Slunce se mění každých 11 let: Jak jeho cyklus řídí erupce a ovlivňuje Zemi?

Když se za slunečného dne podíváme na oblohu, Slunce se nám může jevit jako neměnná zářivá koule. Ve skutečnosti je to však složité a dynamické nebeské těleso, obklopené elektrickými proudy a magnetickými poli, která se neustále pohybují a proplétají, jak se Slunce otáčí.

Když se za slunečného dne podíváme na oblohu, Slunce se nám může jevit jako neměnná zářivá koule. Ve skutečnosti je to však složité a dynamické nebeské těleso, obklopené elektrickými proudy a magnetickými poli, která se neustále pohybují a proplétají, jak se Slunce otáčí. Někdy je jeho povrch velmi aktivní a vysílá silné výtrysky plazmatu, známé jako koronální výrony hmoty, zatímco jindy je klidnější. Tato aktivita se řídí zhruba 11letým cyklem, jehož pochopení pomáhá vědcům předpovídat budoucí vesmírné počasí, které může způsobovat nádherné polární záře, ale také ohrožovat satelity.

Slunce je hvězda složená z plazmatu, horkého, ionizovaného plynu, který se chová jako elektricky vodivá tekutina a generuje rozsáhlá magnetická pole obklopující Slunce. Uvnitř jádra Slunce dochází k jaderné fúzi, která uvolňuje obrovské množství energie ve formě světla. Toto světlo putuje ven přes radiační zónu až k takzvané tachoklině, která odděluje vnitřní vrstvy od vnější konvektivní zóny. V této vnější zóně se horké plazma pohybuje od hlubin Slunce k jeho povrchu, kde se ochlazuje, stahuje a klesá zpět dolů – tento cyklický proces se nazývá konvekce.

Magnetická pole Slunce se neustále generují a kroutí pod jeho povrchem. Dva hlavní procesy, konvekce a rotace Slunce, řídí tato magnetická pole pohybem elektrických nábojů v plazmatu. Vědci se domnívají, že tyto dva procesy jsou zodpovědné za cyklus magnetické aktivity Slunce, během něhož se Slunce přesouvá z organizovaného do méně organizovaného uspořádání magnetického pole. Celý cyklus, nazývaný Schwabeho cyklus, trvá zhruba 11 let. Během dvou Schwabeho cyklů se magnetické póly Slunce převrátí a poté se vrátí do své původní orientace.

Když je Slunce v organizovaném stavu, jeho střed připomíná obří vertikální tyčový magnet s kladnými a zápornými konci nahoře a dole – tato fáze je známá jako sluneční minimum. V této době je tvar magnetického pole podobný magnetickému poli Země. Po slunečním minimu se magnetické pole Slunce postupně zamotává, až dosáhne stavu slunečního maxima, kdy sluneční atmosféra připomíná zamotané špagety. V této chaotické fázi se objevují sluneční skvrny, aktivní oblasti a dochází k častějším slunečním erupcím, jako jsou sluneční vzplanutí a koronální výrony hmoty.

Dvě hlavní síly zamotávají magnetické pole, když se Slunce otáčí a plazma proudí v konvektivní zóně: Omega a Alfa efekty. Slunce se neotáčí všude jako pevné těleso; zatímco jádro a radiační vrstvy se otáčejí jako pevná koule, konvektivní zóna a povrch Slunce se otáčejí diferencovaně. Rovník Slunce se otáčí rychleji než póly, což způsobuje, že se vertikální magnetické siločáry natahují kolem Slunce a omotávají se kolem něj horizontálně jako pás – tento proces je známý jako Omega efekt. Alfa efekt, který vzniká kombinací konvekce a rotace, způsobuje, že se zamotané magnetické pole stává vzplývavým a prolamuje se na povrch, čímž vytváří sluneční skvrny.