Proč je povrch Slunce výrazně chladnější než jeho vyšší vrstvy, které zřejmě mají přes milion stupňů?

Viditelný povrch Slunce (fotosféra) má teplotu přibližně 6 000 °C. Několik tisíc kilometrů nad jeho povrchem se nachází sluneční atmosféra nazývaná také koróna. Ta má teplotu mnohem vyšší, když vědci spekulují i nad hodnotami přesahujícími milion stupňů, což je paradox, který je pozorován u většiny hvězd a astrofyzici si donedávna nedokázali tento fenomén uspokojivě vysvětlit. Nakonec se ale díky novým přístrojům mohli vrátit k teorii švédského vědce Hannese Alfvéna, kterou publikoval už v roce 1942, a potvrdili, že teplo nad povrchem Slunce vzniká prostřednictvím zmagnetizovaných vln plazmatu.

Alfvénova teorie

Alfvén tvrdil, že tyto vlny přenášejí obrovské množství energie podél magnetického pole Slunce z jeho nitra do koróny, kde s uvolněním tepla explodují. Teorie byla předběžně přijata, ale dlouhá desetiletí pro ni neexistoval důkaz v podobě empirického pozorování. Slunce se skládá téměř výhradně z plazmatu, což je vysoce ionizovaný plyn, který nese elektrický náboj. Pohyb plazmatu pak vytváří v horní části slunečního nitra elektrické proudy a silná magnetická pole vystupující na povrch v podobě tmavých skvrn.

Podle Alfvénovy teorie jakýkoliv hromadný pohyb elektricky nabitých částic naruší magnetické pole a vytváří vlny, které přenáší velké množství energie na poměrně značnou vzdálenost. Teplo z nich vyzařující proudí po tzv. magnetických tokových trubicích, než se rozletí do koróny a zapříčiní její vysokou teplotu. Pomocí nového přístrojového vybavení instalovaného na Dunnově slunečním dalekohledu v Novém Mexiku se ale konečně podařilo popisované vlny sledovat a dodat váhu Nobelově ceně, kterou Alfvén získal v roce 1970.

Technologie konečně teorii potvrzuje

Přelomovým zařízením je Interferometrický dvourozměrný spektropolarimetr (IBIS), který Alfvénovy vlny zachytil ve slunečních magnetických tocích. Přímý objev těchto vln je důležitým krokem k využití jejich vysokého energetického potenciálu na Zemi. Mohly by nám například pomoci při výzkumu jaderné fúze, což je proces probíhající uvnitř Slunce, při němž se malé množství hmoty mění na obrovské množství energie. Vytvoření čisté energie napodobením fúze totiž zůstává pro vědce na Zemi dosud nepřekonatelnou výzvou a jedním ze způsobů, jak jí dosáhnout, by mohly být právě Alfvénovy vlny.

Brzy také očekáváme další odhalení díky novým průkopnickým misím a přístrojům. Družice Solar Orbiter Evropské kosmické agentury je nyní na oběžné dráze kolem Slunce, poskytuje snímky a provádí měření neprobádaných polárních oblastí naší nejbližší hvězdy. Očekává se také, že pozemní pozorování Slunce ze Země obohatí nové, vysoce výkonné sluneční teleskopy. Vzhledem k tomu, že mnoho tajemství Slunce, včetně vlastností jeho magnetického pole, ještě nebylo objeveno, nastává pro sluneční výzkum vzrušující doba. Detekce Alfvénových vln je jen jedním z příspěvků k širšímu oboru, který se snaží odhalit zbývající tajemství Slunce pro praktické využití na Zemi.