Výzkumy v AsÚ AV ČR (124): Velmi husté poerupční smyčky pozorované sondou SDO
Během několika málo dní v září 2017 poskytlo samo Slunce astronomům několik zcela výjimečných příležitostí k odhalení svých tajemství. Po mnoha týdnech půstu se totiž v tomto měsíci zažehly vůbec ty nejsilnější erupce celého jedenáctiletého cyklu, což bylo o to překvapivější, že se cyklus velmi chýlil ke svému závěru. Erupce z 10. září pak byla současně výjimečná v tom, že k ní došlo na okraji slunečního disku. I přesto byla zachycena mnoha přístroji na Zemi i v kosmu a právě její pozice umožnila lépe studovat některé vlastnosti eruptivních struktur.
Během silných erupcí spojených s výronem hmoty se často objevuje systém horkých erupčních smyček. Smyčky jsou obvykle viditelné již v impulsní fázi erupce a doznívají často velmi dlouho v graduální fázi. Výskyt erupčních smyček se vysvětluje jako důsledek postupné magnetické rekonexe v koróně, přičemž je energie transportována směrem dolů podél přepojených a znovu uzavřených smyček a plazma je odpařeno ze silně ohřátých spodních vrstev chromosféry. Díky tomu se smyčky vyplňují plazmatem s teplotou milionů stupňů, které pak postupně chladne.
S dostupností vysokokadenčních snímků v ultrafialové oblasti spektra, zejména tedy s vypuštěním družice SDO, jsou takové erupční smyčky sledovány rutinně. Jakmile plazma ve smyčkách ochladne, je možné je pozorovat nejen v ultrafialové oblasti, ale třeba i v chromosférické čáře Hα nebo v čarách ionizovaného vápníku a hořčíku. Ostatní fyzikální parametry horkého i chladného plazmatu, zejména pak jeho hustota, jsou stále předmětem výzkumu. Přitom pro popis vývoje smyček je znalost hustoty klíčovou. Zpočátku se smyčky sice ochlazují zejména vedením tepla, ale velmi záhy začne dominovat ochlazování zářením, jehož účinnost závisí na druhé mocnině hustoty.
Na družici SDO je k dispozici i přístroj HMI, primárně určený ke studiu fotosféry. Nedávná pozorování však ukázala, že překvapivě lze s pomocí HMI sledovat i erupční smyčky, které se zřejmě stávají zdrojem záření ve spektrálním kontinuu, na Slunci jsou ovšem natolik slabé, že v erupcích na disku jsou pod prahem citlivosti přístrojů. O původu tohoto „bílého světla“ se též vedou vědecké debaty. Petr Heinzel z ASU a jeho spolupracovníci se domnívají, že dominantním příspěvkem v tomto záření je především Paschenovo rekombinační kontinuum vodíku.
I erupce třídy X8.2 z 10. září 2017 byla mimojiné pozorována přístrojem HMI. Autoři představovaného článku, Sonja Jejčič dlouhodobě pobývající v ASU, Lucia Kleint ze Švýcarska a vědecký pracovník ASU Petr Heinzel, využili právě tento unikátní datový soubor a věnovali se původu záření v kontinuu. Pro různé myslitelné mechanismy vypočetli teoretické intenzity pro síť 208 různých modelů. Po kritickém průzkumu parametrického prostoru těchto modelů dospěli autoři k závěru, že elektronová hustota ve smyčkách této erupce musí být v řádu 1012 - 1013 částic na krychlový centimetr, což je velmi vysoká hodnota. Příspěvek k záření je podle předchozích zkušeností týmu způsoben především Paschenovým rekombinačním kontinuem s přispěním volně-volných přechodů při vyšších teplotách.
Astronomové z ASU tak získali ojedinělý výsledek, neboť takto vysoká hustota není v erupčních smyčkách běžná. Tedy přinejmenším na Slunci ne. U jiných hvězd tomu může být jinak, jak naznačuje jedna z předchozích prací, v níž Petr Heinzel hrál důležitou roli a o níž jsme se již v tomto seriálu zmiňovali.
REFERENCE
S. Jejčič, L. Kleint, P. Heinzel, High-Density Off-Limb Flare Loops Observed by SDO, Astrophysical Journal v tisku, preprint arXiv:1810.02431
KONTAKT
prof. RNDr. Petr Heinzel, DrSc.
pheinzel@asu.cas.cz
Sluneční oddělení Astronomického ústavu AV ČR
Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Sluneční oddělení ASU AV ČR
Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.