Robustní magnetohydrodynamické invarianty ve slabě srážkové turbulenci plazmatu
Zkoumali jsme vlastnosti ideálních magneto-hydrodynamických (MHD) a Hall MHD invariantů druhého řádu (kinetická + magnetická energie a různé helicity) ve dvourozměrné hybridní simulaci tlumené turbulence. Kombinovaná (kinetická + magnetická) energie klesá na velkých škálách, kaskáduje od velkých škál k malým prostřednictvím nelinearity MHD na středních škálách. Tato kaskáda částečně pokračuje přes Hallovu nonlinearitu k iontovým škálám. Kaskádující energie se převádí (disipuje) na vnitřní energii na malých škálách přes rezistivní disipaci a tlakově deformační efekt. Smíšená (X) helicita, ideální invariant Hall MHD, vykazuje zvláštní chování, ale křížová helicita (ideální invariant v MHD, ale ne v Hall MHD), analogicky k energii, ubývá na velkých škálách, kaskáduje prostřednictvím Hall-MHD nelinearit a disipuje na malých škálách přes resistivní efekt a ekvivalent tlakově deformačního jevu. Naproti tomu magnetická helicita je velmi slabě generována prostřednictvím resistivního členu a nevykazuje žádnou kaskádu.

P. Hellinger, et al. 2024, A&A, 690, A174

Anisotropie plazmové turbulence na iontových škálách
Zkoumali jsme vlastnosti plazmové turbulence na iontových škálách v kontextu slunečního větru. Pozaďové magnetické pole indukuje silnou spektrální anizotropii, turbulentní fluktuace vykazují větší prostorové škály podél toho magnetického pole ve srovnání s kolmými směry. Analýza pomocí Kármán-Howarth-Moninovy rovnice ukazuje odpovídající anizotropii turbulentních procesů (tlumení, kaskáda, disipace a interakce tlak napětí): charakteristické škály těchto jevů se posouvají na větší škály v kvaziparalelním směru vzhledem k okolnímu magnetickému poli ve srovnání s kvazikolmými směry. Tato anizotropie je celkově slabá na velkých škálách (díky počátečnímu izotropnímu spektru) a stává se postupně silnější na malých škálách.

P. Hellinger, et al. 2024, A&A, 684, A120

Magnetické vlastnosti na hranici umbry v zanikající skvrně
Vertikální magnetické pole je stabilizujícím faktorem zodpovědným za různé magnetokonvekční módy pozorované u slunečních skvrn. To znamená, že existuje kritické vertikální magnetické pole, které odděluje umbrální a penumbrální mód konvekce. Toto kritérium bylo prokázáno několika autory za použití různých souborů dat a přístrojů, což vedlo k různým hodnotám kritického vertikálního magnetického pole. V této práci jsme získali záznamy z těchto přístrojů (SP/Hinode a HMI/SDO) a datových sad (HMI a HMI korigované o rozptýlené světlo) pro zanikající sluneční skvrnu. Porovnali jsme rozdíly hodnot magnetického pole způsobené různými přístrojovými nastaveními a inverzními strategiemi a ukázali jsme, že odlišnosti získaných kritických vertikálních polí jsou v souladu s těmito rozdíly. Rozpadající se sluneční skvrna nám navíc umožnila pozorovat, jak penumbra poskytuje stabilitu umbrální oblasti, kde se magnetické vlastnosti během rozpadu příliš nemění, zatímco magnetická struktura obnažených skvrn se chová podobně jako sluneční póry, kde se jejich magnetické vlastnosti mění výrazněji při malých změnách v umbrální oblasti.

M. García-Rivas, et al. 2024, A&A, 689, A160

Pomalu pozitivně driftující rádiová vzplanutí generována magnetickou rekonexí
V práci studujeme erupci bohatou na ojedinělé typy rádiových vzplanutí s pomalým pozitivním posuvem (driftem) ve frekvencích kolem 1 GHz. Ukázali jsme, že tato zřídka pozorovaná rádiová vzplanutí souvisí s procesem magnetické rekonexe, který dokáže náhle uvolnit veliké množství energie komplikovaného magnetického pole. Zároveň jsme zjistili, že tato vzplanutí jsou pravděpodobně generována svazkem urychlených částic, pohybujících se po nově vzniklých magnetických propojeních. Když jsou tato nová propojení velkoškálová, některá z erupčních zjasnění se můžou objevit i poměrně daleko od samotného centra erupce. Dále diskutujeme možnosti, proč je frekvenční drift u těchto ojedinělých rádiových vzplanutí tak pomalý, i když jsou generována svazkem urychlených částic.

A. Zemanová, et al. 2024, A&A, 690, A241

Diagnostika magnetického pole v sluneční protuberanci s pomocí 3D inverzního kódu
Inverzní problém, tedy dešifrování fyzikálních podmínek pozorovaných struktur ze zašuměných dat a jediného úhlu pohledu, je ve sluneční fyzice zásadní výzvou.  Analýza spektrálních čar poskytuje cenný nástroj pro řešení tohoto problému, protože termodynamické a magnetické vlastnosti plazmatu často zanechávají v intenzitě a polarizaci těchto čar výrazné stopy. Řešení inverzního problému však komplikují nelokální a nelineární interakce mezi různými oblastmi plazmatu zprostředkované zářením. V důsledku toho zůstává tento problém zatím ve své obecnosti nevyřešen. V této práci představujeme novou metodu, která zohledňuje dříve zanedbávané fyzikální procesy, a ukazujeme, že inverzní problém je řešitelný. Konkrétně se zabýváme problémem čar jednou ionizovaného hořčíku, které jsou předmětem pozorování navrhovaného projektu družice NASA.

J. Štěpán, et al. 2024, A&A, 689, A341

Skupina fyziky slunečních erupcí a protuberancí

Zabývá se výzkumem velmi nápadných jevů na Slunci: protuberancemi, erupcemi, výrony koronální hmoty, jejich vzájemnými vztahy, a také obecně fyzikou sluneční koróny a přechodové oblasti. Cílem je pochopení procesů slunečních erupcí, mechanismů vytváření magnetických tokových lan a ohřevu koróny.  K tomu pracovníci skupiny využívají numerické modely a pozorovaná data v širokém rozsahu spektra (od rentgenového záření, přes ultrafialové, viditelné až po rádiové záření) z družic i pozemních přístrojů. Podílejí se také na přípravě návrhů nových družicových přístrojů a pozorovacích kampaní.

Pod tuto pracovní skupinu spadá také Sluneční patrola, která poskytuje denně přehled o sluneční aktivitě v podobě kreseb sluneční fotosféry a synoptických snímků. Dalším úkolem Sluneční patroly je vydávat týdenní a denních předpovědi sluneční aktivity.

Vedoucí: Jaroslav Dudík
Vědečtí pracovníci: Arkadiusz Berlicki, Elena Dzifčáková, František Fárník, Vlastislav Feik, Stanislav Gunár, Petr Heinzel, Jana Kašparová, Dieter Nickeler, Martina Pavelková, Maciej Zapiór , Alena Zemanová

Skupina struktury a fyziky sluneční atmosféry

Cílem výzkumu skupiny je pochopení fyzikálních podmínek a procesů probíhajících ve sluneční atmosféře. Zabývá se klidnými i aktivními oblastmi se zaměřením na sluneční skvrny a fyziku sluneční atmosféry. S využitím numerických modelů a analýzy spektroskopických a spektropolarimetrických pozorování mnoha spektrálních čar, které se formují v různých výškách sluneční atmosféry, se členové skupiny snaží o posun našeho chápání procesů formujících atmosféru Slunce. Skupina se podílí na vývoji velkých evropských slunečních dalekohledů na Kanárských ostrovech. V současnosti se podílí zejména na realizaci Evropského slunečního dalekohledu (EST). 

Vedoucí: Jiří Štěpán
Vědečtí pracovníci: Jose Iván Campos Rozo, Marta García Rivas, Jan Jurčák, Michal Sobotka, Michal Švanda

Skupina fyziky heliosféry

Zabývá se fyzikálními jevy ve slunečním větru, tj. proudu částic ze Slunce, na základě družicových pozorování, numerických simulací a teoretické analýzy. Zaměřuje se na vlastnosti částic (elektronů & iontů) ve slunečním větru a jejich interakce s vlnami, turbulencí a nelineárními strukturami elektromagnetického pole. Dále studuje interakce slunečního větru s planetami a měsíci sluneční soustavy a analogické interakce měsíců a planetárních magnetosfér. 

Vedoucí: Petr Hellinger
Vědečtí pracovníci: Štěpán Štverák, Marek Vandas

Skupina sluneční radioastronomie

Pracovní skupina se zabývá studiem fyzikálních vlastností sluneční atmosféry a procesů v ní probíhajících prostřednictvím analýzy slunečních rádiových dat získaných v širokém rozsahu vlnových délek od decimetrů po milimetry. Na observatoři v Ondřejově skupina provozuje několik slunečních radioteleskopů pracujících na decimetrových vlnových délkách. Součástí skupiny jsou i členové českého uzlu Regionálního centra Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA ARC-CZ), které funguje od roku 2016 a podporuje komunitu uživatelů infrastruktury ALMA ze střední a východní Evropy. Český uzel ARC poskytuje vědeckou a technickou podporu v oblasti slunečního a (mimo)galaktického výzkumu infrastruktury ALMA.

Vedoucí: Artem Koval
Vědečtí pracovníci: Miroslav Bárta, Yi Chai, Marian Karlický, Wenjuan Liu