Tento deň má upriamiť pozornosť na naše Slnko ako na udržateľný a obnoviteľný zdroj energie a jeho význam pre život na Zemi.
Ilustračný obrázok planéty Zem a Slnka z vesmíru. Zdroj: iStockphoto.com
Bez Slnka by nebol možný život na Zemi. Aj preto si táto hviezda, ktorá je pre nás zdrojom tepla, svetla a energie, zaslúži svoj sviatok.
Deň Slnka, ktorý slávime každý rok 3. mája, vyhlásil americký prezident Jimmy Carter v reakcii na rezolúciu amerického Kongresu v roku 1978. Cieľom bolo upriamiť pozornosť na veľký potenciál slnečnej energie a zvýšiť povedomie verejnosti o Slnku ako o udržateľnom a obnoviteľnom zdroji energie, ktorý ovplyvňuje technológie aj ľudskú civilizáciu.
To, že nám Slnko poskytuje svetlo a teplo, berieme ako samozrejmosť. Podľa astrofyzika Aleša Kučeru je to však vo vesmíre, kde panujú tma a chlad, niečo výnimočné. Len v malom okolí hviezd je teplo a svetlo. „Preto si naše Slnko zaslúži, aby sme mu aspoň raz za rok vzdali hold,“ hovorí RNDr. Aleš Kučera, CSc., z Astronomického ústavu SAV, v. v. i.
Čo vieme o Slnku
Slnko tvorí stred našej slnečnej sústavy, je jej najväčším objektom. Slnko je k Zemi najbližšia hviezda a je od nás vzdialené 150 miliónov kilometrov. Je jednou z viac než 100 miliárd hviezd v Mliečnej ceste.
Z astronomického hľadiska je Slnko obrovská plazmová (ionizovaný plyn, kde sú elektróny oddelené od atómových jadier) guľa tvorená z väčšej časti vodíkom (70,7 percenta) a héliom (27,4 percenta), zvyšok tvoria iné plyny. Slnko s hmotnosťou 1,9.10³⁰ kg je približne 333 000-krát hmotnejšie ako naša Zem a tvorí približne 99,8 percenta hmoty slnečnej sústavy. Polomer Slnka zodpovedá 109 polomerom Zeme. Naša Zem by sa do Slnka zmestila približne miliónkrát.
Slnko je v polovici života
Teploty na povrchu Slnka dosahujú okolo 5 500 stupňov Celzia. Teplota v jadre Slnka dosahuje okolo 15 miliónov stupňov Celzia.
V jadre našej hviezdy prebieha termonukleárna reakcia, pri ktorej sa vodík premieňa na hélium a vytvára energiu. Každú sekundu sa premení približne 700 miliónov ton vodíka na 696 miliónov ton hélia. „Ušetrené štyri milióny ton hmoty sa bez zvyšku premenia na čistú energiu a Slnko ju vyžiari. Zásoba vodíka v centre Slnka stačí na to, aby takéto reakcie prebiehali 10 miliárd rokov. Aktuálne je Slnko približne v polovici svojho života, má vek 4,5 miliardy rokov,“ uviedol astrofyzik Aleš Kučera pre stránku SAV.
Vedci získavajú o Slnku informácie iba zo žiarenia a z neutrín, ktoré vznikajú v centre Slnka pri termonukleárnych reakciách. Celkový žiarivý výkon Slnka je 3,826 x 1026 wattov.
Ako vzniklo Slnko?
Otázka, ako vznikli planéty a naše Slnko, zamestnáva vedcov už po stáročia. Domnienku, že naša slnečná sústava vznikla z rotujúceho prachového a plynového oblaku, vyslovil ešte v 18. storočí Immanuel Kant.
Vznik Slnka sa odhaduje približne na obdobie pred 4,5 miliardami rokov. Podľa vedcov vzniklo Slnko z obrovského rotujúceho oblaku plynu a prachu, známeho ako solárna prahmlovina, ktorá sa vplyvom gravitácie zrútila. Zrýchľujúci sa rotačný pohyb viedol k zmršťovaniu sa oblaku medzihviezdneho plynu a prachu. Väčšina matérie bola vtiahnutá do stredu a vytvorila žeravé teleso, takzvanú protohviezdu (protoslnko).
Pokračujúce gravitačné zmršťovanie spôsobilo zvyšovanie tlaku. Prudký nárast teploty v rodiacej sa protohviezde spôsobil termonukleárnu reakciu. Uvoľnením energie v podobe žiarenia vzniklo svietiace teleso – hviezda, v tomto prípade naše Slnko.
Všetky ostatné telesá slnečnej sústavy (planéty, trpasličie planéty, mesiace planét, asteroidy, kométy, meteoroidy a medziplanetárny prach) vznikli zo zvyšného materiálu, ktorý sa nestal súčasťou Slnka.
Vplyv slnečných erupcií
Slnečná aktivita, ktorá prebieha na Slnku, má z pohľadu života na Zemi aj svoju odvrátenú tvár. Môže ohroziť mnohé zariadenia, ktoré sú dôležité pre chod našej spoločnosti. „Ťažko si dnes vieme predstaviť život bez mobilov, navigácie, satelitnej televízie, rádiových prenosov či rozvodov elektrickej energie, ktoré by dokázala vyradiť jedna veľmi silná slnečná erupcia, sprevádzaná výronom koronálnej hmoty. Jedna taká už na Zem v roku 1859 udrela,“ konštatuje Aleš Kučera.
V dôsledku slnečných erupcií dochádza k výronu koronálnej hmoty. Zdroj: Space Weather
Preto sa podľa neho súčasná slnečná fyzika zameriava hlavne na skúmanie procesov vedúcich k slnečnej aktivite, erupciám a veľkým zmenám magnetických polí v slnečnej atmosfére, ktoré sú zodpovedné za vznik erupcií.
Výskum Slnka pod taktovkou NASA a ESA
Pre vedcov je Slnko fascinujúci vesmírny objekt. Výskumu Slnka sa venujú viaceré vesmírne misie, vďaka ktorým získavame o ňom stále viac poznatkov.
Ako prvá začala skúmať vesmír v blízkosti slnečných pólov sonda Ulysses. Išlo o spoločný projekt Európskej vesmírnej agentúry (ESA) a amerického Národného úradu pre letectvo a vesmír (NASA). Vypustili ju v októbri 1990 a svoju činnosť ukončila v roku 2009.
Ulysses počas 18 rokov svojho vesmírneho pôsobenia takmer trikrát úplne obehla okolo Slnka. Mapovala magnetické pole Slnka od pólu k pólu.
Medzi hlavné poznatky programu Ulysses patrili údaje, ktoré ukázali, že slnečný vietor v priebehu času slabne (v roku 2008 dosiahol 50-ročné minimum). Údaje z misie naznačili okrem iného aj to, že solárne magnetické pole na póloch Slnka je oveľa slabšie, ako vedci pôvodne predpokladali.
Sonda SOHO
Jednou z najdôležitejších misií na výskum Slnka je Solar & Heliospheric Observatory mission (SOHO), ktorá je spoločným projektom NASA a ESA. SOHO je doteraz najdlhšie fungujúci satelit na pozorovanie Slnka. Početné predĺženia misie umožnili sonde pozorovať dva 11-ročné slnečné cykly a objaviť tisíce nových komét.
Vesmírna sonda bola vypustená v decembri 1995 a svoju činnosť začala v máji 1996. Priniesla množstvo nových poznatkov o Slnku – od jeho jadra až po vonkajšiu atmosféru a slnečný vietor a objavila aj viac ako 3 000 komét. SOHO monitoruje vplyv vesmírneho počasia na našu planétu a zohráva dôležitú úlohu pri predpovedaní potenciálne nebezpečných slnečných búrok.
Projekt Solar Dynamics Observatory (SDO) je projektom NASA, ktorý sa začal v roku 2010. Toto slnečné observatórium je prvou družicou programu Living With a Star. Program je zameraný na pochopenie procesov prebiehajúcich na Slnku, ako napr. slnečný vietor, vyvrhovanie vysokoenergetických častíc alebo zmeny intenzity slnečného žiarenia, a ich vplyvov na Zem. SDO študuje slnečnú atmosféru v niekoľkých vlnových dĺžkach súčasne.
Najnovšími prírastkami do flotily prieskumníkov Slnka sú sondy NASA Parker Solar Probe, vypustená v roku 2018, a Solar Orbiter NASA a ESA, vypustená v roku 2020.
Míľnik vo výskume Slnka
Sonda Parker Solar Probe odštartovala zo Zeme v auguste 2018, misia má trvať približne sedem rokov. Zhromažďuje merania a snímky, ktoré majú vedcom pomôcť dozvedieť sa viac o tom, odkiaľ pochádza slnečný vietor a ako sa vyvíja. Okrem toho prispieva k predpovedaniu zmien vo vesmírnom prostredí, ktoré ovplyvňujú život a technológie na Zemi.
Sonda Parker Solar Probe. Zdroj: Laboratórium aplikovanej fyziky Univerzity Johnsa Hopkinsa
Ešte 24. decembra tohto roku by sa mala Sonda Parker Solar Probe spoločnosti NASA dostať k Slnku historicky najbližšie. Išlo by tak o prvenstvo vo výskume Slnka. Ak pôjde všetko podľa plánov, preletí okolo neho v spomínaný deň rýchlosťou 195 km/s.
Ak sa to podarí, bude Sonda Parker Solar Probe prvý človekom vytvorený objekt, ktorý sa dostane tak blízko k Slnku – do vzdialenosti 6,1 milióna kilometrov od „povrchu“ Slnka. Podľa Dr. Noura Raouafiho, vedca podieľajúceho sa na projekte, pôjde o monumentálny úspech pre celé ľudstvo, porovnateľný s pristátím človeka na Mesiaci v roku 1969.
Stále je toho veľa, čo o Slnku nevieme
Vedecké poznatky o Slnku sa za posledných 10 rokov výrazne posunuli. Stále však existujú otázky, na ktoré hľadajú slneční fyzici odpovede.
Vedci vedia, že intenzita slnečnej činnosti sa mení v priebehu pomerne pravidelných cyklov s periódou približne 11 rokov. Predpokladá sa, že je zapríčinená magnetickými poľami spomaľujúcimi prúdenie z jadra na povrch Slnka.
Vedci poznajú aj dlhšie cykly aktivity Slnka v trvaní stoviek až stotisíc rokov, kde boli zmeny žiarenia veľmi výrazné a spôsobovali na Zemi pokles priemernej teploty až o 10 °C, a tým pravidelné doby ľadové.Podstata a príčina slnečných cyklov však stále nie sú dostatočne objasnené.
Vedci sa taktiež pokúšajú odhaliť, čo a ako zohrieva horné vrstvy slnečnej atmosféry, chromosféru a korónu, ktoré sú výrazne horúcejšie ako spodná fotosféra.
Výzvu pre vedcov predstavuje aj schopnosť správne predpovedať vznik silných slnečných erupcií s cieľom chrániť astronautov, satelity a komunikačné technológie.
Zdroj: SAV (1, 2), NASA, Space.com, BBC, VND
(zh)
