Začiatok výskumu slnečnej koróny v Astronomickom ústave SAV mimo zatmení možno datovať do roku 1962, kedy bola ukončená výstavba koronálneho observatória na Lomnickom štíte (obr. 1). Základným podnetom pre výstavbu boli hlavne práce Grotriana, Edlena a van de Hulsta, ktoré ukázali, že hmota v koróne môže byť vo veľmi zvláštnych podmienkach - ionizovaná, pri vysokej teplote a s prudkou dynamikou. Práve tieto skutočnosti sa stali po druhej svetovej vojne predmetom zvýšeného záujmu astrofyziky, pod čerstvým vplyvom prvých atómových výbuchov a prudkého rozvoja atómovej a jadrovej fyziky. Slnečná koróna sa stala prírodným laboratóriom práve pre tieto vedné odvetvia.
Obr. 1 Koronálne observatórium na Lomnickom štíte, 2632 m n.m.
Zahájenie meraní bolo spojené s množstvom problémov. Stáli sme pred úlohou zvládnuť techniku pozorovania pri malých nákladoch, lebo na sekundárne vybavenie sa vopred nemyslelo. Koronograf sme síce mali, ale nemali sme spektrograf, aby bolo možné zahájiť pozorovania koróny a nemali sme ani vhodný filter na pozorovanie protuberancií. S filtrom nám pomohli ondřejovskí astronómi a spektrograf, podľa návrhu dr. J. Lexu, zhotovil v podstate J. Šóška, prvý technický asistent na Lomnickom štíte. Tento spektrograf slúži s menšími úpravami dodnes.
Obr. 2: Eruptívna protuberancia, pozorovaná na Lomnickom štíte 3. mája 1971.
Takto sa nám podarilo získať prvé použiteľné snímky protuberancií (obr. 2) aj spektrá koronálnych čiar (obr. 3) a mohli sme sa zapojiť do práve vtedy zahájeného medzinárodného programu koordinovaných pozorovaní Slnka – „Rok pokojného Slnka“ (IQSY). Táto účasť predurčila aj náš počiatočný výskumný program. Bol prispôsobený požiadavkám koordinovaného výskumu. Po zvládnutí počiatočných ťažkostí a existujúcich poznatkov o koróne sme však už boli schopní vypracovať aj vlastný výskumný program.
Obr. 3: Spektrum koróny. V strede je emisná čiara koróny 530,3 nm, v ktorej žiari ión Fe XIV.
Problémov bolo a aj dodnes je dosť. Kardinálnym problémom po zistení, že v koróne sa vyskytuje hmota s veľmi vysokou teplotou, je určenie mechanizmu, ktorý ohrev koróny spôsobuje. Ďalší veľký okruh problémov je spojený s priebehom cyklu slnečnej aktivity v koróne. Nejasný je tiež fyzikálny mechanizmus, ktorý umožňuje existenciu protuberancií v prostredí koróny. Vznik slnečného vetra a súvislosť tvaru koronálnych lúčov pozorovaných v bielom svetle s fyzikálnymi podmienkami na povrchu fotosféry, resp. pod ňou, tvoria posledný definovaný okruh problémov. Spomínané problémy nemajú dodnes uspokojivé riešenie. Väčšina našich prác je založená na vlastných pozorovaniach. Týkajú sa prevažne priebehu cyklu slnečnej aktivity v koróne. Pre charakteristiku jeho úrovne sme zaviedli koronálny index slnečnej aktivity. Predstavuje žiarivý výkon celej koróny v čiare 530 nm pre daný deň. Jeho hodnota kolíše v medziach 1 – 25 x1016 W/ster., (obr. 4).
Obr. 4: Časový priebeh koronálneho indexu slnečnej aktivity
Pre jeho výpočet sme použili všetky dostupné merania od roku 1939, pričom bolo potrebné najprv ich zjednotiť na rovnakú fotometrickú škálu. Ide o viac, ako 600 000 dát, takže takúto prácu bolo možné vykonať iba po zavedení modernej výpočtovej techniky a vypracovaní programov na hromadné spracovanie dát. Pre charakteristiku slnečnej aktivity majú koronálne dáta jednu podstatnú výhodu pred Wolfovým číslom, aj pred integrálnym rádiovým žiarením. Pomocou nich môžeme slnečnú aktivitu charakterizovať, pri splnení určitých predpokladov, v ľubovoľnej heliografickej šírke aj dĺžke, čo spomínané indexy nedovoľujú. Wolfovo číslo charakterizuje aktivitu iba v úzkom pásme okolo rovníka a rádiové žiarenie charakterizuje aktivitu pre Slnko, ako hviezdu. Pri využití koronálnych údajov sme zistili, že existujú určité zákonitosti vo výskyte lokálnych maxím koróny počas cyklu, ktorých podstata je znázornená na obr. 5.
Obr. 5: Poloha lokálnych maxím zelenej koronálnej čiary počas šiestich cyklov slnečnej aktivity.
Rovníkový pás maxím je totožný s pásom maximálneho výskytu škvŕn, avšak polárne pásy sú prejavom tzv. torzných oscilácií, ktoré sa podarilo identifikovať iba v poslednom období, buď pomocou merania oscilácií na kozmickom observatóriu SOHO, alebo pomocou meracej siete projektu GONG. Z pozorovaní protuberancií sme zostavili katalóg, ktorý obsahuje podstatné údaje o všetkých pozorovaných protuberanciách (okolo 40 000) od roku 1967. Katalóg je prístupný pre všetkých záujemcov v elektronickej forme. Je to jediný katalóg tohto druhu na svete. Pomocou štatistickej analýzy jeho dát sa ukázalo, že aj vo výskyte protuberancií existujú počas cyklu určité zákonitosti. Hlavnou je skutočnosť, že vo vysokých šírkach sa protuberancie vyskytujú v pomerne úzkych zónach a tieto sa pohybujú k pólom tak, že ich dosahujú v období maxima, počas zmeny polarity celkového magnetického poľa Slnka (obr. 6).
Obr. 6: Poloha vetiev maximálneho výskytu protuberancií, podľa pozorovaní z Lomnického štítu
1967–2002.
Zaoberali sme sa aj niektorými teoretickými otázkami. Išlo hlavne o diagnostiku plazmy pri pozorovaní vývoja zaujímavých objektov v koróne (kondenzácie, tranzienty, eruptívne protuberancie). Sem možno zaradiť aj metódu na určenie hustoty voľných elektrónov zo spektrálnych pozorovaní, určenie celkovej hmotnosti tranzientu z pozorovania zmien v jeho spektre a definitívne preukázanie existencie krátkodobých oscilácií v intenzite koronálnych čiar. Od roku 1990 používame na meranie intenzít koronálnych čiar fotoelektrický spektrofotometer, jediný svojho druhu na svete, ktorý bol skonštruovaný, aj zhotovený u nás a pomocou neho sa znížila pracnosť meraní, zvýšila sa ich presnosť a skrátil sa čas jedného (denného) merania. Keď sme začínali s meraniami koróny, bolo na celom svete desať koronálnych staníc, dnes sú v činnosti, aj s našou štyri. Myslím si, že to nie je pre stratu aktuálnosti týchto pozorovaní. Problémy koróny nie sú ešte ani zďaleka vyriešené. Skôr to bude pre veľkú pracnosť týchto meraní, ktoré možno automatizovať iba pri vynaložení značných finančných prostriedkov a tiež to určite súvisí so všeobecným obmedzením financovania vedy. Pokúšali sme sa aj o kozmické pozorovania koróny. V rámci programu „Interkozmos“ sme v rokoch 1975–1988 pripravovali konštrukciu a za výdatnej pomoci Ústavu merania SAV aj zhotovenie družicového koronografu. Projekt nebol dotiahnutý do konca hlavne pre nedostatok financií. Hoci sa mnohé pozorovacie programy koróny postupne presúvajú do kozmu, pozemské pozorovania koróny nestratili svoje oprávnenie. Napríklad, sekulárne zmeny v slnečnej aktivite možno zistiť iba trpezlivým dlhodobým pozorovaním, rovnakou metodikou. Tieto pozorovania treba čo najviac automatizovať, aby bolo možné viac času venovať aktuálnym astrofyzikálnym pozorovaniam. Naše pozorovania zasielame do svetového centra dát v Boulderi, kde ich publikujú v „Solar Geophysical Data“ a takto sú dostupné pre celú vedeckú komunitu. V súčasnej dobe stojíme pred úlohou zaviesť digitálne snímanie obrazu koróny aj protuberancií s vyššou citlivosťou, zdokonaliť spektrograf pri zvýšení jeho disperzie, rozšíriť používanie modernej výpočtovej techniky, ale hlavne získať pre výskum koróny mladých ľudí, zapálených pre vec.
Prezentované výsledky vo výskume koróny dosiahli pracovníci Astronomického ústavu SAV Elena Dzifčáková, Ľubomír Klocok, Milan Minarovjech, Vojtech Rušin, Milan Rybanský a Július S.ýkora.