Novinky

Rozhovor: Elena Dzifčáková – Modelování spekter sluneční koróny

Sluneční koróna je nejteplejší vrstvou sluneční atmosféry. Panují v ní tak extrémní podmínky, že je vědci na Zemi nedokáží vytvořit ani v těch nejmodernějších laboratořích. Výzkum koróny je důležitý pro pochopení procesů, které na Slunci i v ostatních hvězdách probíhají. Jak takový výzkum probíhá, nám prozradí Doc. Elena Dzifčáková z Astronomického ústavu AV ČR.

Jak si máme sluneční korónu představit?

Sluneční koróna je nejvyšší vrstva sluneční atmosféry. Během zatmění Slunce ji můžeme vidět jako bílé halo kolem slunečního disku. Je velmi řídká, hustota je v ní podobná vakuu, které dokážeme vyrobit na Zemi, a teplota dosahuje několika milionů stupňů. V laboratoři takové podmínky nedokážeme vyrobit.

Záření kterých chemických prvků můžeme v koróně pozorovat?

V koróně můžeme najít emisní čáry prakticky všech prvků od vodíku až po železo. Samozřejmě složitější prvky s vyšším atomovým číslem tam najdeme méně často. Vzhledem k vysokým teplotám jsou mnohé elektrony z atomových obalů prvků vyraženy pryč a všechny prvky tam nacházíme vysoce ionizované. Koróna má stejné chemické složení jako fotosféra,ale mnohem vyšší teplotu a proto se liší i spektrální čáry, které v těchto dvou vrstvách Slunce pozorujeme.

Které spektrální čáry jsou v koróně vůbec ty nejvýraznější?

Na tuto otázku se velmi těžko odpovídá, protože to závisí na tom,v jaké spektrální oblasti Slunce pozorujeme. Ve viditelné oblasti dominují čáry devětkrát nebo třináctkrát ionizovaného železa, tedy Fe Xa Fe XIV. V blízké ultrafialové oblasti jsou to například čáry uhlíku a kyslíku, v daleké ultrafialové opět železo. V rentgenové oblasti pak čáry například křemíku, argonu anebo opět železa. Ale není problém najít v koróně čáry vlastně všech chemických prvků až po nikl.

Víme, že Slunce se skládá především z vodíku a helia, kde se všechny ty prvky, které jste nám vyjmenovala, ve sluneční koróně vzaly?

Prvky tam jsou už od zrodu Slunce. Chemické složení jaké má koróna nebo fotosféra, to je chemické složení prvotní mlhoviny, ze které naše hvězda vznikla. Uvnitř Slunce se zatím těžké chemické prvky nevyrobily.

Říkala jste, že koróna je vidět jen během zatmění Slunce. Znamená to, že astronomové musí čekat na zatmění, aby mohli korónu zkoumat a pozorovat?

Naštěstí to tak není. Ze Země se dá pozorovat speciálním přístrojem zvaným koronograf. První byl zkonstruován už v roce 1930.V něm jakýsi „umělý Měsíc“ zastíní sluneční kotouč a my pak můžeme sledovat koronární spektrální čáry ve viditelné oblasti spektra.V posledních desetiletích jsou velkou pomocí družice. Jejich přístroje dokáží sledovat korónu i v ultrafialové oblasti spektra, kde díky své vysoké teplotě výrazně svítí.

Vy se zabýváte teoretickým modelováním koróny. Přibližte nám svoji práci. Co to znamená modelovat korónu?

Snažíme se odhadnout fyzikální podmínky panující v koróně i v jevech,které v ní nastávají. Na základě toho počítáme, jak by mělo vypadat spektrum a toto spektrum pak porovnáváme se skutečností, tedy se změřeným spektrem. Snažíme se odhadnout, nakolik náš model odpovídá naměřeným datům a pokud neodpovídá, tak v čem je chyba, co musíme počítat jinak. Hledáme různé způsoby jak vysvětlit pozorovaný tvar spektra. Když selžou běžné ověřené metody, pokoušíme se přijít na nové.

Potřebujete ke svým výpočtům nějakou speciální výpočetní techniku? 

Nepotřebuji na to nejvýkonnější počítače nebo dokonce superpočítače.Stačí výkonný osobní počítač s velkou pamětí, abych na výsledek nemusela dlouho čekat. Samozřejmě to také závisí na typu výpočtu.Některé jsou hotovy během pár minut, ten nejdelší mi zabral asi týden.

Jak byste zhodnotila současný stupeň poznání koróny Slunce. Je výzkum koróny stále na začátku anebo nastal velký pokrok a dnes jí astronomové úplně rozumí?

Myslím, že se nedá říct ani jedno z toho. V posledních desetiletích výzkum koróny pokročil velmi dopředu. Poznatky a vědomosti, které máme dnes, o těch se nám před érou družic ani nesnilo.

Chystá se vypuštění nové evropské sluneční družice, na které by se měl podílet i Astronomický ústav AV ČR v Ondřejově. Co je to za družici a bude přínosem také pro výzkum koróny?

Bude to družice s názvem Solar Orbiter. Velký přínos bude znamenat právě pro výzkum koróny. Bude sledovat Slunce v celém teplotním rozsahu, od fotosféry až po korónu, ve viditelné, ultrafialové i rentgenové oblasti spektra a bude také měřit fyzikální parametry slunečního větru, nabité částice, magnetické pole a podobně.

Otázky pokládal Petr Sobotka. Rozhovor by měl být vysílán Českým rozhlasem Leonardo koncem března. Po odvysílání zde uvedeme odkaz na zvukový záznam.