Sciencemag.cz
Doporučujeme
Teplota sluneční koróny v milionech stupňů (°C či K) je dosud trochu záhadou. Podle nové teorie by příčinou mohla být sluneční atmosféra těsně pod koronou, kde se zvukové vlny a některé vlny plazmatu šíří stejnou rychlostí. Vědci z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf nyní vyvinuli model, v rámci kterého se chování těchto vln plazmatu (tzv. Alfénových vln) podařilo pozorovat i laboratorně. Alfvénovy vlny se definují jako magnetoakustické vlny, obdoba zvukových vln v ionizovaném prostředí.
V jádru Slunce dosahuje teplota asi 15 milionů °C, na povrchu je to už jen asi 6 000 °C. V koróně (jasně zářící vnější část sluneční atmosféry) pak ale teplota překvapivě stoupá opět k několika milionům °C. Dalo by se to přirovnat k situaci, kdy by hrnec byl teplejší než sporák.
Všeobecně se předpokládá, že hlavní roli v ohřevu sluneční koróny hraje magnetické pole. Zůstává však sporné, zda je tento efekt způsoben především náhlou změnou struktury magnetického pole ve slunečním plazmatu, nebo tlumením různých typů vln. Nová práce drážďanských vědců se zaměřuje na Alfvénovy vlny, které se vyskytují pod korónou v horkém plazmatu sluneční atmosféry prostoupeném magnetickými poli. Magnetická pole působící na ionizované částice plazmatu, přičemž frekvence a rychlost šíření Alfvénových vln roste s intenzitou magnetického pole. Těsně pod sluneční korónou se nachází tzv. magnetická klenba (kanopa, canopy), vrstva, ve které jsou magnetická pole uspořádána převážně rovnoběžně se slunečním povrchem. Zde mají zvukové a Alfvénovy vlny zhruba stejnou rychlost, a proto se mohou snadno vzájemně měnit jedna na druhou. A magnetická energie plazmatu se přitom může měnit na teplo.
Problém byl ovšem prostředí nějak simulovat v laboratoři. Při dosavadních experimentech s plazmatem byla totiž rychlost Alfvénových vln mnohem vyšší než rychlost zvuku. Naopak v kapalných kovech (kde byly Alfvénovy vlny poprvé pozorovány) mnohem nižší. Laboratorně bylo potřeba generovat magnetické pole o intenzitě 54 T. Vlny pak dosáhly potřebné rychlosti v kapalném rubidiu. Samozřejmě experiment byl komplikován i tím, že rubidium coby alkalický kov je krajně reaktivní. Bylo potřeba použít speciální nádobu, která by navíc vydržela tlak asi 50 atmosfér vznikající v pulzním magnetickém poli. Na taveninu rubidia se navíc působilo střídavým proudem, teprve pak se podařilo vyvolat Alfvénovy vlny s požadovanými parametry.
F. Stefani et al, Mode Conversion and Period Doubling in a Liquid Rubidium Alfvén-Wave Experiment with Coinciding Sound and Alfvén Speeds, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.275001
Zdroj: Helmholtz Association of German Research Centres / Phys.org
good day coronal temperature 0 1000000000000000Celsium
magnetic Nm 0 9999999999999999999999999 kN
full speed 1800km/s