Příliš jasný viník

Vědci varují, že civilizace založená na elektronice a telekomunikacích se stala na jeho vrtochy obzvlášť citlivá. Blížící se maximum sluneční činnosti prověří naši připravenost.

Koncem srpna 1859 se na Slunci objevilo neobvykle vysoké množství skvrn a plazmatických oblaků. Před polednem 1. září zpozoroval britský astronom Richard Carrington explozi, která směrem k Zemi vyvrhla obrovský mrak elektricky nabitého plazmatu. Vzdálenost 150 milionů kilometrů urazil překvapivě rychle - namísto obvyklých dvou až čtyř dní za necelých osmnáct hodin. A zasáhl planetu bez ochrany.
V té chvíli se začaly dít neobvyklé věci. Telegrafní linky vyřadily z provozu rozsáhlé zkraty, které místy způsobily ničivé požáry. Polární záře zavěsila své přízračně barevné kulisy nejen nad polární kraje, ale i na oblohu v subtropech. Ke svému úžasu ji viděli i obyvatelé Říma a Havaje. Ve Skalistých horách byla tak jasná, že zlatokopové se uprostřed noci pustili do práce v domnění, že svítá.
Pozdější výzkumy ukázaly, že tak intenzivní sluneční bouře se objevují v průměru jednou za půl tisíciletí. Jenže od roku 1859 technika pokročila - a stala se zranitelnější. A tak i mírnější sluneční aktivita už několikrát technické civilizaci pořádně zavařila.

Slunce ožívá
Aktivita Slunce kolísá v jedenáctiletých cyklech - minulé maximum se odehrálo na přelomu let 2000 a 2001 a pak přišlo období klidu. Proti předpokladům se protáhlo: přestože měla naše hvězda v letech 2005 a 2006 spát nejhlubším spánkem bez slunečních skvrn a erupcí, útlum trval až do roku 2008. Teď už ale není pochyb, že Slunce opět ožívá - v březnu loňského roku se na jeho povrchu objevily první skupiny skvrn. Má se za to, že současné maximum přibližně jedenáctiletého cyklu vyvrcholí okolo roku 2012.
Není vyloučeno, že bude bouřlivé. "Za posledních 1150 let Slunce nikdy nebylo tak aktivní jako v uplynulých šedesáti letech," upozornil Sam Solanski z Institutu Maxe Plancka. "Může to mít vliv i na pozemské klima." Doktor Solanski a jeho tým k těmto závěrům došli na základě zkoumání vrtů do grónských ledovců.
Do maxima ještě pár let zbývá, někteří vědci ale raději varují s předstihem: americká Národní akademie věd vydala zprávu upozorňující na to, že s přípravami nelze otálet.
"Nejde jen o rozvody a telekomunikace. Ohrožena je celá vzájemně provázaná infrastruktura, například distribuce pitné vody by byla zasažena v řádu několika hodin a rychle se kazící potraviny a léky by byly ztraceny během 12 až 24 hodin. Ihned by bylo postiženo topení či klimatizace, odpadní systémy, telefonní služby, doprava, doplňování paliv a tak dále," říká se ve zprávě.

Quebec bez proudu a malá doba ledová
Při velké sluneční bouři roku 1859 bylo telegrafu teprve patnáct let. Elektrorozvodné sítě, televize, satelity a mobilní sítě dřímaly v daleké budoucnosti. Ale roku 1989 už tohle všechno existovalo - a právě tehdy se v kanadské provincii Quebec náhle zcela zhroutilo zásobování elektřinou. Trvalo bezmála osm hodin, než se podařilo obnovit dodávku proudu alespoň pro nejdůležitější instituce. Život se zastavil, tisíce lidí uvízly ve výtazích a v dopravních zácpách. Celkové škody za těch několik málo hodin dosáhly více než 10 milionů dolarů. Následné vyšetřování ukázalo, že viník katastrofy je mimo dosah jakýchkoliv sankcí. Bylo jím Slunce.
Je tu ale i opačné riziko: Slunce příliš klidné. V polovině 19. století si britský astronom Walter Maunder při studiu starých astronomických záznamů povšiml podivného jevu - v 17. a 18. století se sluneční skvrny téměř přestaly vyskytovat.
Vymizení skvrn je zřejmé z materiálů od roku 1645 do roku 1715. V této době byla také sluneční korona tenčí a slabší. Záznamy ze starých kronik ukázaly, že tehdy se rovněž přestaly na obloze objevovat polární záře. Nepochybně tedy šlo o celkový pokles aktivity naší hvězdy. Dnes je tento fenomén označován jak Maunderovo minimum.
Výpadek sluneční aktivity se projevil i v pozemském životě. Studium dřeva starých stromů prokázalo, že došlo ke změnám v absorbci izotopu uhlíku C14. Především ale nastalo výrazné ochlazení - jedním z dokladů jsou obrazy starých holandských mistrů, na nichž lidé bruslí po zamrzlém moři. Tehdy přišla dlouhá řada mimořádně krutých zim a některé zemědělské plodiny vůbec nebylo možné pěstovat. Vědci, kteří pro toto období používají termín "malá doba ledová", tedy vůbec nepřehánějí.

Vše je v normě?
Většina astronomů dnes předpokládá, že Maunderovo minimum je projev nějakého dosud neznámého slunečního cyklu, jehož perioda trvá i několik staletí. Záznamy, které by pokrývaly dobu dostatečně dlouhou, aby bylo možné tuto domněnku potvrdit, však bohužel nejsou k dispozici. Ze stejného důvodu není možné dát tento jev do souvislosti s dosud známými a prokázanými výkyvy klimatu v historické době (například s pravděpodobným prudkým ochlazením v prvních stoletích našeho letopočtu nebo naopak s výrazně teplými obdobími mezi 8. a 11. či 13. a 14. stoletím).
Přesto někteří astronomové varují, že malá doba ledová by se mohla vrátit. Znepokojují je především nepravidelnosti v trvání jedenáctiletého cyklu zaznamenané v posledních desetiletích. Astrofyzik David Hathaway z kosmické agentury NASA ale uklidňuje: "Vše je v normě." Dospěl k tomu statistickým srovnáním počtu slunečních skvrn během posledních třiadvaceti jedenáctiletých cyklů.
Ne všichni jeho kolegové s ním souhlasí. Ředitel organizace SSRC (Space and Science Research Center) John Casey tvrdí: "Na povrchu Slunce dochází ke změnám, které jsou možná projevem nějakých dosud neznámých dlouhodobých cyklů. Možná přichází další klimatická změna vedoucí ke globálnímu ochlazení klimatu. V historii Země by to nebylo nic výjimečného."

Běsnící hvězdy
Jedni tedy předpovídají žár, jiní chlad, většina však soudí, že se neděje nic znepokojivého. I navzdory občasným vrtochům je naše soužití se Sluncem překvapivě klidné - alespoň v době, o níž existují historické záznamy. Vědci totiž zjistili, že na rozdíl od něj se jiné podobné hvězdy běžně projevují častými erupcemi, při nichž i jednou za století ohrozí ve svém okolí vše, co by tam případně mohlo být živé. Nelze však vyloučit, že před příchodem člověka na scénu tomu tak vždy nebylo a že za střídáním biologických epoch mohou být právě dosud neznámé změny na naší mateřské hvězdě. Především ale nevíme, jestli si Slunce svou dobrotivou tvář zachová i do budoucna.
Co by se stalo, kdyby chtěla naše hvězda napodobit chování mnoha svých kolegů vyznačujících se stejným stářím a velikostí?
"Země by v okamžiku ztratila polovinu své ozonové vrstvy, která ji chrání před ultrafialovým zářením. Zemská atmosféra by prudce a dlouho žhnula a za své by vzaly patrně všechny umělé družice," prozradil před časem časopisu NewScientist profesor Brad Schaefer z Yalské univerzity.
Mnoho vědců také upozorňuje, že se zcela pomíjí vliv zvýšené aktivity slunce na globální oteplování. "Slunce nepochybně mělo a má značný vliv na oteplování nebo ochlazování zemského klimatu," říká Sam Solanski.
Existuje tedy celá řada dobrých důvodů, proč se vědci snaží vývoj sluneční aktivity předvídat. Je to ale ještě složitější než prorokovat pozemské počasí.
"Při vytváření dlouhodobých předpovědí jsme zatím na samém počátku," upozorňuje David L. Johnson z americké organizace NOAA, která se touto problematikou zabývá. "Přesnější budeme moci být teprve tehdy, až lépe poznáme děje v nitru naší hvězdy."
Ke startu se proto chystá i celá flotila satelitů zaměřená na důkladné sledování naší hvězdy. Nejdobrodružnější mise čeká na automat americké NASA Solar Probe Plus, který se má ponořit do samotné atmosféry Slunce - přesněji do její svrchní části nazývané koronosféra. Pro jistotu ale až po uklidnění očekávaného solárního maxima: start se předpokládá v květnu 2015, mise skončí v žáru slunečních erupcí okolo 2022. Výprava by tedy měla z bezprostřední blízkosti důkladně zdokumentovat nejméně jeden celý sluneční cyklus.

Slunce v číslech
průměr: 1 392 000 km (109krát větší než průměr Země)
hmotnost: 1,99 x 1030 kg, tj. necelých 2000 kvadrilionů tun (330 000krát větší než hmotnost Země)
průměrná hustota: jeden krychlový metr váží 167 tun
povrchová teplota: 5800 stupňů C
vnitřní teplota: 13 až 15 milionů stupňů C
energetický výkon: 386 miliard megawatt
stáří: přibližně 4,6 miliard let
vzdálenost od Země: 150 milionů kilometrů

Sluneční cykly
Činnost Slunce probíhá v cyklech, které trvají přibližně 11 let. Ve vrcholném období každého z nich se vyskytují geomagnetické bouře, skvrny na Slunci, polární záře a další jevy, jež zprostředkovaně ovlivňují děje na naší planetě. Není možná náhoda, že některá období velkých dějinných zvratů v minulosti často spadají právě do některého slunečního maxima. Naproti tomu mezi maximy prožívá Slunce jakýsi útlum - je jen málo slunečních skvrn, protuberancí, tedy plazmatických oblaků, a geomagnetických bouří.
V jedenáctiletém cyklu se občas projevují i výchylky. Byly například zaznamenány případy, kdy perioda trvala pouhých sedm let, nebo naopak až 17 let. Kromě jedenáctiletého cyklu jsou i delší cykly, například dvaadvacetiletý, osmdesátiletý a možná i ještě delší, jak naznačují klimatické změny v minulosti Země.

Skvrny na tváři hvězdy
Jedním z nejvýznamnějších projevů vnitřních pochodů na povrchu Slunce jsou sluneční skvrny. Jsou to relativně chladnější místa vrstvy zvané fotosféra - zatímco okolí má teplotu okolo 6000 stupňů Kelvina, v místě skvrny to je "jen" 4000 stupňů. Jejich výskyt kolísá v pravidelných periodách, jejichž doba v průměru trvá okolo jedenácti let.
Sluneční skvrny pozorovali a zkoumali již staří Číňané před počátkem našeho letopočtu. V Evropě se jimi patrně zabýval řecký astronom Anaxagorás roku 467 př. n. l., avšak později převládlo Aristotelovo mínění, že naše hvězda je dokonalá a žádné skvrny nemá. Teprve na přelomu 16. a 17. století tyto útvary svým dalekohledem pozoroval Galileo Galilei.

Snímky Shutterstock, Reuters, NASA, vizualizace NASA: Sluneční vítr: částice vyletující z naší mateřské hvězdy ovlivňují magnetické pole Země. Za jedenáct let přijde útlum: Slunce na vrcholu aktivity.

AUTOR: Jan A. Novák