Cílem astronomů při zatmění Slunce je pořídit co nejlepší snímky sluneční koróny během celého průběhu úplného zatmění. Sluneční koróna je nejvyšší část sluneční atmosféry, která mimo jiného rozhoduje o tom, jak se dostanou odezvy sluneční aktivity dál do meziplanetárního prostoru a také k Zemi. Co nejvíce pozorování úplných zatmění Slunce je důležité i proto, že existuje ještě spousta otázek ohledně chování sluneční koróny a Slunce jako takového, na něž dosud ještě neznáme odpovědi. Kromě toho sluneční aktivita probíhá v jedenáctiletém cyklu a Slunce včetně koróny se v jednotlivých fázích tohoto cyklu chová různě. „Teplota Slunce směrem od povrchu stoupá. Stále je záhadou, proč je teplota ve sluneční koróně několik milionů Kelvinů, když na povrchu Slunce je jen 5700 Kelvina,“ uvedla Eva Marková ze Sluneční sekce České astronomické společnosti.
Nejvyšší část sluneční atmosféry, sluneční korónu, běžně nevidíme, protože září tak slabě, že ji Slunce přezáří. Lze ji pozorovat pouze speciálními přístroji, kdy je sluneční kotouč uměle zakrytý, nebo při úplném zatmění. Zatmění Slunce nastane tehdy, když je Slunce, Měsíc a Země na jedné přímce. Mohou nastat celkem tři druhy zatmění Slunce: úplné, částečné nebo prstencové – to když stín Měsíce nedopadne až na Zemi. Pás totality, tedy pás území na povrchu Země, kde je vidět úplné zatmění, bývá až několik tisíc kilometrů dlouhý a v průměru okolo 200 km široký. Zatmění je jev velice krátký, jeho maximální délka je 7,5 minuty. Lidé jej pozorují již několik tisíc let a dokonce ho umí i předpovědět. Už v r. 721 před Kristem Chaldejci v Babylónii objevili periodu SAROS (18 roků 11 dní 7 hodin 43 minut), což je období, během něhož se Měsíc vrátí do stejné fáze a ke stejnému uzlu na své dráze. Během této doby se na Zemi vystřídá 29 zatmění Měsíce a 41 zatmění Slunce (15 úplných, 15 částečných a 11 prstencových).
Ne každý si uvědomí, že při pozorování zatmění mohou být vidět na obloze i jiné objekty, například planety. Eva Marková několik takových snímků při své přednášce ukázala a k tomu prvnímu připojila i komentář, který přítomné astronomy amatéry rozesmál. „Byla to naše první fotografie zatmění ze zahraniční expedice, tak jsem ji poslala do nějakého časopisu a oni tu tečku, tedy vlastně Jupiter, vyretušovali jako kaz,“ uvedla Eva Marková. „Při naší první expedici do Ruska v roce 1990 se ještě zpracování fotografií nedělalo matematickými metodami, ale fotografie se na sebe skládaly a struktury, tedy paprsky se zakreslovaly a kreslily se izofoty (čáry spojující na obrazu sluneční korony místa se stejnou teplotou). Když profesor Druckmüller objevil způsob, jak obrázky matematicky zpracovat, bylo možné z takto zpracovaných fotografií určit daleko větší detaily,“ popisuje krásné fotografie vykreslující tvar a členitost sluneční koróny Eva Marková. „Tvar sluneční koróny se během cyklu sluneční aktivity mění. V době maxima je téměř kruhová, zatímco např. při pozorování v Brazílii, což bylo téměř v minimu, byla protáhlá,“ dodává.
Cesty za zatměním doprovázejí i zajímavé příhody: „Když jsme v Brazílii hledali vhodné místo, kde budeme moci přijímat pobřežní radiostanice bez nějakého rušení, našli jsme při tom spoustu polodrahokamů,“ říká s úsměvem Eva Marková. Na snímcích sluneční koróny z Brazílie Eva Marková ukázala, jak vypadá blízká i vzdálená koróna a jak se její tvar v porovnání s jinými zatměními pozorovanými v jiné fázi cyklu sluneční aktivity mění.
Jedno z nejočekávanějších zatmění nastalo v roce 1999. Pás totality procházel napříč Evropou od Černého moře přes Maďarsko a Rakousko až do Francie. „Chtěli jsme jet do dvou míst. Začali jsme se totiž zajímat o rychlé změny v koróně, tedy o to, zda nedochází ve sluneční koróně ke změnám během jednoho a téhož zatmění. Proto jedna naše skupina byla ve Francii, druhá v Rumunsku na hranici s Maďarskem, ale měli jsme domluvenou i odbornou spolupráci s řadou dalších skupin z naší republiky, které na toto zatmění jely. Měli jsme dohodnuto, jak se má pozorovat, aby bylo možné provést matematické zpracování snímků a aby se z nich tyto rychlé změny mohly vyhodnotit. Díky tomu jsme vlastně měli pozorování z celého pásu totality,“ popisuje koordinaci expedic za úplným zatměním v Evropě Eva Marková.
V roce 2001 bylo zatmění v Africe. To měla naše hvězdárna štěstí – obrátil se na nás pracovník jednoho angolského ministerstva, který měl na starosti přípravu pozorovacích míst pro zahraniční expedice, které přijedou pozorovat zatmění do Angoly. Uměl česky, protože studoval v Brně. V roce 2001 také nastal obrat ve zpracování snímků sluneční koróny. Profesor Druckmüller objevil matematickou metodu, kterou lze zpracovat snímky tak, že na výsledném obrázku je vidět jemná struktura sluneční koróny se všemi detaily (paprsky, smyčky, dutiny a mnoho dalších útvarů). „Tohle byl jeden z prvních snímků zatmění, které nám profesor Druckmüller zpracoval svojí matematickou metodou. Líbil se tolik a nejen nám, že když jsme ho vyvěsili jako součást posteru na jedné konferenci, tak nám ho někdo ukradl. Koróna na snímku je téměř kruhová, protože v r. 2001 bylo maximum sluneční aktivity. Je na něm krásně vidět spousta detailů,“ popisuje příběh jednoho z prvních matematicky zpracovaných snímků Eva Marková.
V roce 2006 jsme jeli do Turecka, kde jsme získali snímky, na kterých jsou po matematickém zpracování krásně vidět dlouhé koronální paprsky. „V roce 2008 to vypadalo, že s výpravou za zatměním do Ruska nebudou žádné problémy, ale byly. Byly s ruskou byrokracií. Když se nám podařilo navázat kontakt s geofyzikálním ústavem v Novosibirsku, který tam měl pozorovatelnu, na kterou nás mohli vzít, museli jsme mít pozvání. To jsme získali od Sibiřské akademie věd. Pak ale nastal druhý problém – museli jsme mít ještě povolení, že smíme pozorovat vlastními přístroji. Takže nastalo druhé kolečko, ale nakonec se nám podařilo i toto povolení získat,“ popisuje složitou přípravu Eva Marková. Zatmění v Číně bylo zajímavé tím, že to mělo být nejdelší zatmění v tomto tisíciletí. Při zatmění z roku 2006, kdy jsme získali snímky z Libye, Egypta a Turecka, jsme pozorovali pohyb a změny slunečního paprsku v čase a z toho pak určili i rychlost jeho pohybu. Je to zajímavé a pro nás důležité vidět, co se děje v koronálním magnetickém poli a plazmě. Zkoumání dějů ve sluneční plazmě je pro nás velmi důležité, protože podobné podmínky ještě neumíme na Zemi vytvořit.
Sluneční koróna je velice zajímavá. „Přesto, že máme již hodně pozorování, tak ještě spoustu otázek ohledně jejího chování neumíme zodpovědět. Například nevíme přesně, proč teplota v koróně roste směrem od povrchu Slunce až na několik milionů stupňů Kelvina. Proč sluneční koróna mění svůj tvar během cyklu sluneční aktivity a mnoho dalších věcí,“ uzavřela svoji přednášku ve Velkém klubu plzeňské radnice Eva Marková.
Snímky sluneční korony v rozdílných fázích slunečního cyklu. Na levém snímku z roku 2001 (Angola) je sluneční korona pravidelná kruhová, neboť se Slunce nacházelo v maximu svého jedenáctiletého cyklu. Na pravém snímku z roku 1995 (Indie) je sluneční korona již protáhlá. Oba snímky jsou zpracovány matematickou metodou, kterou vyvinul tým profesora Miroslava Druckmüllera z brněnského Vysokého učení technického. Snímky zpracované touto metodou v době svého objevu počátkem tohoto tisíciletí způsobily rozruch ve vědeckém světě, neboť se jeden z nich dostal na titulní stránku prestižního vědeckého časopisu Nature.
RNDr. Eva Marková, CSc. (*1949) vystudovala astronomii na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy v Praze. Pracovala jako ředitelka Hvězdárny v Úpici a byla též předsedkyní České astronomické společnosti, v jejíž Sluneční sekci působí dosud. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména studiem aktivity Slunce. Organizuje expedice za zatměními Slunce.
Související články:
Expedice za zatměním Slunce pořádané hvězdárnou
Nejbližší zatmění Slunce a Měsíce viditelná na území ČR
Mapy zatmění slunce (anglicky)
Čeští vědci se dostali na titulní stránku prestižního časopisu Nature
Odkazy:
Miloslav Druckmüller (anglicky)
Hvězdárna v Úpici
Příští přednáška:
26.2.2013 – RNDr. Jiří Borovička, CSc. – Čeljabinský meteor rok poté
Přednášky probíhají až na výjimky vždy ve středu, dvakrát do měsíce ve Velkém klubu plzeňské radnice.
