vede k paralelám s magnetickými polárními čepičkami planet a jiných hvězd a potenciálně poskytuje lokální sluneční analogii pro výskyt těchto jevů.“
Zajímavé je, že na rozdíl od pozemských polárních září, které vyzařují rádiové vlny o nižších frekvencích, se sluneční polární záře vyskytují na mnohem vyšších frekvencích – od stovek tisíc až po zhruba 1 milion kHz – což je způsobeno tím, že magnetické pole Slunce je tisíckrát silnější než magnetické pole Země.
Studie rovněž zpochybňuje tradiční názor, že tyto rádiové záblesky souvisejí se slunečními erupcemi, protože sporadická erupční aktivita v blízkých aktivních oblastech zřejmě vhání energeticky aktivní elektrony do smyček magnetického pole ukotvených ve sluneční skvrně, čímž pohání rádiové záření nad touto oblastí. Jak se sluneční skvrna pohybuje po slunečním disku, vytváří rotující paprsek rádiového světla, což vede k „efektu kosmického majáku“.
Možný zdroj rádiových záblesků
Objev těchto slunečních rádiových emisí, které jsou však slabší než pozemské polární záře, se podobá hvězdným polárním emisím pozorovaným v minulosti. To naznačuje, že hvězdné skvrny na chladnějších hvězdách, podobné slunečním skvrnám na našem Slunci, mohou být zdrojem některých rádiových záblesků pozorovaných v různých hvězdných prostředích.
Důsledky tohoto poznatku jsou dalekosáhlé, protože propojuje chování našeho Slunce s magnetickou aktivitou jiných hvězd. Tato souvislost by mohla astrofyziky přimět k přehodnocení jejich současných modelů hvězdné magnetické aktivity, což by mohlo vést k lepšímu pochopení jevů, ke kterým dochází u hvězd mimo naši sluneční soustavu.
Výzkumný tým, který zahrnoval vědce z institucí, jako je University of Glasgow a National Radio Astronomy Observatory, využil pokročilá pozorování rádiové obrazové spektroskopie z Very Large Array Karla Guthe Janskeho. Výsledky bádání byly publikovány v pondělí 13. listopadu v odborném časopise Nature Astronomy.