Protuberance na Slunci a fotografie protuberancí

Protuberance jsou považovány za koronální kondenzace

Pojem protuberance pod sebou zahrnuje velké množství útvarů pozorovaných ve sluneční chromosféře a koróně. Na rozdíl od koróny má ale látka protuberance mnohem nižší teplotu (od 10 000 K výše) a naopak mnohem vyšší hustotu (10^-14 až 10^-12 g/cm³). Z pozemského hlediska se však jedna o dokonalé vakuum takže je s podivem, že takové nic dokáže zářit a dělat další divy.

Vzhledem ke své poloze jsou protuberance považovány za koronální kondenzaci. Ve skutečnosti však náležejí do fotosféry a chromosféry. Jedná se vlastně o termalizovanou plazmu a korpuskulární záření vycházející z chromosféry (případně fotosféry) podél siločar magnetického pole.

Protuberance jsou v podstatě chladná (ve srovnání se sluneční korónou s teplotou okolo 10⁶ až 10⁷ K) a hustá oblaka plazmatu, jejichž struktura je udržována magnetickými poli (obvykle 5 -10 × 10^-4 Tesla a více). K zániku protuberance duchází změnou, rozpojením (rekonexí) magnetického pole.

Co slovo protuberance vlastně znamená a kde se vůbec vzalo? Za to mohou první pozorování a neznalost fyzikální podstaty těchto jevů. První protuberance byly pozorovány během úplných slunečních zatmění na okraji slunečního disku, kde připomínaly velké rudé výrůstky, hrby. A ona podoba protuberancí se nakonec odrazila do samotného pojmenování protuberance. Jedná se totiž o složeninu dvou latinských slov - pro (jako) a tuber (hrb, boule či výrůstek).

Protuberance jako filamenty

Pozorujeme-li protuberanci na okraji slunečního disku může mít podobu efektních smyček, výtrysků, vějířů apod. Pozorujeme-li ale protuberanci promítající se na sluneční disk, pak tato má podobu tmavých pásů zvaných filamenty. Důvodem tmavého zabarvení filamentu je jeho nižší teplota a rovněž absorpce elektromagnetického záření.

Fyzické parametry protuberancí

Průměrná protuberance dosahuje výšky okolo 50 000 km, ty největší však mohou dosáhnout až 350 000 km. To odpovídá asi pětině průměru Slunce a nebo chcete-li - asi 28 průměrům naší planety Země. Ta největší zaznamenaná protuberance měla dosáhnout neuvěřitelné výsky 800 000 km, což odpovídá poloměru naší nejbližší hvězdy. Celková hmotnost materiálu protuberance je odhadována řádově na stovky miliard tun a uvolněná energie řádově na 10²³ J.

Čtěte také: Co je to sluneční erupce a CME a jaký mají vliv na Zemi?

Typická tzv. pokojná protuberance je stabilní strukturou s životností i několik měsíců a tedy i několika otoček Slunce kolem osy. Tyto protuberance se pozorují mimo aktivní oblasti slunečních skvrn. Mají následující fyzikální parametry:

• Hustota plazmy n_H ~ 10¹⁰ / cm³
• Elektronová teplota ~ 7 500 K
• Magnetické pole ~ 5 - 10 × 10^-4 T

Klidná protuberance (filament) představuje dlouhou a plochou strukturu kolmou ke slunečnímu povrchu. Obvyklá délka klidné protuberance činí 60 000 až 100 000 km, tloušťka 4 000 až 15 000 km a výška 15 000 až 100 000 km.

Klidné protuberance mají velice jemnou strukturu představovanou tenkými vertikálními vlákny s průměry nepřekračujícími 300 km. Tyto protuberance jsou typické pro staré a slabé magnetické oblasti. Zanikají buď pomalým rozkladem, stékáním plazmy do chromosféry a nebo náhlým zmizením (disparition brusque).

Protuberance a CME, erupce

Protuberance mohou trvat nejen po dobu několika měsíců, ale i po dobu několika dnů (klidná protuberance) a nebo dokonce pouhých hodin či minut (aktivní protuberance). Pokud sluneční protuberance dosáhne velké výšky ve velmi krátké době pak hovoříme o protuberanci stoupající (eruptivní).

V některých případech může dokonce u protuberancí dojít k tomu, že jejich materiál opustí mateřskou hvězdu v podobě výronu koronální hmoty (CME - Coronal Mass Eject). Velký a hustý oblak plazmy a elektricky nabitých částic opustí Slunce a je vyvržen do meziplanetárního prostoru. Při střetech se Zemí, resp. jejím magnetickým polem pak takovéto vyvržené balíky korpuskulárních částic mohou způsobovat polární záře.

CME tak dávají tušit, že některé protuberance jsou spojeny s aktivními oblastmi se silnými magnetickými poli a slunečními erupcemi, mnohdy se objevují souběžně. To se týče prakticky všech aktivních protuberancí. Zatímco ale sluneční protuberance vykazuje větší či menší změny polohy ve sluneční chromosféře a koróně, sluneční erupce žádnou změnu polohy nevykazuje. Erupce je pouze výronem energie během nějž erupční oblast mění postupně pouze svou jasnost, ale nikoliv svůj tvar.

Klasifikace protuberancí

Již výše jsem uvedl základní dělení slunečních protuberancí - na klidné a aktivní (eruptivní). Níže v tabulce jsou uvedeny jejich základní rysy:

Klasifikace protuberancí je problematická. Existuje jich celá řada, v odborné literatuře však nejspíše nemá jednoznačného přijetí. Vždyť první klasifikace byla zavedena již v roce 1875 (Secchi). Protuberance se mohou dělit podle tvaru, aktivity, podle polohy na Slunci i podle spektra:

• podle tvaru (čapkové, živý plot, smyčky, tornádo, fontána, koronální mrak, koronální déšť, val, strom, koruna stromu, živý plot, sprej, surge)
• podle polohy na Slunci (rovníkové protuberance, nízko- a vysoko- šířkové protuberance, polární protuberance)
• podle aktivity (klidné protuberance, koronální aktivní protuberance, aktivní protuberance, eruptivní oblouk, stoupající /eruptivní/ protuberance)
• podle spektra (kovová protuberance, vodíková protuberance)

Harvardská klasifikace protuberancí

Jednou z používaných klasifikací je tzv. harvardská klasifikace od D. Menzela a J. Evanse. Tato klasifikace poměrně dobře vystihuje vznik i vývoj slunečních protuberancí. Harvardská klasifikace rozlišuje čtyři základní skupiny protuberancí: AS, BS, AN, BN.

• AS - protuberance AS vznikají nad povrchem (A - above) skupiny slunečních skvrn (S - sunspot), v chromosféře. Mezi AS protuberance patří např. smyčkové
• BS - protuberance BS vznikají již ve fotosféře, tedy odspodu (B - below) ve skupině slunečních skvrn (S - sunspot). K BS protuberancím patří např. výtrysk
• AN - protuberance AN vznikají v koróně nad neaktivními oblastmi (A - above, nad) a beze skvrn (N - nonspot). K AN protuberancím patří např. klidná protuberance
• BN - protuberance typu BN opět vzniká na povrchu Slunce (odspodu, B - below) v neaktivní oblasti (N - nonspot). Příkladem BN protuberancí jsou např. spikuly

Sluneční protuberance, video

Použité zdroje

• Ilustrovaný slovník termínov slnečnej a slnečno-zemskej fyziky, SÚAA Hurbanovo 1983
• Encyklopédia astronómie; Anton Hajduk, Ján Štohl a kol., Obzor 1987
• Protuberance
• Slunce a jeho pozorování

Další související články: