Co je slunce, vše o slunci a jak vzniklo

Slunce je žhnoucí koule vodíku a helia. Bez energie Slunce by na naší planetě nemohl existovat život, tak jak ho známe. Vzdálenost od země je asi 150 milionů kilometrů a je jedinou hvězdou naší sluneční soustavy.

O slunci

Z našeho pohledu na Zemi se Slunce může jevit jako neměnný zdroj světla a tepla. Slunce je však dynamická hvězda, která se neustále mění a vysílá energii do vesmíru. Věda zabývající se studiem Slunce a jeho vlivu v celé sluneční soustavě se nazývá heliofyzika.

Slunce je největším objektem naší sluneční soustavy. Jeho průměr je asi 1,4 milionu kilometrů. Gravitace Slunce drží sluneční soustavu pohromadě a udržuje vše od největších planet až po nejmenší úlomky na oběžné dráze kolem něj.

Nejžhavější částí Slunce je jeho jádro, kde teplota dosahuje 15 milionů °C. Část Slunce, kterou nazýváme jeho povrchem – fotosféra – má relativně chladnou teplotu 5 500 °C . Jednou z největších záhad Slunce je, že vnější atmosféra Slunce, tzv. koróna, je tím žhavější, čím dále od povrchu se rozprostírá. Koróna dosahuje teploty až 2 miliony °C, je tedy mnohem, mnohem teplejší než fotosféra.

Název

Slunce má mnoho jmén, latinský výraz pro Slunce je „sol“, což je hlavní přídavné jméno pro všechny věci související se Sluncem: sluneční. Hélios, bůh Slunce ve starořecké mytologii, propůjčil své jméno také například heliosféře a helioseismologii.

Velikost a vzdálenost

Země obíhá okolo Slunce ve vzdálenosti asi 150 milionů kilometrů. Nejbližším hvězdným sousedem Slunce je trojhvězdný systém Alfa Centauri. Proxima Centauri je vzdálen 4,24 světelného roku a Alfa Centauri A a B – dvě hvězdy podobné Slunci, které obíhají kolem sebe – jsou vzdáleny 4,37 světelného roku. Světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za jeden rok, což se rovná přibližně 9,5 bilionu kilometrů.

Naše Slunce je středně velká hvězda s poloměrem asi 700 000 km. Slunce je mnohem hmotnější než naše domovská planeta. K dosažení hmotnosti Slunce by bylo zapotřebí více než 330 000 Zemí a k zaplnění jeho objemu by bylo zapotřebí 1,3 milionu Zemí.

Oběžná dráha a rotace

Slunce se nachází v galaxii Mléčná dráha ve spirálním rameni zvaném Orionova ostruha táhnoucí se směrem ven z ramene Střelce.

Slunce obíhá kolem středu Mléčné dráhy a přináší s sebou planety, asteroidy, komety a další objekty naší sluneční soustavy. Naše sluneční soustava se pohybuje průměrnou rychlostí 720 000 km za hodinu. I při této rychlosti trvá Slunci jedna kompletní cesta kolem Mléčné dráhy přibližně 230 milionů let.

Slunce se při svém oběhu kolem galaxie otáčí kolem své osy. Jeho rotace má sklon 7,25 stupně vzhledem k rovině oběžných drah planet. Protože Slunce není pevné, jeho různé části se otáčejí různou rychlostí. Na rovníku se Slunce otočí jednou přibližně za 25 pozemských dní. Na pólech se Slunce otočí kolem své osy jednou za 36 pozemských dní.

Měsíce

Jako hvězda nemá Slunce žádné měsíce. Má pouze planety, které se s svými měsíci okolo Slunce obíhají.

Prstence

Slunce bylo na počátku své historie při formování sluneční soustavy obklopeno diskem plynu a prachu. Část tohoto prachu je zde dodnes v podobě několika prachových prstenců obklopujících Slunce.

Vznik

Slunce se zformovalo asi před 4,6 miliardami let v obřím rotujícím oblaku plynu a prachu zvaném sluneční mlhovina. Jak se mlhovina pod vlastní gravitací hroutila, zrychlovala svou rotaci a zplošťovala se do disku. Většina materiálu mlhoviny byla přitažena ke středu a vytvořila naše Slunce, které tvoří 99,8 % hmotnosti naší sluneční soustavy. Velká část zbývajícího materiálu vytvořila planety a další objekty, které nyní obíhají kolem Slunce. (Zbytek plynu a prachu byl odfouknut mladým slunečním větrem.)

Stejně jako všem hvězdám i našemu Slunci nakonec dojde energie. Až začne umírat, Slunce se zvětší na červeného obra a bude tak velké, že pohltí Merkur a Venuši a možná i Zemi. Vědci předpovídají, že Slunce je o něco méně než v polovině své životnosti a vydrží ještě asi 5 miliard let, než se stane bílým trpaslíkem.

Struktura

Slunce je obrovská koule vodíku a helia, kterou drží pohromadě jeho vlastní gravitace.

Slunce má několik oblastí. Mezi vnitřní oblasti patří jádro, radiační zóna a konvekční zóna. Směrem ven – následuje viditelný povrch neboli fotosféra, pak chromosféra, následuje přechodová zóna a nakonec koróna – rozsáhlá vnější atmosféra Slunce.

Materiál opuští korónu nadzvukovou rychlostí a stáva se z něj sluneční vítr, který kolem Slunce vytváří obrovskou magnetickou „bublinu“ zvanou heliosféra. Heliosféra se rozprostírá za oběžnou dráhou planet naší sluneční soustavy. Země se tedy nachází uvnitř atmosféry Slunce. Mimo heliosféru se nachází mezihvězdný prostor.

Jádro je nejžhavější část Slunce. Zde probíhají jaderné reakce, při nichž se vodík slučuje na hélium, a Slunce tak získává teplo a světlo. Teplota zde dosahuje 15 milionů °C a jeho tloušťka je asi 138 000 km. Hustota slunečního jádra je přibližně 150 gramů na centimetr krychlový (g/cm³). To je přibližně osminásobek hustoty zlata (19,3 g/cm³) nebo třináctinásobek hustoty olova (11,3 g/cm³).

Energie z jádra je vyzařována směrem ven. Toto záření se odráží v radiační zóně a trvá přibližně 170 000 let, než se dostane z jádra na vrchol konvekční zóny. Při pohybu směrem ven, v konvekční zóně, klesá teplota pod 2 miliony °C. Zde se velké bubliny horkého plazmatu pohybují směrem vzhůru k fotosféře, což je vrstva, kterou považujeme za povrch Slunce.

Povrch

Slunce nemá pevný povrch jako Země a ostatní kamenné planety a měsíce. Část Slunce, které se běžně říká povrch, je fotosféra. Slovo fotosféra znamená „světelná koule“ – což je výstižné, protože právě tato vrstva vyzařuje nejvíce viditelného světla. Je to to, co vidíme ze Země svýma očima.

Ačkoli jí říkáme povrch, fotosféra je ve skutečnosti první vrstvou sluneční atmosféry. Její tloušťka je asi 400 km a teplota v ní dosahuje asi 5 500 stupňů Celsia. To je mnohem chladnější než žhavé jádro, ale stále dost horké na to, aby se uhlík – jako diamanty a grafit – nejen tavil, ale i vařil. Většina slunečního záření uniká z fotosféry ven do vesmíru.

Atmosféra

Nad fotosférou se nachází chromosféra, přechodová zóna a koróna. Ne všichni vědci označují přechodovou zónu jako samostatnou oblast – je to prostě tenká vrstva, kde se chromosféra rychle zahřívá a přechází v korónu. Fotosféra, chromosféra a koróna jsou součástí sluneční atmosféry. (Koróna se někdy neformálně označuje jako „sluneční atmosféra“, ale ve skutečnosti se jedná o horní vrstvu sluneční atmosféry.)

V atmosféře Slunce můžeme pozorovat takové jevy, jako jsou sluneční skvrny, koronální díry a sluneční erupce.

Sluneční skvrny

Vypadají jako tmavé díry na Slunci, ale ve skutečnosti jsou to oblasti, které jsou o něco chladnější než okolní fotosféra. Sluneční skvrny vznikají tam, kde kousky magnetického pole Slunce vyčnívají z jeho nitra do atmosféry. Sluneční skvrny, které trvají několik dní až měsíců, mají velikost od 1 600 až 160 900 km.

Viditelné světlo z těchto horních oblastí Slunce je obvykle příliš slabé na to, aby bylo vidět na pozadí jasnější fotosféry, ale během úplných zatmění Slunce, kdy Měsíc zakrývá fotosféru, vypadá chromosféra jako jemný červený lem kolem Slunce, zatímco koróna vytváří krásnou bílou korunu („corona“ znamená v latině a španělštině koruna) s plazmovými proudy zužujícími se směrem ven a vytvářejícími tvary, které vypadají jako okvětní lístky.

Jednou z největších záhad Slunce je, že koróna je mnohem žhavější než vrstvy bezprostředně pod ní. (Představte si, že odcházíte od táboráku, jen abyste se zahřáli.) Zdroj koronálního ohřevu je hlavní nevyřešenou hádankou při studiu Slunce.

Magnetosféra

Slunce vytváří magnetické pole, které se šíří do vesmíru a tvoří meziplanetární magnetické pole, které prostupuje celou naší sluneční soustavou. Toto pole je přenášeno sluneční soustavou slunečním větrem – proudem elektricky nabitého plynu vanoucího ze Slunce všemi směry. Rozsáhlá bublina prostoru ovládaná magnetickým polem Slunce se nazývá heliosféra. Magnetické pole se roztáčí vlivem rotace Slunce do velké rotující spirály, známé jako Parkerova spirála. Tato spirála má tvar podobný vzoru vody z rotujícího zahradního postřikovače.

Slunce se nechová stále stejně. Prochází fázemi vysoké a nízké aktivity, které tvoří sluneční cyklus. Přibližně každých 11 let dochází ke změně magnetické polarity Slunce – to znamená, že se severní a jižní magnetický pól vymění. Během tohoto cyklu se sluneční fotosféra, chromosféra a koróna mění z klidné a tiché na prudce aktivní.

Vrchol cyklu sluneční aktivity, známý jako sluneční maximum, je obdobím výrazně zvýšené aktivity slunečních bouří. V době slunečního maxima jsou běžné sluneční skvrny, erupce zvané sluneční erupce a výrony koronální hmoty. Poslední 25 sluneční cyklus začal v prosinci 2019. V tuto dobu nastalo nastalo sluneční minimum. Vědci nyní očekávají, že aktivita Slunce se bude zvyšovat směrem k dalšímu předpovězenému maximu v červenci 2025.

Sluneční aktivita může uvolňovat obrovské množství energie a částic, z nichž některé nás ovlivňují zde na Zemi. Stejně jako počasí na Zemi se i podmínky ve vesmíru – známé jako vesmírné počasí – neustále mění spolu s aktivitou Slunce. „Vesmírné počasí“ může rušit satelity, GPS a rádiovou komunikaci. Může také ochromit energetické sítě a poškodit potrubí, kterými se dopravuje ropa a plyn.

Nejsilnější zaznamenanou geomagnetickou bouří je Carringtonova událost, pojmenovaná po britském astronomovi Richardu Carringtonovi, který 1. září 1859 pozoroval sluneční erupci, jež ji vyvolala. Telegrafní systémy po celém světě se rozpadly. Jiskrové výboje šokovaly telegrafisty a zapálily jim telegrafní papír. Těsně před svítáním následujícího dne se obloha na celé Zemi rozzářila červenými, zelenými a fialovými polárními zářemi – výsledkem interakce energie a částic ze Slunce se zemskou atmosférou. Polární záře byla údajně tak zářivá, že se noviny daly číst stejně snadno jako za denního světla. Polární záře byly viditelné až na Kubě, Bahamách, Jamajce, Salvadoru a Havaji.

Další sluneční erupce 13. března 1989 způsobila geomagnetické bouře, které narušily přenos elektrické energie z elektrárny Hydro Québec v Kanadě a uvrhly 6 milionů lidí na 9 hodin do tmy. Erupce v roce 1989 také způsobila přepětí, které roztavilo transformátory v New Jersey.

V prosinci 2005 rentgenové záření ze sluneční bouře narušilo na přibližně 10 minut komunikaci mezi družicemi a navigační signály globálního polohového systému (GPS).

Středisko NOAA pro předpověď kosmického počasí monitoruje aktivní oblasti na Slunci a vydává hlášení, varování a výstrahy před nebezpečnými jevy kosmického počasí.