Novi pogled na Sunce kroz novi teleskop!

Prva pomisao je da zvjezdarnice rade samo noću, međutim većina posjetitelja Kozmološkog centra – Zvjezdarnice u Križevcima, posjeti nas tijekom dana, a jedina zvijezda na nebu koju tada možemo promatrati je naše Sunce. Ako ga ne sakriju oblaci, naravno. Do sada smo Sunce promatrali teleskopima s filterima za Sunce koji propuštaju samo 0.001% Sunčeve svjetlosti, čime nam štite oči i omogućuju da lijepo vidimo Sunčeve pjege – hladnija područja na površini Sunca koje se “množe” što je Sunce aktivnije i koje svojom veličinom premašuju čak i veličinu planeta Zemlje! “Hladnija” ovdje treba shvatiti relativno, s obzirom na prosječnu okolnu temperaturu jer i dalje “žare” s oko 3 do 4,5 tisuće kelvina (odnosno, za 273,15 manje ako govorimo u Celzijevim stupnjevima).

Od ovog tjedna Astronomsko društvo Perzeidi ponovilo se za novi teleskop specijaliziran za promatranje Sunca kojim Sunce vidimo u vrlo uskom dijelu elektromagnetskog spektra centriranog na 656.28 nanometara valne duljine, a što vidimo kao crvenu boju. Zašto je ta valna duljina interesantna za promatranje Sunca?

(Prilagođeno s Wikimedia Commons, Robert A. Rohde, CC BY-SA 3.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Kao i svaka druga zvijezda, Sunce “žari i pali” kontinuirano kroz velik dio elektromagnetskog spektra. Konkretno, Sunce dostiže maksimum u tom kontinuumu zračenja na oko 500 nanometara, odnosno u žuto-zelenom području nama vidljive svjetlosti. Ipak ga vidimo iz orbite kao bijelo radi specifične građe našeg oka, a sa površine Zemlje, zbog djelovanja atmosfere, Sunce vidimo kao žuto ili u tonovima crvene. Za one koji žele znati više ili prisjetiti se malo srednjoškolskog gradiva, u fizici se takav kontinuirani spektar zove spektar zračenja crnog tijela, makar je naše Sunce sve samo ne crno! Upravo zato što Sunce zrači u svim dijelovima vidljivog spektra teško možemo uočiti zasebne slojeve, forme i strukture na Suncu – svi ti slojevi i različiti procesi koji zrače preklapaju se i na kraju od svega ne vidimo ništa pojedinačno. Tek sa spomenutim filterima koji reduciraju zračenje po cijelom elektromagnetskom spektru možemo razlučiti hladnije dijelove površine Sunca, odnosno Sunčeve pjege. Kad bi mogli izolirati svjetlost Sunca koja dolazi samo iz jednog sloja, onda bi dobili posve novi pogled na Sunce! Uzmimo za primjer rendgensku snimku tijela. Vidimo na njoj kosti i da li je neka od njih polomljena, a slabo ili nikako vidimo ostatak tkiva. Danas je to neizostavna metoda dijagnostike u medicini jer nam pruža novi pogled na tijelo. Na analogan način zapravo možemo promatrati samo jedan sloj Sunca – kromosferu, koja nije pogled ispod površine Sunca kao u slučaju rendgena i tijela, već iznad, ali iako je iznad – ne vidimo ga zbog prevelikog sjaja onog nižeg sloja – površine Sunca, odnosno fotosfere.

(Prilagođeno s https://tikz.fr/serie-spectrale-de-latome-dhydrogene/ )

Kromosfera je građena od vrlo rijetkog plina, pa iako vruća, u njoj mogu naći i atomi koji nisu stalno posve ionizirani, a koji u nižim, gušćim slojevima Sunca jesu – tako da u njima imamo isključivo plazmu – četvrto stanje materije. Podsjetmo zatim da se Sunce dominantno sastoji od vodika (oznaka H, od lat. Hydrogenium), čak i u kromosferi, ali zbog njezine male gustoće tu se nađe ponešto i neioniziranog, odnosno neutralnog vodika. Energija koja dolazi sa Sunca može elektrone u tom neturalnom vodiku pobuditi u viša energetska stanja i onda se taj pobuđeni elektron opet vraća u ona niža, ili ionizirani vodik može uhvatiti slobodan elektron u visoko energetsko stanje i spustiti ga u niže, a pri čemu izrači elektromagnetski val (foton) točno određenih energija, odnosno valnih duljina, ovisno s koje na koju energetsku razinu je elektron “pao”. Ako je pao s pete (n=5), četvrte (n=4), treće (n=3) na drugu (n=2) – onda tu seriju zovemo Balmerova serija, po Švicarcu Johannu Balmeru koji je prvi izradio jednadžbu koja opisuje te linije zračenje atoma vodika. Izračeni elektromagnetski val kad elektron “padne” s treće na drugu (n=3->2) odgovara valnoj duljini svjetlosti od 656,28 nanometara i tu liniju vidimo kao crvenu te ju zovemo H-alfa linija.

Pogled na kromosferu kroz novi teleskop Astronomskog društva Perzeidi

Novi teleskop filtrira sve dijelove elektromagnetskog spektra osim ovih 656.28 nanometara (dakle propušta samo H-alfa liniju koja odgovara energetskom prijelazu elektrona s treće na drugo pobuđeno stanje vodikovog atoma). Time možemo promatrati direktno pobuđene atome vodika koji se nalaze u kromosferi i od cijelog Sunca vidjeti samo jedan sloj! A što tu možemo vidjeti? Strukture na Suncu koje nismo mogli vidjeti ranije! Prominencije kao divovske mostove na Suncu, filamente kao vrpce guste plazme iznad površine, zatim baklje koje izbijaju s površine Sunca poput vulkana. Tu ima i drugih struktura koje je teško opisati riječima već je najbolje posjetiti Kozmološki centar od 17 do 18 sati četvrtkom u novom terminu ovaj mjesec (večernje promatranje četvrtkom i dalje je aktualno, i to od 21:30 do kraja kolovoza). Vidimo se!

Uz ovaj tekst prilažemo i prve fotografije slikane kroz novi teleskop (model: Lunt ST 70/420 LS60MT Ha B1200).