Novinky
Na čem pracujeme: Přímé pozorování klouzavé rekonexe dalekohledem GREGOR
Sluneční erupce, největší výbuchy ve Sluneční soustavě, mají svůj původ v přepojení magnetického pole ve vysokých vrstvách atmosféry Slunce. I když jde vpravdě o exploze nadpozemských rozměrů, samotná rekonexe probíhá na poměrně malých prostorových škálách. Zajímavé procesy v erupcích je tedy nutné pozorovat s velmi vysokým prostorovým rozlišením. Pracovníci slunečního oddělení ASU pořídili a analyzovali unikátní pozorovací materiál popisující některé jemné detaily sluneční erupce.
Sluneční erupce jsou charakterizovány velmi strmým nárůstem intenzity elektromagnetického záření v celém spektru, především však v tvrdých oblastech ultrafialového a rentgenového záření. Standardní model vysvětluje jevy probíhající erupci pomocí ustálené rekonexe, což je dvojrozměrný model založený na fenomenologickém popisu. Ve třech dimenzích je však situace zcela jiná, což naznačují i některá dřívější pozorování. Podmínky pro vznik rekonexe jsou ve třech rozměrech dokonce méně přísné. Nevyžadují se nulové body magnetického pole, ale postačí oblasti velkých změn intenzity magnetického pole v malém prostoru (oblasti s vysokým gradientem pole). V nich se pak může vyvinout tzv. anomální odpor způsobený nejspíš přítomností plazmových vln, což vede k nárůstu elektrického proudu a efektivnímu průběhu rekonexe. Magnetická rekonexe v takových oblastech je charakterizována klouzavými pohyby magnetických siločar podél takového rozhraní, ve zkratce mluvíme o klouzavé rekonexi.
Klouzavá rekonexe je tedy obecnějším modem přestavby magnetického pole a očekávali bychom tedy, že ji bude možné běžně pozorovat. Některé pořízené časosběrné sekvence toto skutečně naznačují, ukazuje se však, že nejvíce limitujícím faktorem je malé prostorové rozlišení.
M. Sobotka s kolegy měli štěstí. 7. listopadu 2014 pozorovali s pomocí 1,5metrového dalekohledu GREGOR výsek aktivní oblasti s číslem NOAA 12205. Tato skupina byla v minulých dnech poměrně aktivní, vzplanula v ní celá série erupcí. V rámci testovacího režimu, kdy měli k prvotním vědeckým pozorováním přístup pouze členové konzorcia kolem dalekohledu, k nimž ASU patří, získali autoři pětiminutovou sekvenci snímků s vysokým rozlišením, během níž shodou okolností vzplanula slabší erupce a to zrovna v zorném poli snímajícího dalekohledu. Pár minut po ukončení pozorování dosáhl rentgenový tok svého maxima, v napozorovaných datech by tedy měly být známky počínající rekonexe.
Data byla pečlivě zpracována a opravena o rušivé atmosférické a přístrojové vlivy. Dále byla doplněna kontextovými pozorováními z datových archivů automatických kosmických observatoří Solar Dynamics Observatory a Hinode. Samotné sesazení těchto pozorování do stejného souřadnicového systému bylo velmi náročnou činností, už proto, že pozorování z GREGORa mají prostorové rozlišení 0,1” (a přitom 0,026” na pixel), zatímco snímky z kosmických družic mají rozlišení přinejmenším dvakrát horší.
V pozemních pozorování se podařilo identifikovat a dlouho sledovat šestici jasných uzlů, jejichž pohyby se odehrávaly pouze podél vlákna erupce. Pohyby některých z nich vysokými rychlostmi desítek metrů za sekundu byly zjevně synchronizovány (pohyby byly korelované), což svědčí o jejich propojení, pravděpodobně siločarami magnetického pole.
Autoři práce jsou přesvědčeni, že zejména dva uzly pohybující se podél vlákna opačným směrem jsou kotvícími body dvou smyček magnetického pole, mezi nimiž probíhá klouzavá rekonexe. Jejich pozorování je tedy nejen hledaným pozorovacím důkazem probíhající klouzavé rekonexe, ale vzhledem k volbě spektrální čáry i ukazuje, že energie uvolněná při tomto procesu ovlivňuje i vrstvy spodní chromosféry.
Doplňková analýza pozorování z přístroje Atmospheric Imaging Assembly (AIA) na SDO ukázala, že celá oblast je protkána tenkými erupčními smyčkami měnícími svoji polohu. Celkový kontext tedy skutečně svědčí pro probíhající klouzavou rekonexi. Práce nejenomže přináší unikátní pozorování tohoto jevu, ale především podtrhuje nutnost snímání aktivní jevů na Slunci s vysokým prostorovým a časovým rozlišením, chceme-li jim opravdu porozumnět.
Michal Švanda
Citace práce
Sobotka, M., Dudík, J. a kol., Slipping reconnection in a solar flare observed in high resolution with the GREGOR solar telescope, Astronomy & Astrophysics v tisku, preprint arXiv:1605.00464.
Kontakty:
RNDr. Michal Sobotka, CSc., DSc., msobotka@asu.cas.cz
RNDr. Jaroslav Dudík, Ph. D., dudik@asu.cas.cz