Slunce je hvězda proměnná

pátek 17. duben 2015 11:30

aneb Astronomie v Nerudově poezii XXIII. Ve 28. kosmické písni najdeme další z přímočarých odkazů k astrofyzice – slunečním skvrnám. Ale nejen to...

Sama píseň o Slunci tak úplně není. Je o nás, kteří stejně jako Slunce nejsme bez poskvrny, ale měli bychom usilovat o to, abychom se „stali ideálem.“ Ale i v tom je (astro)fyzika. Dr. Ouhrabka, který nám na vysoké škole přednášel částicovou fyziku a astronomii, a také vedoucí mé diplomové práce, mi jednou řekl, že se společně se Sluncem snaží snižovat entropii, tedy míru neuspořádanosti, která se v našem okolí jinak všeobecně pořád zvyšuje.

Jak známo z termodynamiky, entropie sama od sebe s časem roste. Abych to vysvětlil na srozumitelném příkladu: dům nebo auto, pokud je budeme jen používat, nebo i když je jenom necháme stát, budou se opotřebovávat, časem chátrat a nakonec se začnou rozpadat. Samy od sebe. To je rostoucí entropie. I člověk, který se o sebe nestará, viditelně sám od sebe chátrá, roste jeho entropie. Růst entropie je tedy něco jako stárnutí. V případě lidského těla lze růst entropie jedině zpomalit, nikdy otočit. Ale pokud jde o lidskou duši, poznání či vědění, může entropie i klesat. Samozřejmě prostřednictvím vzdělání. Něco to však vždycky stojí. Musíme vložit nemalou energii – v souladu s fyzikální podstatou věci. Přesně o tom je Nerudova 38. píseň kosmická:

XXVIII.

Slunce je hvězda proměnná
a člověk jeho tvorem –
jak krásný je ten člověk předc
s svým ideálním vzdorem!

Vždyť i to Slunce oslnné
je samá, samá skvrna –
a člověk sám chce v světě být
jak z křišťálného zrna!

V jistém vždy Slunce období
se širším cloní kalem –
a člověk zas čím dál tím víc
chce stát se ideálem!

 

Přestože v písni nejde jen o Slunce, soustřeďme se přece jen na jeho Nerudou zmíněné skvrny. Objevil je už v 17. století Galileo Galilei, první člověk, který dalekohledem pozoroval vesmír. Jejich podstatu však astronomové odhalili až později. Zpočátku se například domnívali, že jde o stíny způsobené nějakými objekty nad povrchem Slunce (například mraky). Z historických důvodů se proto tmavším jádrům skvrn říká stín (latinsky umbra) a méně tmavým okrajům polostín (lat. penumbra). Ve druhé polovině 19. století už bylo známo, že jde o místa s nižší teplotou přímo na viditelném povrchu Slunce. Když v roce 1859 došlo na Slunci k velké erupci a následně ke geomagnetické bouři, kterou zaznamenaly obsluhy telegrafů, spojil britský astronom Richard Carrington oba jevy dohromady s výskytem obří sluneční skvrny.

 Carringtonova kresba sluneční skvrny z 1. září 1859

Carringtonova kresba sluneční skvrny z 1. září 1859. Bíle zakreslené oblasti označené písmeny A až D jsou projevy sluneční erupce (zdroj: Wikipedia)

Carrington pozoroval Slunce systematicky a roku 1863 objevil například i to, že rovníkové oblasti Slunce se otáčejí pomaleji než oblasti polární. Slunce tedy nerotuje jako pevné těleso. Ono také pevné není – je to koule žhavých plynů, a tudíž části, které jsou blíž k rotační ose, mají větší rychlost než ty vzdálenější. Dosud se rotace Slunce měří tzv. Carringtonovými otočkami, i když astrofyzikální význam takového počítání už prakticky vymizel.

Zürišský pozorovatel Rudolf Wolf zase už roku 1848 přišel na nápad posuzovat sluneční aktivitu podle počtu skvrn a počtu skupin, do nichž jsou soustředěny. Také Wolfovo číslo (počet skvrn + 10 x počet skupin) se používá k vyjádření aktivity Slunce dosud. Užitečné je hlavně ke sledování periody, s níž se aktivita Slunce mění. A na to, že období, kdy je na Slunci nejvíce skvrn, se vracejí přibližně po 11 letech (přesněji: dlouhodobý průměr za 300 let je 10,5 roku), přišel už v roce 1843 německý astronom Heinrich Schwabe.

Cykly sluneční činnosti podle Wolfových čísel

Cykly sluneční činnosti podle Wolfových čísel, tedy počtu skvrn a skupin skvrn (zdroj)

Náhled na sluneční skvrny byl tedy v roce 1878, kdy vyšla Nerudova sbírka Písně kosmické, už docela moderní, základy současné sluneční fyziky stály pevně. Díky pozorováním zatmění Slunce astronomové také věděli, že Slunce je obklopeno rozsáhlou atmosférou - korónou. V detailech toho dnes o sluneční činnosti a jejím vlivu na Zemi víme mnohem víc. Magnetické bouře sledujeme od skvrn, jež jsou jejich projevem na povrchu Slunce, až do sluneční atmosféry a pak jejich cestu prostorem Sluneční soustavy nejen k Zemi, ale i k dalším planetám. Slunce pozorují družice nejen ve viditelném světle, ale také v ultrafialovém záření, dokonce i v rentgenovém oboru! Máme obrazy Slunce, o jakých se Janu Nerudovi ani nesnilo. Obrazy, na které by nestačila ani ta nejbujnější básnická fantazie:

Slunce ve viditelném světle (14. 10. 2014)

Slunce ve viditelném světle na snímku družice SDO (říjen 2014), do obrovské skvrny, která dominuje slunečnímu kotouči, by se planeta velikosti naší Země vešla několikrát.

 

Detail sluneční skvrny na snímku japonské družice Hinode 14. 12. 2006 22:07 UT

Detail sluneční skvrny na snímku japonské družice Hinode ze 14. prosince 2006 22:07 UT

 

Detail sluneční skvrny na snímku japonské družice Hinode 14. 12. 2006 22:09 UT

Stejná skvrna o dvě minuty později - bílé oblasti jsou projev erupce (přesně totéž zaznamenal v roce 1859 Carrington)

 

Kombinovaná data Hinode a RHESSI

Erupce se projevila i rentgenovým zářením - porovnání dat sond Hinode a RHESSI

 

Detail sluneční granulace (Hinode)

Detail sluneční granulace na viditelném povrchu (fotosféře) - vzestupných a sestupných proudů plynu (Hinode)

 

Slunce v ultrafialovém záření na snímku družice SDO

Sluneční atmosféra v ultrafialovém záření na snímku družice SDO (Solar Dynamics Observatory) - nad místy, v nichž jsou ve fotosféře vidět tmavé skvrny, je atmosféra Slunce naopak horká a tyto oblasti jsou pak světlé.

 

Vývoj sluneční aktivity během 11 letého cyklu

Vývoj sluneční aktivity během jedenáctiletého cyklu - ultrafialové snímky pořízené družicí SOHO (zdroj: ESA&NASA/SOHO)

 

Erupce 31. 8. 2012 - SDO

Detail sluneční erupce (výronu koronální hmoty) z 31. srpna 2012 na obrázku složeném ze snímků ve dvou různých vlnových délkách UV záření (zdroj: SDO)

 

Sluneční erupce (SOHO, TRACE, RHESSI)

Slunce ve viditelném světle, UV záření i pod rentgenem - obrázek složený z dat tří slunečních kosmických observatoří (SOHO, TRACE a RHESSI)

 

Výron koronální hmoty, SOHO

Výron hmoty do sluneční koróny na snímku z koronografu sondy SOHO

Slunce je ale hvězda proměnná nejen kvůli skvrnám a erupcím. V Nerudově době ještě nebylo astronomům známo, že výkon Slunce neustále roste. Důsledkem toho je také rostoucí teplota na Zemi. Přibližně za 1,5 miliardy roků stoupne teplota na povrchu Země ku 100 °C a život na naší planetě, alespoň v současné podobě, už nebude možný. Nakonec se ve Slunci utopí celá planeta. I o tom Jan Neruda píše, ale řada na toto téma přijde až mnohem později, ve třetí kapitole od konce.

 

Jan Veselý

Jan Veselý

Jan Veselý

Jako správný bloger píšu o čemkoli, čemu nerozumím. Nerozumím ničemu (to mělo být něco jako „Vím, že nic nevím“, ale nečekám, že mi to spolknete). Z grafomana, který strašně nerad píše, se ze mě díky blogu stal grafoman, který by hrozně rád psal pořád, jen na to nemá čas.

Zabývám se popularizací astronomie a příbuzných věd v instituci zvané Hvězdárna a planetárium v Hradci Králové, takže jsem vlastně učitel bez povinnosti zkoušet, známkovat a udržovat kázeň. Kromě fyzikálního pohledu na svět mě zajímá hlasitá hudba (od pankáčů po Šostakoviče), divadlo, opera, výtvarné umění a čím dál víc i historie.

REPUTACE AUTORA:
8,90