Naše Slunce se na první pohled může zdát jako klidná a neměnná hvězda. Ve skutečnosti je však jeho povrch neustále v pohybu. Pod zdánlivě poklidnou září fotosféry probíhají složité magnetické procesy, které mohou vyústit ve velmi dramatické jevy. Mezi ty nejvýraznější patří sluneční erupce a protuberance, obrovské výrony energie a plazmatu, které mohou ovlivnit nejen prostor kolem Slunce, ale i naši planetu.
Slunce je tvořeno převážně vodíkem a heliem a jeho hmota existuje ve stavu plazmatu – tedy plynu, v němž jsou atomy rozděleny na nabité částice. Právě tento stav umožňuje vznik silných magnetických polí. Slunce se navíc neotáčí jako pevné těleso. Jeho rovníkové oblasti rotují rychleji než oblasti u pólů. Tento rozdíl způsobuje postupné kroucení a deformování magnetických siločar.
V místech, kde se magnetická pole extrémně zkroutí a nahromadí, vznikají oblasti silné magnetické aktivity. Právě zde často pozorujeme sluneční skvrny a právě zde se rodí i mnohem dramatičtější jevy – sluneční erupce a protuberance.
Sluneční erupce – výbuch na povrchu hvězdy
Sluneční erupce patří k nejenergetičtějším událostem ve Sluneční soustavě. Jde o náhlé uvolnění obrovského množství energie nahromaděné v magnetických polích v atmosféře Slunce. Když dojde k takzvané magnetické rekonekci – tedy k náhlému přeskupení magnetických siločar – energie se uvolní v podobě záření a proudů částic.
Během několika minut může být uvolněna energie odpovídající miliardám jaderných bomb. Erupce se projevuje prudkým zjasněním oblasti nad slunečními skvrnami a doprovází ji silné rentgenové a ultrafialové záření. Současně se do prostoru uvolňují proudy vysokoenergetických částic – elektronů, protonů a iontů.
Tyto částice se mohou šířit meziplanetárním prostorem rychlostí stovek až tisíců kilometrů za sekundu. Pokud je erupce nasměrována směrem k Zemi, mohou dorazit k naší planetě během několika hodin až dnů.
Protuberance – oblouky žhavého plazmatu
Protuberance jsou jedním z nejpůsobivějších jevů, které lze na Slunci pozorovat. Jde o obrovské oblouky nebo vlákna plazmatu, které vystupují z povrchu Slunce do jeho koróny. Tyto struktury jsou drženy nad povrchem silnými magnetickými poli.
Protuberance mohou dosahovat délky stovek tisíc kilometrů. Některé z nich existují jen několik hodin, jiné mohou přetrvávat i celé týdny. Při pohledu speciálními dalekohledy se jeví jako jasné oblouky vystupující nad okraj slunečního disku.
Někdy se protuberance destabilizují a dojde k jejich prudkému uvolnění do prostoru. V takovém případě hovoříme o takzvaném koronálním výronu hmoty (CME – coronal mass ejection). Do meziplanetárního prostoru se pak vyvrhne obrovské množství plazmatu, které může vážit miliardy tun.
Sluneční cyklus a období zvýšené aktivity
Aktivita Slunce není stálá. Prochází přibližně jedenáctiletým cyklem, během něhož se střídají období relativního klidu a období vysoké aktivity. Maximum slunečního cyklu je charakteristické velkým počtem slunečních skvrn, častými erupcemi i četnými výrony koronální hmoty.
V současnosti se nacházíme v období rostoucí aktivity slunečního cyklu číslo 25. To znamená, že podobné jevy můžeme pozorovat častěji než v předchozích letech.
Pro astronomy a fyziky představují tyto události důležitý zdroj informací o chování hvězd a magnetických polí. Pro technologickou civilizaci však mohou znamenat i určitá rizika.
Dopad na Zemi a lidskou civilizaci
Když proud nabitých částic ze Slunce dorazí k Zemi, narazí na magnetické pole naší planety. Magnetosféra většinu těchto částic odkloní, čímž chrání život na povrchu.
Interakce částic s magnetickým polem však může vyvolat geomagnetické bouře. Jedním z jejich nejkrásnějších projevů jsou polární záře. Ty vznikají, když nabité částice proniknou do horních vrstev atmosféry a excitují atomy kyslíku a dusíku, které pak září v charakteristických barvách.
Geomagnetické bouře však mohou mít i méně romantické důsledky. Silné sluneční erupce mohou narušit rádiovou komunikaci, ovlivnit navigační systémy nebo poškodit satelity na oběžné dráze. V extrémních případech mohou vyvolat i poruchy elektrických sítí na Zemi.
Historicky nejznámější událostí tohoto typu byla takzvaná Carringtonova událost z roku 1859. Tehdy extrémně silná sluneční erupce způsobila geomagnetickou bouři, která vyřadila telegrafní sítě a vyvolala polární záře viditelné až v tropických oblastech. My dnes máme oproti tehdejším lidem jednu velkou výhodu. Můžeme díky vesmírným technologiím sledovat „sluneční počasí a to přímo na odkazu https://soho.nascom.nasa.gov/
Dopad na lidské zdraví
Sluneční erupce a s nimi spojené proudy energetických částic mohou mít vliv i na lidský organismus, i když díky magnetickému poli Země a atmosféře je většina jejich účinků výrazně oslabena. Přesto se v obdobích silné sluneční aktivity objevují studie i pozorování naznačující určité souvislosti mezi geomagnetickými bouřemi a zdravotním stavem citlivějších lidí.
Ačkoliv nás atmosféra a magnetické pole Země chrání před přímým „sežehnutím“ částicemi, naše tělo je citlivý biostroj, který na změny elektromagnetického prostředí reaguje.
- Vliv na kardiovaskulární systém: Studie naznačují, že během silných geomagnetických bouří dochází k mírnému nárůstu srdečních příhod u citlivých jedinců. Předpokládá se, že magnetické pole může ovlivňovat autonomní nervový systém, který řídí srdeční rytmus a krevní tlak.
- Melatonin a spánek: Sluneční aktivita může potlačovat tvorbu melatoninu (hormonu spánku). Citlivější lidé tak mohou během erupcí pociťovat nespavost, neklid nebo mít velmi živé a vyčerpávající sny.
- Psychika a emoce: Existují statistické korelace mezi geomagnetickými bouřemi a zvýšenou mírou úzkosti, podrážděnosti nebo migrény. Někdy se mluví o tzv. „elektrosenzitivitě“.
- Biologické hodiny (Cirkadiánní rytmus): Změny v magnetickém poli mohou mást naše vnitřní hodiny, což vede k pocitu únavy podobnému „jet lagu“ (pásmové nemoci), i když jste nikam necestovali.
Významnější riziko by mohlo nastat především pro astronauty ve vesmíru nebo pro posádky letadel na velmi vysokých zeměpisných šířkách, kde je ochrana magnetického pole slabší. Proto jsou při silných slunečních erupcích někdy upravovány letové trasy polárních letů a kosmické agentury sledují sluneční aktivitu velmi pečlivě.
Slunce jako dynamická hvězda
Sluneční erupce a protuberance nám připomínají, že Slunce není statickým světelným diskem na obloze. Je to dynamická hvězda, v jejímž nitru probíhají procesy obrovských energií.
Zároveň je to hvězda, která umožnila vznik života na Zemi. Energie, kterou vyzařuje, udržuje klima, pohání atmosférické procesy a poskytuje světlo i teplo všem organismům na naší planetě.
Když se tedy na snímcích z kosmických observatoří objeví obrovská smyčka plazmatu nebo oslnivý záblesk sluneční erupce, není to jen astronomická zajímavost. Je to připomínka toho, že naše planeta existuje v prostředí kosmických sil, které nás přesahují – a že Slunce je mnohem živější hvězda, než se může na první pohled zdát.
(redakce)
foto: Miroslav Neumaier – tvoje příběhy
