Úplné zatmění Slunce v Severní Americe by mohlo pomoci objasnit přetrvávající záhadu týkající se Slunce

Úplné zatmění Slunce nastane 8. dubna v celé Severní Americe. K těmto jevům dochází, když Měsíc projde mezi Sluncem a Zemí a zcela zakryje Slunce. Pozorovatelé se tak ponoří do tmy podobné svítání nebo soumraku.

Během nadcházejícího zatmění prochází dráha úplného zatmění, kde pozorovatelé zažijí nejtmavší část měsíčního stínu (umbra), Mexikem, obloukem na severovýchod přes Texas, Středozápad a krátce vstoupí do Kanady a skončí v Maine. K úplným zatměním Slunce dochází zhruba každých 18 měsíců na některém místě na Zemi. Poslední úplné zatmění Slunce, které přešlo přes území USA, se odehrálo 21. srpna 2017.

Mezinárodní tým vědců pod vedením Aberystwythské univerzity bude provádět experimenty z blízkosti Dallasu, z místa ležícího na dráze totálního zatmění. Tým se skládá z doktorandů a výzkumníků z Aberystwyth University, Goddardova centra vesmírných letů NASA v Marylandu a Caltechu (Kalifornského technologického institutu) v Pasadeně.

Během zatmění lze provádět cenné vědecké práce, které jsou srovnatelné nebo lepší než ty, kterých můžeme dosáhnout prostřednictvím vesmírných misí. Naše experimenty mohou také objasnit dlouholetou záhadu týkající se nejvzdálenější části atmosféry Slunce, jeho koróny.

Během úplného zatmění Slunce je intenzivní světlo Slunce blokováno Měsícem. To znamená, že můžeme pozorovat slabou sluneční korónu s neuvěřitelnou jasností, a to ze vzdáleností velmi blízkých Slunci, až do několika slunečních poloměrů. Jeden poloměr je vzdálenost odpovídající polovině průměru Slunce, tedy asi 696 000 km.

Měření koróny je bez zatmění velmi obtížné. Vyžaduje speciální dalekohled zvaný koronograf, který je navržen tak, aby blokoval přímé světlo ze Slunce. To umožňuje rozlišit slabší světlo z koróny. Jasnost měření zatmění předčí i koronografy umístěné ve vesmíru. Korónu můžeme také pozorovat s relativně malým rozpočtem, ve srovnání například s misemi kosmických sond. Přetrvávající hádankou ohledně koróny je pozorování, že je mnohem teplejší než fotosféra (viditelný povrch Slunce).

Jak se od horkého objektu vzdalujeme, okolní teplota by měla klesat, nikoliv stoupat. Jednou z otázek, kterou budeme zkoumat, je, jak se koróna zahřívá na tak vysokou teplotu. K dispozici máme dva hlavní vědecké přístroje. Prvním z nich je Cip (koronální zobrazovací polarimetr). Cip je také velšský výraz pro „pohled“ nebo „rychlý pohled“. Přístroj pořizuje snímky sluneční koróny pomocí polarizátoru.

Světlo, které chceme z koróny měřit, je vysoce polarizované, což znamená, že se skládá z vln, které kmitají v jedné geometrické rovině. Polarizátor je filtr, který propouští světlo s určitou polarizací a blokuje světlo s jinou polarizací. Snímky Cip nám umožní změřit základní vlastnosti koróny, jako je její hustota. Vrhne také světlo na jevy, jako je sluneční vítr. Jedná se o proud subatomárních částic ve formě plazmatu. Přehřáté hmoty, který nepřetržitě proudí ze Slunce ven. Cip by nám mohl pomoci identifikovat zdroje některých proudů slunečního větru ve sluneční atmosféře.

Přímá měření magnetického pole v atmosféře Slunce jsou obtížná. Data ze zatmění by nám však měla umožnit studovat jeho jemnou strukturu a sledovat směr pole. Budeme moci zjistit, jak daleko od Slunce sahají magnetické struktury nazývané velké „uzavřené“ magnetické smyčky. To nám zase poskytne informace o velkorozměrových magnetických podmínkách v koróně.

Druhým přístrojem je Chils (koronální čárový spektrometr s vysokým rozlišením). Sbírá spektra s vysokým rozlišením, kde je světlo rozděleno na jednotlivé barvy. Zde hledáme konkrétní spektrální signaturu železa vyzařovaného z koróny.

Skládá se ze tří spektrálních čar, v nichž je světlo vyzařováno nebo pohlcováno v úzkém frekvenčním rozsahu. Každá z nich vzniká při jiném rozsahu teplot (v milionech stupňů), takže jejich relativní jas nám vypovídá o teplotě koronální vrstvy v různých oblastech. Mapování teploty koróny slouží jako podklad pro pokročilé počítačové modely jejího chování. Tyto modely musí zahrnovat mechanismy, jak se koronální plazma zahřívá na tak vysoké teploty. Tyto mechanismy mohou zahrnovat například přeměnu magnetických vln na tepelnou energii plazmatu. Pokud ukážeme, že některé oblasti jsou teplejší než jiné, lze to v modelech zopakovat.

Letošní zatmění nastane také v době zvýšené sluneční aktivity, takže bychom mohli pozorovat výron koronální hmoty (CME). Jedná se o obrovská oblaka zmagnetizované plazmy, která jsou vyvržena ze sluneční atmosféry do vesmíru. Mohou ovlivnit infrastrukturu v blízkosti Země a způsobit problémy důležitým satelitům.

Mnoho aspektů CME je nedostatečně prozkoumáno, včetně jejich raného vývoje v blízkosti Slunce. Spektrální informace o CME nám umožní získat informace o jejich termodynamice, rychlosti a rozpínání v blízkosti Slunce. Naše přístroje pro měření zatmění byly nedávno navrženy pro vesmírnou misi nazvanou Mesom (Moon-enabled Solar occultation mission). V plánu je obíhání Měsíce za účelem získání častějších a delších pozorování zatmění. Je plánována jako mise britské vesmírné agentury, na níž se podílí několik zemí, ale vedou ji University College London, University of Surrey a Aberystwyth University.

K dispozici bude také pokročilá komerční 360stupňová kamera, která bude pořizovat videozáznamy zatmění 8. dubna a místa pozorování. Toto video je cenné pro osvětové akce, na kterých upozorňujeme na naši práci, a pomáhá vyvolat zájem veřejnosti o naši místní hvězdu, Slunce.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: ca.news.yahoo.com, vox.com