Slnko

SLNKO – najbližšia hviezda

• Slnko je 5 miliárd rokov stará hviezda hlavnej postupnosti;

• je to obrovská guľa extrémne horúcej plazmy (ionizovaný plyn);

• Slnko má 750 násobok hmotnosti všetkých planét slnečnej sústavy dokopy;

• stredná vzdialenosť Zeme od Slnka je 149 597 892 km (1 AU);

• hmotnosť Slnka je 2.1030 kg (335 000 krát hmotnejšie ako Zem);

• priemer Slnka je 1 391 960 km (109 krát viac ako Zem);

• Slnko rozmerom a žiarením patrí iba k priemerným hviezdam;

• gravitačné zrýchlenie na povrchu Slnka dosahuje 274,96 m.s-2 (28,1 krát viac ako na Zemi);

• úniková rýchlosť je 618,67 km.s-1 (55,4 krát viac v porovnaní so Zemou);

• Slnko je obrovská rotujúca plynná guľa s priemernou hustotou 1,41 g.cm-3;

• hustota pri povrchu Slnka je už iba 0,001 g.cm-3;

• teplota v strede Slnka dosahuje 19 miliónov °C a hustota až 130  g.cm-3;

• povrchová  teplota Slnka je priemerne 6 000°C (rovnaká je v jadre Zeme)

• tlak v strede Slnka dosahuje 4.1010 MPa (400 miliárd atmosfér);

• Slnko sa skladá zo 70% vodíka, z 28% hélia a zvyšné 2% sú ostatné prvky;

• v jadre Slnka sa jadrovými reakciami premieňa vodík na hélium, pričom vzniká obrovské množstvo energie;

• Slnko produkuje energiu už 5 miliárd rokov a bude ju produkovať ešte prinajmenej raz tak dlho;

• perióda rotácie Slnka klesá z 25 dní na rovníku na 35 dní v blízkosti pólov;

• celý povrch Slnka vyžiari za sekundu do priestoru 3,826.1026 J energie;

• na Zem z tejto energie dopadá každú sekundu 2.1017 J (2.1011 MW);

• slnečné svetlo je biele (tvorí ho spektrum 7. farieb – dúha);

Počet slnečných škvŕn stúpa a klesá v pravidelnom cykle, ktorý trvá približne 11 rokov. Na začiatku cyklu, ktorý je známy ako minimum slnečnej aktivity, je Slnko takmer bez škvŕn (obr. vpravo). Počas maxima slnečnej činnosti vytvárajú magnetické polia Slnka množstvo veľkých škvŕn – tieto fotografie sú urobené s použitím rôznych filtrov.

Táto fotografia povrchu Slnka ukazuje slnečnú škvrnu, ktorá naprieč merala asi 25 000 km, obklopenú jasnými bublinovými granulami. Zvonku slnečnej škvrny vidíme vriacu granuláciu, dostredivý pohyb jasných zŕn vo vonkajšej penumbrálnej oblasti voči škvrne a vírenie malých magnetických elementov medzi slnečnými granulami. Tmavé pásy obklopujúce slnečnú škvrnu sa volajú penumbrálne vlákna.

Povrch Slnka

Viditeľný povrch Slnka sa volá fotosféra. Nie je to pevný povrch, ale vrstva plazmy (ionizovaný plyn) hrubá približne 100 kilometrov, ktorá vyzerá, akoby kypela (granulácia). „Kopčeky“ široké zhruba 1 000 km sú vrchnou časťou konvektívnych buniek, ktoré vynášajú horúcu plazmu zo slnečného vnútra.

Ďalšou výraznou štruktúrou fotosféry sú slnečné škvrny, čo sú chladnejšie oblasti, viditeľné ako tmavé v porovnaní so svojím teplejším okolím. O slnečných škvrnách a súvisiacich javoch, ako sú napríklad slnečné erupcie (nesmierne výbuchy na povrchu Slnka) alebo plazmové slučky, sa usudzuje, že majú rovnaký príčinný základ – súvisia so silnými magnetickými poľami alebo poruchami týchto polí.

Magnetické polia sú dôsledkom rotácie Slnka, ktoré pozostáva prevažne z elektricky nabitých častíc (ióny v jeho plazme). Rôzne časti slnečnej konvektívnej zóny rotujú rozdielnou rýchlosťou (rýchlejšie na póloch ako pri rovníku), čo v priebehu času spôsobuje skrúcanie a prepletanie magnetických siločiar.

Slnečné škvrny vznikajú v miestach koncentrácie magnetických siločiar prenikajúcich do fotosféry, čo bráni prúdeniu tepla zvnútra Slnka. Iné typy porúch sú vyvolávané vynáraním sa magnetických polí nad povrch Slnka, pričom sa uvoľňuje obrovské množstvo energie, alebo pri erupciách plazmy v slučkách pozdĺž magnetických siločiar. Počet slnečných škvŕn a s nimi súvisiaca aktivita Slnka kolíšu od minima po maximum v priebehu približne  11 ročného cyklu.

Tieto obrovské výtrysky sa volajú koronálne hmotnostné prúdy. Môžu vyvrhnúť do kozmu až 100 miliárd ton plazmy – látky, z ktorej je Slnko vytvorené – rýchlosťou viac než 500 km.s-1. Hmota uniká cez korónu najprv relatívne pokojne. Plazma sa tu v podobe slabých prúdov šíri pozdĺž otvorených siločiar magnetického poľa. Potom sa od povrchu Slnka oddelí veľký mrak plazmy. Plyn sa prudko rozpína a vytláča siločiary magnetického poľa vyššie a vyššie do slnečnej koróny. Keď sa expandujúci mrak plazmy dostane dostatočne vysoko, rozštiepi sa v slučke magnetického poľa. Plazma sa uvoľní a slnečný vietor ju unáša do kozmického priestoru ako obrovskú bublinu. Každú sekundu sa cez koronálne diery preženie asi 1 milión ton slnečnej plazmy. Od svojho vzniku pred 4,6 miliardami rokov až dodnes Slnko týmto spôsobom stratilo menej než 0,1 percenta svojej hmoty.

Atmosféra Slnka

Fotosféra je viditeľná a zároveň najspodnejšia časť slnečnej atmosféry. Spodná časť fotosféry má teplotu 5 700°C, jej horné vrstvy sú chladnejšie a vyžarujú menej svetla.

Nad fotosférou leží asi 2 000 km hlboká pomarančovočervená chromosféra. Zdola až po hornú hranicu jej teplota stúpa od 4 500°C po asi 20 000°C. Chromosféru tvorí nespočet plameňom podobných stĺpov plazmy nazývaných spikuly, ktoré dosahujú výšku až 10 000 km pozdĺž magnetických siločiar a ich životnosť je niekoľko minút. Z chromosféry do koróny vystupujú plameňovité protuberancie so životnosťou od niekoľkých dní až týždňov.

Medzi chromosférou a korónou je tenká nepravidelná vrstva nazývaná prechodová vrstva, v rámci ktorej stúpa teplota z 20 000°C na približne 1 milión °C. Vedci skúmajú túto oblasť v snahe spoznať príčiny rastu teploty.

Najvrchnejšia vrstva (hrúbka milióny kilometrov nad chromosférou) slnečnej atmosféry, koróna, pozostáva z riedkej plazmy. Vo väčšej vzdialenosti od Slnka sa koróna prelína so slnečným vetrom – prúdom nabitých častíc (hlavne protóny a elektróny), ktorý uniká zo Slnka a preniká celou slnečnou sústavou. Koróna je extrémne horúca, má 2 milióny °C. mechanizmy nie sú úplne známe, no za najdôležitejší faktor spôsobujúci jej zohrievanie sa považujú magnetické javy. Výrony koronálnej hmoty sú obrovské bubliny plazmy obsahujúci miliardy ton materiálu, ktoré občas „vystrelia“ z povrchu Slnka do kozmického priestoru. Výrony koronálnej hmoty môžu narušiť plynulý tok slnečného vetra, čoho dôsledkom sú aj polárne žiary v zemskej atmosfére.

Na fotografiách vidíme ako sa od nášho Slnka pohybujú obrovské slnečné vzplanutia. Tieto žiarivé výrony sa volajú protuberancie. Pohybujú sa rýchlosťou až 1330 km.s-1. Gigantická slučková protuberancia na ľavej hornej fotografii sa vznáša vo výške 400 000 km – čo je približne vzdialenosť medzi Zemou a Mesiacom. Slnečné škvrny, žiariace aktívne oblasti a obrovské protuberancie naznačujú, že Slnko je v maxime, vrcholnom období aktivity jedenásťročného slnečného cyklu.