Sonce v H-alfa svetlobi - izjemen izbruh koronarne mase (coronal mass ejection - CME) na robu diska - 30. sep. 2015

Sonce v H-alfa svetlobi
Izjemen izbruh koronarne mase (coronal mass ejection - CME) na robu diska,
- 30. sep. 2015

Zorko Vičar

Izbruh je segal tja do razdalje 40 % premera Sonca (nad njegovo površino) in je trajal kar nekaj ur. To ni bil zgolj svetlobni blišč ampak pojav, ki se mu pravi izbruh (izmet) koronarne mase (coronal mass ejection - CME ali množina CMES) v področju Sonca pod oznako R2422.

Izvržen material je plazma in jo sestavljajo predvsem elektroni in protoni. Medtem ko so blišči zelo hitro se spreminjajoče strukture (kjer se tudi dogaja izmet plazme), so izbruhi koronarne mase (CMES) relativno počasni procesi. Razsežni izbruhi koronarne mase se dogajajo skoraj dnevno. Med enim takim izbruhom Sonce v medplanetarni prostor pošlje približno 1012 kg mase, odvisno od intenzitete. Glavna razlika med blišči in izbruhom koronarne mase (CMES) je skala, na kateri se pojavljajo. Sončevi blišči so relativno majhne in lokalne strukture, ki se odvijajo nizko v sončevi atmosferi, v bližini Sončevih peg, kjer so skoncentrirane magnetne silnice. CMES na drugi strani pa so zares ogromne strukture "visoko" v sami koroni. So lahko celo večji od Sonca samega! Druga razlika je, da se blišči hitreje razvijajo in sproščajo intenzivne rentgenske in gama žarke, kar pomeni, da lahko posledično blišč doseže Zemljo v približno osmih minutah, toliko namreč traja, da svetloba pride od Sonca do Zemljo. CMES se tvorijo počasi in večinoma niso zelo svetli. CMES povzroči magnetni udarni val - veliko hitro gibajočih še nabitih delcev.

Za CMES in blišče se verjame, da nastajajo zaradi ponovnega magnetnega povezovanja (magnetic reconnection). To se dogaja, ko se srečajo magnetne silnice dveh magnetnih polj, ki imata nasprotno smer in se nato spojijo v nižje energijsko stanje. Ta sprememba je povezana s sprostitvijo veliko energije (v obliki elektromagnetnega valovanja in kinetične energije same plazme). A povezava med CMES in blišči še ni povsem dokazana. CMES in blišči so pogosto povezani, a ne nujno. Tako je bilo v tem primeru, ko sploh ni bil zaznan izrazit blišč. Izbruh koronarne mase (CMES) in s tem magnetni udarni val rabi običajno 18 do 36 ur, da doseže Zemljo. Izbruhi koronarne mase imajo lahko velike negativne vplive na električne sisteme na Zemlji (spremembe magnetnih polj pomenijo velike inducirane napetosti, ki poženejo tokove po električnih omrežjih).


Animacija izbruha CME je zelo groba, a iz nje se razbere izjemna razsežnost dogodka, ki je bil viden tja do razdalje 40 % premera Sonca, to je približno 44 premerov Zemlje (nad robom Sonca). Posnetki so nastali skozi H-alfa teleskop Lunt 35 mm (Band Pass - pasovna širina: <0.7 Angstrema), zgolj z žepnim nizkocenovnim kompaktnim digitalnim fotoaparatom Nikon COOLPIX S6400 - iz roke skozi okular (foto: Vičar Z., ARSO).

Prva slika Sonca v animaciji je nastala 30. sep. 2015 ob 10:21 h, zadnja pa ob 11:51 h po lokalnem času. Samo dinamiko pa smo opazovali - v presledkih - od 10 h pa tam do 13 h. Precej so nagajali oblaki. Animacija je zanimiva s stališča šolske astronomije, saj kaže, da z zelo preprosto opremo in tehniko slikanja lahko dosežemo zelo poučne rezultate o dogajanju v in na Soncu. Sonce je namreč - kot najpomembnejša zvezda za življenje na Zemlji in seveda nam najbližja - še zmeraj preskromno zastopano pri pouku naravoslovja.
Med zadnjim in predzadnjim posnetkom je minilo 25 min in ocena povprečne hitrosti iz premika (iz slik sem ga ocenil na 15 premerov Zemlje) je:
v = (15*2*Rz)/(t) = (15*2*6400 km)/(25*3600 s/60) = 130 km/s.
To je približno že kar tisočina hitrosti svetlobe. V resnici so hitrosti veliko višje, saj gravitacija zavira radialno gibanje vstran od Sonca. Natančnejše meritve hitrosti izbruhov dajo vrednosti od 20 do 3200 km/s. Torej je naša ocena kar pravšnja, s tem, da smo lahko upoštevali le komponento hitrosti plazme pravokotno na vidni rob Sonca.
Ubežna hitrost s Sonca je 617.7 km/s (da dobimo to hitrost, izvedemo fizikalno enako preprost premislek, kot za drugo kozmično hitrost z Zemlje) in iz tega lahko sklepamo, da kdaj cele gmote plazme zapustijo Sonce (ko so hitrosti večje ali enake hitrosti 617.7 km/s). Hitrosti posameznih ionov in predvsem elektronov pa so lahko tudi blizu svetlobne hitrosti in ti delci zadevajo tudi naš planet, oziroma nas pred njimi kar uspešno varujeta magnetno polje Zemlje in atmosfera.
Letošnji izbruh koronarne mase je bil manj izrazit, a še zmeraj razreda M, kot lanski blišč in izbruh 24. avgusta 2014, ki je bil razreda M5.9. Tudi vizualni efekt je bil precej manj izrazit, ne toliko po doseženi razdalji (vidnosti) od Sonca v H-alfa svetlobi, ampak po razsežnosti in svetlosti izvržene plazme. Letošnji izbruh koronarne mase smo lahko opazovali kar nekaj ur, čeprav brez izrazitega blišča.

Multiple Coronal Mass Ejections (CMEs) - Region 2422.
Vir: http://www.spaceweather.com/images2015/01oct15/cme_anim2.gif?PHPSESSID=vua50b4q7mbph4t2bnkfe917v3
https://www.youtube.com/watch?v=5_WaYRmOIdA

DARK PLASMA ERUPTION: On Sept. 30th, a massive plume of dark plasma rose up from the sun's western limb and erupted. NASA's Solar Dynamics Observatory recorded the blast:



Opazovanje Sončevega izbruha razreda M5.9,
- 24. avgust 2014 (samo enkrat v življenju)
( strani 366 - 367, Spika 9 [2014] )

Sledi še nekaj slik CMES - 30. sep. 2015.
































































SDO posnetek 30. sep. 2015 11h 43min.



Sonce v H-alfa svetlobi - izbruh (coronal mass ejection - CME) na robu diska - 29. sep. 2015.
To je bil uvod v dogodke 30. sep. 2015.





Povzel: Zorko Vičar

Nazaj na aktualno stran.
Nazaj na domačo stran.
PS

Leto svetlobe, Sonce in Stefan [180 let od rojstva],
energijska bilanca Zemlje

Ob dogodkih povezanih s Soncem ni napak omeniti, da je prav naš Jožef Stefan prvi na svetu pravilno zapisal zakon o sevanju črnega telesa (j = σ*T4) - in kaj mislite, da je doktor Jožef takoj po zapisu zakona izračunal? Leta 1879 je kot prvi na svetu izračunal smiselno vrednost temperature Sončevega površja. Na wikipediji lahko preberemo:
"With his law Stefan determined the temperature of the Sun's surface and he calculated a value of 5430 °C. This was the first sensible value for the temperature of the Sun."
Danes si brez Stefanovega zakona ne moremo predstavljati smiselne razlage fenomena Sončevih peg, ne astrofizike, ne prasevanja, ne razlage življenja vesolja - kozmologije, ne energijske bilance Zemlje, ne dogajanj v njeni atmosferi (vreme), ... Z njim računamo tudi temperaturo vesolja, razdalje do zvezd, naselitvene cone okrog zvezd (iščemo planete primerne za življenje), itn.
In prav je, da se ob takem dogodku, in ker je leto 2015 posvečeno svetlobi, spomnimo na velikega znanstvenika Jožefa Stefana, ki je s svojim zakonom (j = σ*T4) svetlobi in vesolju dal popolnoma novo razumevanje - ključe do prapoka.
Po njem se imenuje tudi krater na Luni in seveda Institut "Jožef Stefan" v Ljubljani.


Jožef Stefan, slovenski fizik, matematik in pesnik, prof. fizike na dunajski univerzi,
* 24. marec 1835, Šentpeter pri Žrelcu (sedaj predel Celovca), † 7. januar 1893, Dunaj. Prvi pravilno izračuna temperaturo Sonca iz lastnega zakona o sevanju črnega telesa (j = σ*T4). Dojel je, da mora biti elektromagnetni izsev teles zaradi temperature povezan z gibanjem molekul, atomov, elektronov in torej z absolutno temperaturo teles (). To je Stefanu prineslo velik uspeh pri interpretaciji meritev temperature in sevanja, kar je rezultiralo v zakon, ki ga danes imenujemo "zakon o sevanju črnega telesa". To je edini fizikalni zakon imenovan po kakem Slovencu. Njegov zakon je pozneje teoretično utemeljil še njegov učenec Boltzmann, zato ta zakon večinoma poimenujejo kot Stefan-Boltzmannov.

Še nekaj zgovornih podatkov iz Stefanovega življenja (le trud rodi sadove, Stefanov značaj je nekoliko podoben Keplerjevemu). Starša sta bila nepismena. Leta 1841 je začel obiskovati celovško normalko, ki je tedaj zaradi učnega programa veljala za »nemško« šolo. V osnovni šoli je pokazal veliko nadarjenost in so mu priporočili da nadaljuje šolanje. Staršema je bil zelo hvaležen, ker sta mu to omogočila in ga podpirala tudi na univerzi.
Med počitnicami je učil mamo pisati in brati - res izjemna gesta. Tudi sam je pisal poezijo v slovenskem jeziku. Ker ga je Levstik zelo slabo ocenil kot poeta, se je mladi Jožef raje lotil "poezije narave" - to je študija fizike, kjer je postal eden največjih znanstvenikov vseh časov.
Ker je kot otrok pomagal očetu mlinarju - na ramenih je prenašal težke vreče - je imel celo življenje eno rame nekoliko povešeno.
Na Dunaju je postal takrat najmlajši redni profesor, sodelavci in študentje so ga imeli izredno radi.
Dobro leto pred smrtjo se je tudi poročil.

Če hočeš mlade peljati v kako Stefanovo spominsko sobo, kjer ti predstavijo znanstvenika, ki je prvi izračunal temperaturo Sonca, je to nemogoče (ne v Sloveniji in ne A. Koroškem ni nobene take spominske sobe, zbirke, ...). Ali lahko v Mednarodnem letu svetlobe 2015 na tem področju naredimo korak naprej v smeri Stefanove spominske sobe, zbirke? Lahko!
Letos (24. marca) mineva tudi 180 let od rojstva fizika Jožefa Stefana.