Slunce nemá tvar ideální koule

Američtí astronomové použili data z družice RHESSI (Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager), z nichž určili „kruhovitost“ slunečního kotouče s doposud nevídanou přesností. Z výsledků měření vyplynulo, že Slunce nemá tvar ideální koule. V letech s vysokou sluneční aktivitou se Slunce jeví částečně jako „slupka ananasového melounu“, který viditelně zvětšuje své zploštění: rovníkový průměr Slunce se stává nepatrně větší než polární průměr.

Na připojeném diagramu je zploštění Slunce 10 000krát zvětšeno, aby bylo snadněji rozpoznatelné. Červená křivka – to je ideální koule. Modrá křivka představuje zprůměrovaný tvar Slunce za tříměsíční periody. Křivka, vytvořená černými hvězdičkami, kopíruje 10denní průměrné hodnoty tvaru Slunce. Odchylky v desetidenní křivce jsou reálné a jsou způsobeny silnými magnetickými „horskými hřbety“ v okolí slunečních skvrn.

„Slunce je největší, a proto tedy i nejhladší těleso ve Sluneční soustavě, s odchylkami od ideálního tvaru maximálně 0,001 %, protože má mimořádně silnou gravitaci,“ říká spoluautor studie Hugh Hudson (UC Berkeley). „Proměřování jeho přesného tvaru však není vůbec snadný úkol.“

Tým astronomů vykonal složitou práci při analýze dat z družice RHESSI, což je kosmický dalekohled, vypuštěný na oběžnou dráhu kolem Země v roce 2002 a který sleduje rentgenové a gama záření Slunce. Jeho úkolem je výzkum slunečních erupcí. Ačkoliv družice RHESSI nebyla nikdy zamýšlena k měření tvaru Slunce, ukázala se být přímo ideální pro tento účel. RHESSI pozoruje sluneční disk přes úzkou štěrbinu, přičemž rotuje 15krát za minutu. Tato rychlá rotace družice a velké množství shromažďovaných dat (nezbytných k zachycení rychlých slunečních erupcí) ji „udělalo“ vhodnou k výzkumu tvaru Slunce se systematickou chybou mnohem menší než u jakýchkoliv dřívějších pozorování.

„Zjistili jsme, že povrch Slunce má hrbolatou strukturu: světlá vyvýšená místa jsou uspořádána do soustavy vzorů, jako na povrchu ananasového melounu,“ popisuje Hugh Hudson. V průběhu aktivní fáze slunečního cyklu se tyto „hřbety“ vynořují v oblasti slunečního rovníku, rozjasňují a zvětšují „hvězdný pás“ – tj. rovník Slunce. Je to proto, že v maximu sluneční činnosti se velké skvrny vyskytují ve větším množství právě v blízkosti slunečního rovníku. V době měření družicí RHESSI (v roce 2004) zvýšily vytvořené hřebeny zdánlivý rovníkový průměr Slunce o úhel (10,77+/-0,44) obloukové milisekundy, což odpovídá tloušťce lidského vlasu pozorovaného ze vzdálenosti 1,6 km.

„To se může zdát jako velmi malý úhel, avšak ve skutečnosti je velmi významný,“ říká Alexei Pevtsov, vědecký pracovník NASA. Nepatrné odchylky od ideálního tvaru Slunce mohou například ovlivňovat působení sluneční přitažlivosti na planetu Merkur a ovlivnit tak testování Einsteinovy teorie relativity, které závisí na pečlivém změření parametrů drah vnitřních planet. Malé výduti také prozrazují pohyby, ukryté uvnitř Slunce.

Tyto „melounové hřebeny“ mají magnetický původ. Ohraničují obrovské konvekční bubliny teplejších plynů stoupajících vzhůru, které jsou na povrchu Slunce označovány jako supergranulace. Tyto supergranule se podobají bublinám vařící vody v odpovídajícím hvězdném měřítku: na Slunci je jejich průměr kolem 30 000 km (přibližně 2krát více než je průměr Země) a jsou tvořeny kypící horkou plazmou. Magnetická pole uvnitř těchto bublin jsou vytlačena směrem k okraji, kde vytvářejí již zmiňované nerovnosti. Ty jsou nejnápadnější v letech kolem maxima sluneční činnosti, kdy vnitřní sluneční dynamo zvýší produkci silných magnetických polí. Sluneční fyzikové již dlouho vědí o supergranulaci a soustavě magnetických polí, avšak teprve nyní odhalili pomocí družice RHESSI neočekávané souvislosti se zploštěním Slunce (respektive se zvětšením jeho rovníkového průměru).

„Když jsme odečetli účinek sítě magnetických polí, obdrželi jsme čistá měření tvaru Slunce, vyplývajícího pouze z působení gravitačních sil a vlastní rotace,“ říká Hugh Hudson. „Opravené zploštění nemagnetického Slunce je (8,01+/-0,14) obloukové milisekundy, což je velmi blízko hodnoty, očekávané z prosté rotace“.

Další analýza zploštění Slunce na základě dat z družice RHESSI může vědcům pomoci odhalit typ dlouho hledaných seismických vln, rezonujících skrz vnitřní oblasti Slunce: gravitační oscilace či tzv. „g-mód“. Odhalení g-módu by otevřelo nový obor sluneční fyziky – výzkum vnitřního jádra Slunce.

Zdroj: http://science.nasa.gov/headlines/y2008/02oct_oblatesun.htm

autor: František Martinek