Proč je atmosféra Slunce mnohem žhavější než jeho povrch? Vědci napodobili jeho fungování a ohalili část záhady přímo v laboratoři

Zvláštní žár nad slunečním povrchem

Viditelná vrstva Slunce, kterou běžně považujeme za jeho povrch, má teplotu přibližně 5 500 stupňů Celsia. Vnější atmosféra zvaná koróna je však mnohonásobně teplejší, místy dosahuje více než milionu stupňů. Na první pohled to vypadá nemožně: proč je řídký plyn dál od hlavního zdroje energie tak horký?

Astronomové už desítky let hledají mechanismy, které do koróny přenášejí a uvolňují energii. Mezi hlavní kandidáty patří magnetická pole a drobné energetické události označované jako nanovzplanutí. Každá taková událost může být malá, ale obrovské množství podobných procesů by v součtu mohlo dodávat atmosféře významnou část tepla.

Slunce na laboratorním terči

Čínští výzkumníci použili na laserovém zařízení Shenguang-II čtyři překrývající se laserové svazky, kterými zasáhli plastový terč s jemně zvlněným povrchem. Materiál se na okamžik proměnil v plazma, tedy plyn tvořený elektricky nabitými částicemi. Právě plazma tvoří také sluneční atmosféru.

Na rozhraní různě hustých oblastí vznikaly charakteristické prstovité a houbovité struktury. Fyzici tento proces označují jako Rayleighovu–Taylorovu nestabilitu. V pokusu vznikala také magnetická pole, která se mohla vzájemně přeskupovat a uvolňovat energii do částic plazmatu.

Proč pomohly drobné nerovnosti

Výzkumníci porovnali zvlněný terč s hladkým. U strukturovaného povrchu naměřili vrcholovou elektronovou teplotu odpovídající přibližně 820 tisícům stupňů Celsia, téměř dvojnásobek hodnoty u hladké varianty. Počítačové modely zároveň ukázaly, že dodatečný ohřev významně souvisí s magnetickými poli.

Pokud se podobné děje odehrávají také ve sluneční koróně, mohly by vysvětlovat část jejího mimořádného žáru. Například při takzvaném koronálním dešti se relativně chladnější a hustší plazma pohybuje okolní atmosférou a může vytvářet podmínky pro vznik nestabilit.

Vyřešená záhada? Ještě ne

Laboratorní experiment neznamená, že vědci postavili miniaturu Slunce ani že definitivně vysvětlili veškeré zahřívání koróny. Hustota plazmatu, délka trvání dějů i další fyzikální okolnosti se od skutečného Slunce liší. Autoři však porovnali důležité fyzikální poměry, aby mohli odhadnout, které mechanismy mají šanci fungovat i v kosmickém měřítku.

Nová práce nabízí konkrétní, experimentálně podpořenou cestu, jak by se část magnetické energie mohla změnit v teplo. A připomíná, že pro pochopení hvězdy vzdálené 150 milionů kilometrů někdy potřebujeme především chytře zkonstruovaný malý experiment na Zemi.

MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT

Slunce se probouzí: vědci zaznamenali nečekaný nárůst jeho aktivity, dopady mohou být větší, než se čekalo

Když vznikala republika, Slunce vybuchovalo: Co se dělo ve vesmíru 28. října 1918

Proč Slunce vytváří na naší planetě magnetické jizvy — a co nám tím říká

^{Zdroje: Kód Enigma [1], Physical Review Letters – Primary research DOI [2], ScienceAlert – Solar corona laboratory research [3], NASA – The Sun [4], img ai generated}