Když Galileo na počátku 17. století poprvé pozoroval tmavé skvrny na povrchu Slunce, netušil, že tím odstartuje vědeckou záhadu, která zůstane nevyřešená dalších 400 let. Tyto skvrny, které mohou přetrvávat dny, týdny i celé měsíce, fascinovaly celé generace vědců. Až dosud ale nikdo nedokázal přesvědčivě vysvětlit, proč vlastně zůstávají tak stabilní v chaotickém prostředí sluneční atmosféry.

To se teď změnilo díky nové studii publikované v časopise Astronomy & Astrophysics. Mezinárodní tým vedený experty z Německého institutu pro sluneční fyziku přišel s revoluční metodou, která umožnila odhalit, co drží sluneční skvrny pohromadě.

Magnety větší než Země

Sluneční skvrny vznikají tam, kde se koncentruje silné magnetické pole. To je srovnatelné s intenzitou magnetů v nemocničním MRI přístroji, jenže v měřítku, které několikanásobně přesahuje velikost Země. Skvrny se na Slunci jeví tmavé, protože jsou chladnější než okolní povrch. Ve skutečnosti by ale, pokud by byly pozorovány izolovaně, zářily jasněji než úplněk.

Počet skvrn se mění v rámci zhruba jedenáctiletého cyklu. V obdobích, kdy dosahuje maxima, dochází častěji k nestabilitám v magnetickém poli, což může vést k mohutným slunečním erupcím a výronům koronální hmoty. Magnetické pole sice chrání Zemi před erupcemi a slunečním větrem, neplatí to však pro obíhající satelity. Jejich zasažením by mohlo dojít k výpadkům telekomunikace či GPS.

Dlouho tušili, ale nemohli to dokázat

Vědci už dlouho předpokládali, že stabilitu slunečních skvrn zajišťuje rovnováha mezi tlakem plynů a magnetickými silami. Problém byl ale v tom, že daný předpoklad nebylo možné přesně ověřit. Rušivé vlivy zemské atmosféry totiž zkreslují měření magnetického pole Slunce z pozemních observatoří.

Průlom přinesla až nová metoda, kterou vědci vylepšili na základě původní technologie Institutu Maxe Plancka. Klíčem bylo odstranit rozmazání způsobené atmosférou při pozorování solárním teleskopem GREGOR. Tím se podařilo dostat k datům, která byla dosud možná jen ze satelitů.

Pomocí zdokonalené metody vědci analyzovali polarizované světlo ze Slunce a měřili magnetické síly uvnitř slunečních skvrn s takovou přesností, o jaké by si dříve mohli nechat jen zdát. Výsledky ukázaly, že uvnitř skvrn existuje dokonalá rovnováha mezi tlakem a magnetickým polem. Právě tato křehká rovnováha jim umožňuje odolávat turbulentnímu prostředí slunečního povrchu a přetrvávat celé měsíce.

Objev zdaleka nemá jen akademický význam. Pokud vědci pochopí, kdy a proč se rovnováha naruší, mohou lépe předpovědět, kdy sluneční skvrny přejdou do nestabilního stavu a spustí nebezpečné sluneční bouře. Taková schopnost predikce je klíčová pro ochranu satelitů, komunikačních sítí, energetických rozvodů i astronautů na oběžné dráze.

V době, kdy naše civilizace čím dál víc spoléhá na citlivou elektroniku a satelitní technologie, představuje tento výzkum důležitý krok ke zvýšení bezpečnosti vůči hrozbám z vesmíru. Současně jde o významný posun v oblasti sluneční fyziky - vědcům se podařilo skloubit špičková pozemní pozorování s pokročilými analytickými metodami a vyřešit jednu z nejstarších otázek astronomie.

Zdroj: https://www.sciencealert.com/a-400-year-old-mystery-about-the-sun-may-finally-be-solved