Kosmické počasí

28. březen 2009 | 06.00 |

Kromě počasí pozemského nás bude čím dál více zajímat také počasí kosmické. To už dávno sledují odborníci, kteří mohou varovat zejména kosmonauty před nebezpečným proudem částic ze Slunce. Kosmické počasí je jedním z velkých současných astronomických hitů. Vědci, kteří se jím zabývají, mají o granty postaráno, o výsledky jejich práce se zajímají nejenom kosmonauti, ale především armáda. K popularitě kosmického počasí přispívá i šťastně zvolený název, ovšem podobně zavádějící jako černé díry, hnědí trpaslíci či velký třesk. Všichni víme, že černé díry nejsou černé, hnědí trpaslíci nejsou hnědí a při velkém třesku bylo zřejmě ticho.

Kosmické počasí je pro lidí důležité, ale jeho význam je v médiích náležitě přikrmován. Týká se nikoli momentálního stavu vesmíru, ale jen bezprostředního okolí Země, tedy pouze vnitřních částí sluneční soustavy a navíc jen v rovině ekliptiky.V případě kosmického počasí jde o časové změny podmínek  a momentální stav:

a) zářivého pole fotonů Slunce ve všech vlnových délkách

b) slunečního větru – rozpínající se část sluneční koróny, kde dochází k náhlým přívalům částic při eruptivních dějích ve sluneční atmosféře, včetně zamrzlého magnetického pole

c) kosmického záření, které nesouvisí bezprostředně se Sluncem. Převážně jde o vysokoenergetické protony s vysokými energiemi s původem většinou odněkud z naší Galaxie

Stav kosmického počasí dán především okamžitým stavem svrchních vrstev Slunce. Slunce je relativně hmotná hvězda hlavní posloupnosti s efektivní teplotou 5500 °C,  nacházející se zhruba ve třetině života. Asi polovina zásob vodíku v centru Slunce je přeměněno na hélium.

Zářivý výkon Slunce plně zajišťován termonukleárními reakcemi v jádru, přičemž tok energie z centra na povrch hvězdy je přenášen uvnitř zářivou difúzí, a potom ve větší části obalu hvězdy konvekcí. Konvekce vnáší do obalu dynamiku, vznikají proudové smyčky a magnetická pole. S magnetickým polem souvisí sluneční aktivita

V porovnání Slunce s obdobnými hvězdami stejného typu konstatujeme, že Slunce je vyjímečně klidná hvězda a ve své aktivitě (fotosférické skvrny, erupce, protuberance,rentgenové záření koróny, UV záření chromosféry, aj.) vzhledem k jiným hvězdám  značně pokulhává.Projevy aktivity jsou vázány na aktivní oblasti se zesíleným lokálním magnetickýmpolem. Hvězdná aktivita určena vznikem, rozvojem a rozpadem magnetických polí.Vznik lokálních magnetických polí spojen s konvekcí, ale ta však sama nestačí.K tomu aby se generovaly magnetické pole je zapotřebí, aby proběhl dynamový mechanismus – kromě radiálních konvektivních pohybů je nezbytná rotace. Rotace Slunce (rotační doba 25 dní) je vzhledem k hvězdám slunečního typu ( doba rotace 4 dny) však pomalá. Moment hybnosti Slunce si už dávno odnesly planety sluneční soustavy, navíc Slunce se ještě brzdí. To vše je příčinou toho, že jeho aktivita je mimořádně nízká. Aktivita Slunce je "nápadná" jen výskytem fotosférických skvrn, další projevy aktivity odhalí úplná zatmění Slunce. Aktivitu Slunce by bylo možné zvenčí odhalit spektrálně z deformace čar vápníku Ca II, případně z existence rentgenového záření koróny. Jen díky neobyčejně nízké úrovni dosavadní aktivity Slunce se mohl na Zemi rozvinout složitější život.

Jak tedy Slunce ovlivňuje kosmické počasí?
Nejvíce energie dodává Slunce svému okolí prostřednictvím fotonů viditelného záření. Slunce  je hlavní prakticky neproměnný zdroj s jasovou teplotou fotosféry 6050 K. Mimo fotosféric-kého záření pozorujeme ještě UV záření, rentgenové a rádiové záření, které vznikají ve vyšších částech sluneční koróny či chromosféry. Chromosféra a koróna zářící mimo viditelný obor jsou silně proměnlivé s každým dnem. Podle statistik nám Slunce ukazuje svou horší stránku před koncem své aktivní části cyklu a přechodem ke slunečnímu minimu. Období solárního minima a maxima se mění ve zhruba jedenáctiletém cyklu, během něhož se mění polarita hlavního magnetického pole Slunce a severní pól si mění místo s jižním. Skvrny nám ukazují místa extrémně silného magnetického pole.

Při sledování kosmického počasí je nutné sledovat  exotické fotony v oboru rtg. záření, spršky nabitých částic a časově kolísavý tok kosmického záření.Důležité je zejména předpovídání kosmického počasí vynucené lidskou praxí. Když se Slunce rozbouří, dokáže přerušit telefonní linky a televizní vysílání. V horších případech vyřazuje z provozu elektrárny a ničí satelity na oběžné dráze. Při výkyvech kosmického počasí bývá ohroženo zdraví kosmonautů (nemoc z ozáření) a kosmonauta při nepřízni kosmického počasí nemůžeme stáhnout hned zpátky na Zemi. Nastávají komplikace s technikou (dva případy likvidace drahých spojových družic). Ohroženy jsou i posádky vysoko létajících letounů!Při změnách magnetického pole, ke kterým při kontaktu magnetosféry se slunečním větrem dochází, se v rozvodných soustavách, podmořských kabelech a telefonních a televizních sítích vytvářejí silné elektrické proudy. Proslulé jsou historky z konce devatenáctého století, kdy během takových úkazů nepotřebovali telegrafisté při vysílání ve svých přístrojích baterie a občas jim telegraf probíjel do ruky. Dnes se vlivem slunečního větru v kovových pláštích podmořských kabelů generuje napětí až několika set voltů.

V březnu 1989 dokonce koronální výron vyřadil z provozu energetickou síť firmy HydroQuebec. Bez elektřiny zůstalo na sedm milionů lidí. Podle tehdejších zpráv se kompasy trajektů v Severním moři odchylovaly až o dvanáct stupňů a polární záři mohli lidé pozorovat až v Arizoně nebo Itálii. Poruchy v ionosféře zároveň rušily rádiové i televizní vysílání. Trasu letu kvůli tomu musel měnit při svém letu i Concorde na lince do New Yorku a raketoplán Discovery se vrátil na Zemi o den dříve.

Největší škody samozřejmě sluneční bouře působí v řadách satelitů kolem Země.  Například satelit Skylab shořel v atmosféře v červenci 1979.  Kromě toho, že nabité částice slunečního větru snižují účinnost solárních panelů, mají vražedný vliv hlavně na elektroniku. Té je v satelitech, sondách a vesmírných lodích čím dál více. Když se v květnu 1998 během solární bouře odmlčel telekomunikační satelit Galaxy4 společnosti PanAmSat, ztratilo kontakt na 45 milionů uživatelů pagerů v celé Severní Americe.

V roce 1994 přestaly pracovat družice Anik E1 a E2. Tu první později vyzdvihl raketoplán a následné vyšetřování prokázalo stopy po radiačním poškození. Situace se ovšem zhoršuje - dnes na bezdrátovém spojení a satelitní komunikaci stojí téměř celá ekonomika.

Nikdo nejspíš nepochybuje o špičkové kvalitě informací, které astronomové neustále získávají z družic jako jsou například SOHO nebo GONG. Země vstoupila do vesmírného věku před pouhými padesáti lety a za tu dobu nestačilo dojít ani k pěti střídáním slunečního minima a maxima. Pořád ještě nic nevíme a situace je v podstatě stejná jako v době, kdy jsme teprve padesát let uměli předpovídat pozemské počasí. Situace se mění stejně rychle, prudce a nevyzpytatelně.

Již víme přinejmenším to, že se Slunce zářením velmi silně podepisuje na pozemském klimatu. Protože má ale naše klima značnou setrvačnost, vliv jedenáctiletého cyklu nebo jeho poruchy není lehké přímo vysledovat. Nemáme ovšem vůbec žádná srovnávací data pro odhad dlouhodobějších vlivů.

My žijeme na povrchu Země, proto bezprostřední vliv na nás má stav spodních vrstev troposféry. Hustota vzduchu v atmosféře není příliš vysoká, ale pokud bychom všechen vzduch atmosféře stlačili na hustotu vody, tak dostaneme vrstvu, která má tloušťku asi 10 m. To není zas tak málo na pocit dostatečného chránění před vlivem kosmického záření. Zemská atmosféra a magnetosféra jsou tak spolehlivým a dobrým štítem proti kosmickému prostředí, dokážou zastavit většinu částic v bezpečné vzdálenosti. Magnetosféra dovolí nabitým částicím vniknout do atmosféry jen u pólů a dávají vznik neškodným polárním zářím.

Odezvy bouřlivých dějů v kosmu:

• Magnetické bouře – narušení magnetické pole Země, nejde o žádný dramatický děj, magnetická střelka kompasu se chvěje maximálně v rozsahu 2-3 stupňů.

• Indukovaná přepětí v sítích – lze se jim bránit technicky.

• Citlivým lidem bývá špatně. Do značné míry je to jev subjektivní, lidé mnohdy své stavy na Slunce jenom svádějí. Člověk se Sluncem žije přes 2 milióny let, musel se jeho rozmarům přizpůsobit, jinak by tu už nebyl!

podle přednášky Zdeňka Mikuláška

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře