English
K památce astronoma prof. Zdeňka Švestky se v Praze ve dnech 23.–27. června 2014 uskutečnila mezinárodní konference Solar and Stellar Flares: Observations, Simulations and Synergies. Právě synergie mezi studiem erupcí na Slunci a na hvězdách jsou v současnosti aktuálním tématem, a tak v české metropoli diskutovalo na 100 odborníků z mnoha zemí Evropy, ale i z Japonska, USA a dalších států.
Všechna fota: Archiv ASÚ AV ČR
Pohled do Ballingova sálu Národní technické knihovny; Sam Krucker ze Švýcarska přednášel o přípravě rentgenového teleskopu STIX na palubě mise ESA Solar Orbiter. Na konstrukci přístroje se podílí i Česká republika prostřednictvím vědeckého programu ESA-PRODEX.
Nejvíce pozornosti vzbudily nové poznatky týkající se mohutných erupcí na chladných hvězdách podobných našemu Slunci (hvězdy spektrální třídy G) nebo ještě výrazně chladnějších (například třída M, takzvaní červení trpaslíci); o této problematice se podrobněji zmíníme později. Konferenci, která se konala v prostorách Národní technické knihovny v Dejvicích, připravil Astronomický ústav AV ČR (ASÚ) s podporou organizačního sekretariátu CBT (Congress Business Travel Ltd. Praha).
Výzkumemerupcí na Slunci se začali v ASÚ v Ondřejově zabývat již v polovině minulého století a právě prof. Švestka se významně zasloužil o jeho rozvoj nejen v tehdejším Československu, ale především v celosvětovém měřítku. Až do odchodu do zahraničí vedl ondřejovské oddělení sluneční fyziky, v němž působily i mnohé další významné osobnosti. Jeho tým také vybudoval unikátní přístroj na spektrální pozorování erupcí – multikanálový spektrograf, s nímž se podařilo získat množství pozorování, která jsou dodnes velmi cenná (ve shodě s celosvětovým trendem uchování takových dat se na ondřejovské observatoři fotografické spektrální desky digitalizují).
Profesor Švestka odešel mimo republiku v roce 1970, neboť nezískal podporu tehdejšího vedení Československé akademie věd pro pobyt v Holandsku v centru ESA (ESTEC). Postupně působil na významných amerických i evropských pracovištích, zejména v holandském SRON – centru pro kosmický výzkum. Byl i spoluzakladatelem mezinárodního časopisu Solar Physics (Springer) a až do odchodu do důchodu vedl jeho redakční radu, v níž působili a stále působí i čeští sluneční fyzici.
Spolupředsedkyně SOC a koordinátorka projektu FP7 „F-CHROMA“ Lyndsay Fletcher z Glasgowa při závěrečném shrnutí výsledků
Po roce 1989 se konečně mohl vrátit do Československa a ihned také pokračovat ve spolupráci s kolegy z ondřejovské observatoře, přičemž vznikly mnohé společné práce. Akademie věd jej ocenila medailí Za zásluhy ve fyzikálních vědách, Česká astronomická společnost prestižní Nušlovou cenou za celoživotní dílo. Profesor Švestka byl však v té době znám především v zahraničí, kde rovněž získal mnohá ocenění. Po ustavení Učené společnosti ČR se stal jejím čestným členem, což byl také důvod, aby pražskou konferenci zahájil předseda společnosti prof. Jiří Bičák (Učená společnost konferenci zaštítila).
Profesor Švestka se v Ondřejově věnoval výzkumu fyzikálních podmínek v erupcích; v té době šlo především o hlubší vrstvy sluneční atmosféry (chromosféra a fotosféra). Později, kdy již působil v USA, se podílel na pionýrském výzkumu erupčních procesů ve sluneční koróně, což umožnil nástup pozorování z kosmu, především v rentgenovém oboru. Současné představy o erupcích na Slunci i na hvězdách sice předpokládají primární uvolnění veškeré energie v koróně při teplotách milionů stupňů, ale v nižších vrstvách atmosféry pozorujeme odezvu ve formě silného optického, UV a rentgenového záření. Studium chromosférické části erupcí je proto opět velmi aktuální. Důkazem toho je i skutečnost, že Evropská komise podpořila projekt sedmi evropských pracovišť v rámci programu FP7 „Space“, který nese název F-CHROMA (Flare Chromospheres: Observations, Models and Archives). Projektu se učastní i ASÚ, kterýmá na starosti oblast numerickéhomodelování přenosu energie z koróny do chromosféry. Hlavním koordinátorem F-CHROMA je prof. Lyndsay Fletcher z univerzity v Glasgow, která s prof. Petrem Heinzelem z ASÚ pražské konferenci předsedala.
Kazunari Shibata s Petrem Heinzelem při rozhovoru v České televizi na téma supererupcí
Sluneční erupce je explozivní proces v atmosféře Slunce, který vzniká rychlou přeměnou nahromaděné magnetické energie v okolí slunečních skvrn na ohřev a pohyby plazmatu, na urychlení částic a na záření v širokém oboru spektra od rádiových vln až po gama záření pozorované z kosmu. Nejmohutnější sluneční erupce uvolní během vývoje celkovou energii okolo 1032 ergů, přičemž právě takové erupce často mívají značný dopad na okolní heliosféru a na planety včetně Země. Systematické studium těchto procesů, pravidelné monitorování sluneční aktivity ze Země i z kosmu a rozvoj metod předpovědí erupcí a varovných systémů se souhrnně nazývá „Space Weather Program“. Programu se ve světě věnuje značná pozornost, v Evropě je například zakotven i v programové struktuře Horizon 2020 v konfiguraci „Space“. Mnohé aspekty tématu diskutovali i aktéři pražského sympozia.
Četnost výskytu slunečních erupcí však klesá s růstem jejich celkové energie podle mocninné závislosti. Nejmohutnější erupce se na Slunci vyskytují zhruba jednou za rok. Je otázka, zda bychom extrapolací této závislosti mohli očekávat ještě mohutnější sluneční erupce s mnohem dramatičtějším dopadem na Zemi a naši civilizaci. Tuto klíčovou otázku na konferenci diskutovali japonští odborníci dr. Hiroyuki Maehara a prof. Kazunari Shibata, špičkový odborník na modelování erupcí. Skupina pod vedením dr. Maehary nedávno publikovala práci v Nature; vědci provedli statistickou analýzu pozorování chladných hvězd, přičemž využili data z družice NASA Kepler pro více než 83 000 hvězd. Identifikovali celkem 365 tzv. „super-erupcí“ na 148 eruptivních hvězdách slunečního typu G, přičemž maximální detekovaná energie byla až o čtyři řády vyšší než u Slunce.
Schematické znázornění množství energie uvolněné v erupci v závislosti na velikosti skvrn. Nejmenší skvrny odpovídají slunečním erupcím, velké hvězdným supererupcím. Simulaci provedla na pařížské
observatoři v Meudonu skupina Guillauma Aulaniera.
Ukázalo se, že histogram výskytu supererupcí v podstatě odpovídá extrapolované mocninné závislosti zmíněné výše. Supererupce se vyskytují jednou za 800 až 5000 let a jejich energie se zvyšuje s rostoucí velikostí hvězdných skvrn. Zdá se proto, že nutnou podmínkou vzniku supererupcí je vznik velmi velké skvrny. Na základě těchto výsledků nelze vyloučit možnost vzniku supererupcí i na našem Slunci, ale existují mnohé odlišnosti, které tuto pravděpodobnost snižují; uvedená četnost jednou za několik tisíc let je navíc také nízká. V každém případě však jde o mimořádný výsledek v oboru sluneční a hvězdné astrofyziky, v případě hvězd se již v současnosti spekuluje o vlivu supererupcí na extrasolární planety. Podrobnější diskusi lze nalézt v Pokrocích matematiky a fyziky a v připravovaném článku pro Vesmír. O supererupce projevila zájem i česká média (prof. Shibata vystoupil v České televizi).
Pražská konference byla předehrou k významnému sympoziu IAU (Mezinárodní astronomická unie) na podobné téma, kde se bude rovněž diskutovat o vlivu erupcí na naši Zemi a na planety v okolí eruptivních hvězd; uskuteční se v roce 2015 během sjezdu IAU na Havaji a na jeho organizaci se podílejí i odborníci z ASÚ.
PETR HEINZEL, MARIAN KARLICKÝ,
FRANTIŠEK FÁRNÍK,
Astronomický ústav AV ČR, v. v. i.