Brněnští vědci zachytili při zatmění koronální díru. Tohle se na světě povede málokomu

Na snímku ze zatmění 12. srpna zachytili matematici z VUT tmavou koronální díru. Právě z takových míst uniká do vesmíru rychlý sluneční vítr.

Foto: Jan Tichý / Creative Commons / CC BY-SA 4.0.

Na španělské hoře Pico Trigaza měli brněnští vědci 12. srpna 2026 zhruba sto sekund. Tak dlouho trvala totalita, během níž Měsíc zakryl oslnivý kotouč Slunce a odhalil jeho bílou korónu. Na Islandu, kde expedice obsadila další tři stanoviště, mezitím pršelo. Snímek, který z nasbíraných dat sestavili Miloslav Druckmüller a Václav Široký z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně, ukazuje mezi bělavými paprsky v pravé dolní části tmavší prostor. Jde o koronální díru, místo, odkud do meziplanetárního prostoru prchá rychlý sluneční vítr. Druckmüllerův tým takovou strukturu během zatmění zaznamenal teprve podruhé, poprvé se to povedlo v roce 2015. Sám profesor pro Český rozhlas Brno poznamenal, že ji během zatmění zachytit „není úplně normální“.

Sto sekund na Pico Trigaza: brněnská expedice a koróna ze Španělska

Pás totality letos podle NASA protnul Grónsko, Island, sever Ruska, Atlantik, Španělsko a nepatrný cíp Portugalska. Pro VUT šlo o šestnáctou oficiální výpravu za úplným zatměním. Vyrazilo na ni 28 výzkumníků včetně studentů. Techniku tým rozprostřel tak, aby případný nezdar na jednom místě nepohřbil celou akci. Na Islandu i ve Španělsku proto vznikla po třech plně vybavených stanovištích.

Tahle strategie se vyplatila. Nad Islandem byl déšť a oblačnost, sluneční korónu odtamtud nezachytil nikdo z týmu. Španělská stanoviště naopak uspěla a úspěšné snímky pocházejí právě z nich.

Výbava připomínala spíš mobilní observatoř než fotografický výlet:

Vybavení na pěti stanovištích	Počet
Fotoaparáty	15
Chlazené kamery	40
Objektivy	55
Řídicí notebooky	20

Letos tým poprvé nasadil motorické ostření manuálních objektivů, které urychlilo přípravu přístrojů při vrtkavém počasí. Ze Španělska si vědci odvezli přibližně 4 TB dat, podle fakulty zhruba tolik jako milion běžných fotek z mobilu. Většinu přitom tvoří kalibrační záznamy. Bez nich by přesné matematické zpracování nebylo možné.

Koronální díra: otevřený komín, kterým Slunce vyfukuje rychlý vítr

Ve většině koróny se magnetické siločáry stáčejí do smyček a vracejí se zpátky k povrchu Slunce. Žhavé plazma tak zůstává uvězněné poblíž hvězdy. V koronální díře vypadá situace jinak: siločáry míří ven, hluboko do heliosféry, a nabité částice po nich snadno unikají. Agentura NOAA takové oblasti popisuje jako chladnější, řidší a tmavší, s otevřeným magnetickým polem jediné polarity. Rychlá složka slunečního větru z nich podle NASA dosahuje přibližně 700 kilometrů za sekundu.

Koronální díry se mohou utvořit kdykoli a kdekoli na Slunci. Nejvýraznější a nejvytrvalejší bývají kolem minima slunečního cyklu a některé přečkají i několik otáček Slunce, z nichž každá trvá zhruba 27 dní. Druckmüller si u letošní struktury dovede představit, že vydrží celou rotaci, tedy přibližně pozemský měsíc. Dokud zůstává otevřená magnetická oblast stabilní, chrlí vítr bez přestávky.

Svou roli hraje i načasování snímku. Slunce se nachází krátce po maximu aktivity a jeho magnetické pole se teprve začíná znovu uspořádávat. Brněnský obraz tedy zachycuje magnetickou architekturu hvězdy v přechodné fázi. Podle nás právě tady leží jeho trvalá hodnota: za deset let půjde o jeden z bodů časové řady, na kterou budou astrofyzici odkazovat.

Na nových záběrech navíc vynikly i vírové útvary přezdívané „kouřové kroužky“. Druckmüller je poprvé zaznamenal už při zatmění v roce 2008 a později je vědci vysvětlili jako vírové prstence vznikající při nestabilitách v plazmatu koróny.

Proč je zatmění vzácným lovištěm a co přidává Druckmüllerova matematika

Nabízí se otázka, proč běžný jev zachytí při zatmění jen hrstka lidí. Odpovědí je souhra několika překážek najednou. Celou korónu lze ze Země spatřit jedině při úplném zatmění, které podle ESA trvá nanejvýš několik minut. Pozorovatele může kdykoli vyřadit mrak, jak se letos ukázalo na Islandu. A koróna má obrovský rozsah jasu: září nejvíc těsně u okraje Slunce a směrem ven rychle bledne, takže tmavší díra se snadno ztratí v okolním lesku.

Tady vstupuje do hry matematika. Brněnská skupina Vesmírný výzkum, kterou tvoří Miloslav Druckmüller, Pavel Štarha, Jana Hoderová, Hana Druckmüllerová a Pavel Mikuláček, se léta specializuje na zpracování obrazu. Profesorův vlastní software a metody jako NAFE či MGN dokážou z tisíců kalibrovaných expozic vydolovat jemné struktury, které by na obyčejné fotografii splynuly do bílé mlhy.

Vesmírné sondy SDO, SOHO, STEREO nebo Solar Orbiter sledují Slunce nepřetržitě a v různých částech spektra. Koronografy ovšem podle ESA dobře snímají vnější korónu, kdežto pásmo mezi ní a povrchem Slunce zachycují hůř. Měsíc při zatmění funguje jako dokonalá přírodní clona. Druckmüller tvrdí, že během totality vznikají obrazy, které dnes z kosmu stejným způsobem pořídit nelze. Výjimečnost brněnského snímku tak podle nás spočívá v souhře krátkého okna, příznivého nebe, precizní aparatury a vlastních algoritmů.

Kvalitu potvrzuje i mezinárodní zázemí. S týmem profesorky Shadie Habbal z Havajské univerzity spolupracují Brňané od roku 2007 a společně publikovali přes padesát vědeckých prací. Skupina se hlásí k vedoucímu postavení ve výzkumu takzvaných zakázaných čar železa a niklu ve viditelném a blízkém infračerveném spektru. Další část letošních dat, včetně záření vysoce ionizovaného železa, profesor teprve zpracovává.

Sluneční vítr u Země: polární záře nad Českem i ohrožené družice

Jakmile proud rychlého větru z koronální díry dorazí k Zemi, rozkmitá její magnetosféru. Podle přehledu NOAA bývají výsledkem nejčastěji slabší až střední geomagnetické bouře stupňů G1 a G2, silnější se objevují vzácně. Projevy pak sahají od polárních září až po poruchy rádiového spojení.

Šance na zářící oblohu nad Českem existuje, ovšem skromná. Podle Monitoru polárních září na Astro.cz lze z tuzemska spatřit průměrně pět až osm polárních září během jednoho zhruba jedenáctiletého slunečního cyklu. Pro Prahu je potřeba geomagnetická aktivita zhruba Kp 8 a vyšší, slabší úkazy zachytí citlivý fotoaparát někdy už při Kp 4 až 6.

Vážnější následky popisuje NOAA ve svém přehledu vesmírného počasí: silné bouře mohou narušit GPS, ohrozit družice, zkomplikovat letecký provoz a zatížit elektrické sítě. Tyto extrémy se však častěji pojí s výrony koronální hmoty. U zachycené díry Druckmüller uklidňuje, že podle něj „nic tak zásadního nezpůsobí“. Hodnota snímku proto spočívá jinde, v porozumění tomu, odkud se bere vítr, který naši planetu ovlivňuje neustále.

Zatmění 2027: jih Španělska, Egypt a hotely za patnáctinásobek

Další úplné zatmění Slunce přijde 2. srpna 2027. Totalitu podle NASA uvidí jižní Španělsko, severní Afrika od Maroka přes Alžírsko, Tunisko a Libyi po Egypt a také Saúdská Arábie a Jemen. Maximální délka dosáhne 6 minut a 23 sekund, tedy téměř čtyřnásobku letošního okna.

Druckmüller pro FSI VUT potvrdil, že tým rozhodně zamíří na jih Španělska, a další lokality zatím vybírá. Egypt láká dostupností, profesor ale varuje před návalem turistů toužících sledovat zatmění u pyramid. Ceny hotelů podle něj vyskočily až na patnáctinásobek. Při plánování dalších míst v regionu musí výprava zvažovat i bezpečnost.

Česko si na vlastní úplné zatmění počká až do 7. října 2135. Do té doby budou brněnští matematici vozit korónu domů z cizích hor, terabajt po terabajtu, a tmavá skvrna vpravo dole na letošním snímku zůstane připomínkou, že i sto sekund pod španělským nebem stačí k tomu, aby se Slunce ukázalo zevnitř.