Jak se šíří 'sluneční bouře' napříč soustavou?

- Vesmír autor: Ladislav Loukota

Pozorování Slunce patří mezi disciplíny, které pomohly moderní vědě k jejímu zrodu. Přesto máme stále co dohánět – úhlem našeho pohledu na Slunce je totiž skoro vždy jenom Země. Před dvěma lety se podařilo to pro jednou změnit, když improvizovaný pokus dovolil přeměnit flotilu kosmických sond na aparatury sledující průběh výronu koronální hmoty napříč celou sluneční soustavou. Poprvé v historii jsme tak mohli jev sledovat, jak se šíří napříč planetami.

První výron koronární hmoty byl pozorovaný už před dvěma staletími v roce 1859 nezávisle na sobě Richardem Carringtonem a Richardem Hodgsonem. Tento jev je většinou sice úzce spojen se známějšími slunečními erupcemi (často jde laicky o synonyma), některé z výronů však byly pozorovány bez přítomnosti erupce.

Ve skutečnosti se však liší v tom, co do okolí Slunce vysílají - výrony koronární hmoty, inu, pomalejší plazma v určitém směru, zatímco erupce posílají ven fotony rychlostí světla. Oba jevy mají rovněž odlišný efekt na planety. Erupce mohou způsobit horší kvalitu radiových vln, jinak jsou však neškodné. Oproti tomu výron koronální hmoty je odpovědný za polární záři a díky nabitým částicím může teoreticky způsobit i poškození elektroniky a elektrické sítě.

Za dobu od prvního pozorování erupce a výronu koronální hmoty se naše možnosti sledování Slunce řádově rozrostly, a občas čítají i satelity na sluneční polární dráze, které nám dovolují Slunce sledovat z úhlů pozemšťanům zapovězeným. Do události ze 14. října 2014 však neexistovalo nic, co dovolovalo sledovat, jak se plazma šíří celou sluneční soustavou. A jako mnoho vědeckých experimentů, i tento začal vlastně náhodou.

V den výronu se totiž tým Evropské kosmické agentury (ESA) operující se sondou Mars Express připravoval na pozorování blížící se komety. Připravené senzory sondy ovšem rovněž zaznamenaly i průběh erupce jako takové - a to přimělo vědce se zamyslet. Pokud událost zachytila naše sonda, které další sondy by mohly učinit totéž?

Rozběhlo se tak horečná komunikace s dalšími kosmickými agenturami, aby jejich sondy rovněž zachytily postup plazmatu. Nakonec se jim podařilo do pokusu zapojit hned deset sond. Zemi se hmota vyhnula - mračno zmagnetizovaného plazmatu však zamířilo do vektoru, v němž se shodou náhod nacházelo "rodinné stříbro" současného průzkumu sluneční soustavy.

Šíření vlny jako první doputovalo k sondě Venus Express a Stereo a poblíž Venuše, poté jej zachytila i flotila sond u Marsu. Krom zmíněného Mars Express také satelity Mars Odyssey a Maven, na povrchu pak rovněž rover Curiosity. Dále se vlna šířila k sondě Rosetta obíhající kometu 67P/Churyumov-Gerasimenko. Takto hluboko v kosmu pak hmotu ještě detekovaly dvě sondy - Cassini obíhající Saturn a New Horizons blížící se k Plutu. Je možné, že část dat naměřila dokonce i slavná sonda Voyager 2, v této vzdálenosti však byly stopy výronu již tak slabé, že byly pod rozeznávací schopností přístrojů.

Unikátní spolupráce

Když se podařilo dát data dohromady, rozprostřela se před vědci historie šíření, změny hustoty a zpomalování celého výronu. Mohlo by se zdát, že se plazma bude šířit rychlostí světla, ve skutečnosti však trvalo hmotě tři dny, než vůbec doputovala k Marsu. Při opuštění slunce se vlna šířila v průměru rychlostí tisíc kilometrů za sekundu, již u Venuše však zpomalila na 660 km/s, u Marsu pak na 647 km/s. Rosetta naměřila hmotě rychlost 550 km/s, Cassini zhruba 500 km/s a New Horizons pak pouze 450 kms/s.

Několik sond bylo rovněž vybaveno detektory radiace, které znovu potvrdily paradoxní fungování plazmatu jako "ochranné bubliny" před kosmickým zářením. Na úrovni Marsu došlo na pokles kosmického záření o 20 procent po dobu 35 hodin, u sondy Rosetta o 17 procent na 60 hodin a u Saturnu o 15 procent na skoro 100 hodin. To ukazuje, že jak se plazma šíří prostorem, pole její působnosti se rapidně zvyšuje.  

Experiment v zásadě neobjevil nic světoborného, potvrdil však platnost již dříve tušených závěrů a modelů šíření propagace slunečního větru na skutečných, hmatatelných datech. Navíc šlo rovněž i o unikátní příklad rychlé mezinárodní kooperace – co do území, které fyzicky přítomné aparatury sond pokryly, to byl vlastně největší podobný experiment dosavadních dějin.

Studium výronu koronální hmoty samotné může snad působit nadbytečně, právě koronální hmota však však byla odpovědná za tzv. Carringtonovu událost. Tato geomagnetická bouře z roku 1859 byla pojmenovaná podle jednoho z prvních pozorovatelů sluneční erupce. Svého času způsobila relativně malé škody. Pokud by však postihla dnešní technologicky závislou civilizaci, uštědřila by nám škody, které bychom napravovali po celá desetiletí.

Podle nejčernějšího scénáře by mohlo na většině plochy Země dojít k trvalému poškození rozvodných sítí, zastavení silniční dopravy, ztrátě počítačových dat, ztrátu kontaktu se satelity a zničení veškeré elektroniky - mohli bychom sice vybudovat vše znovu, týdny a měsíce bez moderní dopravy, zemědělství nebo třeba jen uskladňování potravin by však zřejmě měly za následek obrovské škody a oběti na životech.

Před podobnou událostí přitom stále nemáme žádnou praktikou obranu.

Tagy: slunce věda a technika dobývání vesmíru věda a poznání

Zdroje: Vlastní,Journal of Geophysical Research