Je to záhada, na kterou vědci hledají odpověď už déle než 80 let: Jak je možné, že sluneční koróna je 200krát žhavější než povrch Slunce?

Vědci Belgické královské observatoře a Katolické univerzity v Leuvenu jsou přesvědčení, že našli vysvětlení tohoto paradoxu: Vysokou teplotu sluneční koróny, okolí hvězdy tvořeného žhavými plyny z fotosféry (povrchu) Slunce, způsobují magnetické vlny. Vědci objevili vlny během nového výzkumu a popisují je ve studii publikované v odborném časopise The Astrophysical Journal Letters.

Mystérium žhavých plynů

Teploty ve vnější sluneční atmosféře, koróně, dosahují závratných hodnot – přes milion stupňů Celsia. Povrch Slunce má jen kolem 6 000 stupňů.  Vzhledem k tomu, že koróna je vzdálenější od zdroje tepla uvnitř hvězdy, dalo by se přitom logicky předpokládat, že vnější atmosféra bude chladnější.

Dříve astrofyzici formulovali hypotézu, podle které za ohřevem sluneční koróny stojí malé nanoerupce, které vytvářejí materiál teplejší než koróna. Jiná hypotéza zase vysokou teplotu koróny přičítala magnetické rekonexi, při které se magnetické siločáry přerušují a zase spojují. Při tomto jevu se uvolňuje energie.

Nová pozorování vycházející z dat evropské sondy Solar Orbiter teď napověděla jiné vysvětlení teplotního paradoxu. Pomocí snímků pořízených kamerou EUI (Extreme Ultraviolet Imager) sondy, která zaznamenává vysokoenergetické ultrafialové světlo vyzařované Sluncem, vědci dokázali odhalit detaily sluneční koróny s dosud nepozorovanými magnetickými strukturami. V nich sledovali rychlé oscilace, které podle jejich výpočtů významně přispívají k ohřevu koróny.

Energie z těchto rychlých oscilací převažuje nad energií z podobných, ale pomalejších oscilací, které byly známy už z minulosti.

Stojíme před rozuzlením?

„V posledních osmdesáti letech se fyzikové snažili teplotu koróny vysvětlit různými hypotézami. Teď se ale objevuje stále více důkazů, že koróna je ohřívána magnetickými vlnami,“ cituje magazín Space Toma Van Doorsselaereho, profesora fyziky plazmatu na Katolické univerzitě v Lovani, který se na výzkumu podílel.

Nově objevené struktury jsou vidět na videosekvenci pořízené zmíněným přístrojem EUI v říjnu loňského roku. Každá z magnetických oscilací, zvýrazněná modrými, zelenými a červenými obdélníky, je široká zhruba 10 000 kilometrů. Pro představu, Slunce má průměr 1 392 700 kilometrů.

Magnetické struktury zvýrazněné v červeném, modrém a zeleném obdélníku představují rychle kmitající magnetické vlny, které mohou vysvětlovat ohřev sluneční koróny. | zdroj: Kredit-Royal Observatory of Belgium

Sonda Solar Orbiter pořizuje blízké snímky naší hvězdy od roku 2020. Pozemské dalekohledy mohou poskytnout fotografie Slunce ve vyšším rozlišení, nemohou ale studovat extrémní ultrafialovou část slunečního světelného spektra. Tyto frekvence zemská atmosféra odfiltruje, proto pozemské dalekohledy nevidí mnoho klíčových jevů, které určují chování Slunce.

Sonda, která se opakovaně přibližuje do vzdálenosti menší než 77 milionů kilometrů od Slunce, což je pod oběžnou dráhou nejvnitřnější planety sluneční soustavy Merkuru, tyto problémy nemá. Už na svých prvních snímcích Slunce, zveřejněných  v červnu 2020, nalezla náznaky procesů, které by mohly hrát roli v záhadě koronálního ohřevu.

David Berghmans, solární fyzik z belgické Královské observatoře, který se na výzkumu podílel, magazínu Space sdělil, že vědecký tým bude ve studiu nově objevených magnetických vln na povrchu Slunce pokračovat. Vědec vyslovil názor, že „jsme blízko k vyřešení staré záhady“.