Vedcom sa po takmer 50 rokoch neúspešného pátrania konečne podarilo nájsť fenomén, ktorý by vysvetľoval príčinu, prečo je najvrchnejšia vrstva atmosféry Slnka oveľa horúcejšia ako ostatné vrstvy pod ňou. Hoci teóriu vysvetľujúcu tento jav navrhol už v roku 1972 astrofyzik Eugen Parker, až doposiaľ nebol hlavný aktér tejto teórie videný.

Slnečné nanoerupcie hľadáme už pol storočia

Teraz však nová štúdia publikovaná v žurnále Nature Astronomy naznačuje, že vôbec poprvýkrát sa nám podarilo zachytiť celý životný cyklus tohto dlho teoretizovaného fenoménu nazývaného nanoerupcie (nanoflares), o téme informovala NASA na svojom webe.

Nanoerupcie pozorované v štúdii vedca Shah Bahauddina. Bahauddin et al., Nature Astronomy, 2020

Nanoerupcie, ako už názov napovedá, sú veľmi malé eurupcie odohrávajúce sa na Slnku, ktoré majú veľkosť len jednej miliardtiny bežných slnečných erupcií. Podľa teórie Eugena Parkera by práve tieto nanoerupcie mali byť hlavnou príčinou veľkého ohrevu slnečnej koróny, ktorá je o niekoľko miliónov stupňov teplejšia ako vrstvy pod ňou.

Potvrdiť správnosť Parkerovej teórie sa však takmer pol storočia nedarilo najmä preto, lebo nikto nedokázal žiadnu nanoerupciu spozorovať.

Navyše, nestačí spozorovať len nejakú malú slnečnú erupciu a tvrdiť, že je to nanoerupcia. Každá nanoerupcia totiž musí spĺňať určité podmienky. Rovnako ako bežné eurupcie, aj nanoerupcie musia vzniknúť vplyvom magnetickej rekonekcie, fyzikálneho procesu prebiehajúceho vo vysoko vodivých plazmách, kde dochádza k premene magnetickej energie na kinetickú, tepelnú alebo zrýchlenie častíc, vyvolané prestavbou magnetickej topológie.

Okrem toho musia dokázať nanoerupcie vyhriať korónu, ktorá v niektorých prípadoch leží až niekoľko tisíc kilometrov nad miestom erupcie. Väčšina pozorovaných erupcií však dokáže zohriať len svoje bezprostredné okolie.

Detailný pohľad na jednu z analyzovaných slučiek. NASA/SDO/IRIS/Shah Bahauddin

Ako píše portál Tech Explorist, Shah Bahauddin sa so svojim tímom zameral na niekoľko malých jasných erupcií v tvare slučky s priemerom 96 kilometrov, ktoré si všimol „blikať“ pod horúcou korónou.

„Myslel som si, že slučky môžu trochu zohriať okolitú atmosféru“, uviedol Bahauddin. Nikdy som si však nepomyslel, že dokážu vytvoriť toľko energie, že by mohli vháňať horúcu plazmu do koróny a zohrievať ju“, dodal.

Čo naznačujú výsledky pozorovania?

Výsledky pozorovania uskutočnené satelitom IRIS (Interface Region Imaging Spectrograph) však naznačili, že pozorované slučky môžu byť dlho hľadanými nanoerupciami. Pozorovania totižto ukázali, že slučky sú až o niekoľko miliónov stupňov teplejšie ako ich okolie. Čo však bolo ešte zvláštnejšie, toto teplo sa distribuovalo úplne iným spôsobom ako vo väčšine ostatných prípadov.

NASA's Goddard Space Flight Center

Napriek tomu, že Slnko je zväčša tvorené vodíkom a héliom, v slučkách sa nachádzalo veľa ťažších prvkov, ako napríklad kremík, ktorý je oproti ľahkým prvkom oveľa energetickejší.

„Ak posuniete ľahkú guličku po podlahe, mala by sa dokotúľať ďalej ako ťažká gulička“, vysvetľuje Bahauddin. „V tomto prípade však ťažšie prvky vystreľovali do okolia rýchlosťou až 96 km/s, zatiaľ čo ľahšie prvky boli na nule“, dodal.

Všetko teda nasvedčovalo, že v pozorovaných slučkách sa musí odohrávať niečo zvláštne. Počítačové simulácie napokon ukázali, že takéto tepelné účinky je možné dosiahnuť iba magnetickou rekonekciou.

Výsledky však boli spočiatku považované len za akúsi hypotézu, pretože na dosiahnutie tohto typu zahrievania je potrebný špecifický podiel kremíka a kyslíka. Po opätovnom skontrolovaní všetkých meraní však vedci zistili, že všetky namerané hodnoty sa presne zhodujú s požadovaným podielom.

Ostávalo tak ešte zistiť, či pozorované slučky skutočne dokážu zohriať korónu. Vedci teda analyzovali údaje z oblasti priamo nad slučkami, tesne pred tým, ako došlo k ich vzplanutiu a zistili, že v pozorovaných oblastiach sa koróna približne o 20 sekúnd neskôr prehriala až na niekoľko miliónov stupňov Celzia.

Vedci sú však s vyvodením záverov a definitívnym potvrdením, že skutočne ide o dlho teoretizované nanoerupcie veľmi opatrní. Vo svojej štúdii totiž zdokumentovali iba 10 takýchto slučiek, zatiaľ čo ohrev celej koróny by ich vyžadoval oveľa viac.