Λύνοντας τα μυστικά του Ήλιου
Για τα προηγούμενα 60 έτη, ο Ήλιος κρατούσε ένα μυστικό.

Από τo BBC 3-Ιουλίου-2000

SunΜια μετρίου μεγέθους ηλιακή λάμψη, συνοδευομένη από ένα ηλιακή σεισμό μεγέθους 11,3. Εικόνα που τραβήχθηκε με ακτίνες-X τον Ιούλιο του 1996.

Σκωτία
Ενώ η θερμή κίτρινη σφαίρα στην καρδιά του ηλιακού μας συστήματος δεν είναι πιά το μυστήριο που ήταν κάποτε  — γνωρίζουμε πιά για τις κηλίδες, για τις λάμψεις, για τις υψηλές θερμοκρασίες, για την άμπωτι και την παλίρροια της ηλιακής δραστηριότητας  — υπάρχει ένα αίνιγμα που μας προκαλεί για να δώσουμε εξηγήσεις: Γιατί το ηλιακό στέμμα, το φωτοστέφανο πλάσματος που περιβάλλει τον Ήλιο, είναι πολλές φορές θερμότερο από την ηλιακή επιφάνεια;
Το πρόβλημα αυτό έχει περιπλέξει τους επιστήμονες από την εποχή της ανακάλυψης του για περισσότερο από μισό αιώνα.

Ο Robert Walsh, ένας ηλιακός φυσικός από το Πανεπιστήμιο του St. Andrews στην Σκωτία, που συμμετέχει στην προσπάθεια να βρεί την απάντηση, το βάζει το ερώτημα ως εξής: "Είναι μακριά από την λογική, όταν απομακρύνεσαι από την επιφάνεια του Ήλιου η θερμοκρασία να ανεβαίνει. Είναι σαν να φεύγεις μακριά από μια φωτιά και να αισθάνεσαι πιό ζεστός"

Η φωτόσφαιρα — η επιφάνεια στην οποία παράγεται το φως  — έχει θερμοκρασία 6.000° C, ενώ το ηλιακό στέμμα (ο δακτύλιος γύρω από τον Ήλιο, που φαίνεται πιο καθαρά κατά τη διάρκεια εκλείψεων) που περιβάλλει αυτόν, είναι τριακόσιες φορές πιό ζεστό, περίπου 2.000.000° C. Επειδή η ενέργεια του Ήλιου δημιουργείται στον πυρήνα του, μέσω πυρηνικών συντήξεων, είναι λογικό να υποθέσουμε ότι η θερμοκρασία θα πέφτει κατά την απομάκρυνση από τον πυρήνα.

"Αντιθέτως, η θερμοκρασία ξαφνικά αυξάνει σταδιακά αρκετές τάξεις μεγέθους μακριά από την ηλιακή επιφάνεια," Ο Dr Walsh εξηγεί  "Αυτό συμβαίνει σε μια απόσταση μόνο 2.000 km, που είναι μικρή συγκρινόμενη με την ακτίνα του Ήλιου 700.000 km." Αυτές οι εκτιμήσεις έχουν επιβεβαιωθεί για πολλά χρόνια, αφήνοντας τους επιστήμονες να προβληματίζονται.

Παλμική κίνηση

Για την εξήγηση του φαινομένου υπάρχουν δύο θεωρίες.  Η πρώτη συνδέεται με τις παλμικές κινήσεις του Ήλιου.  Επειδή ο Ήλιος πάλλεται συνεχώς (σαν να γίνεται σεισμός) δημιουργούνται κύματα που ελευθερώνουν την ενέργεια τους στην ατμόσφαιρα του, όπως τα κύματα της θάλασσας όταν φθάνουν στην ακτή.

"Τι είδους κύματα είναι αυτά; Δεν μπορεί να είναι σαν τα ηχητικά κύματα, γιατί δεν μπορούν έτσι να έχουν τις τεράστιες ενέργειες που απαιτούνται για την ανύψωση της θερμοκρασίας. Πάντως το ηλιακό στέμμα κυριαρχείται από το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου, μέσω του οποίου κινείται το πλάσμα. Έτσι αν βάλεις το πλάσμα και το μαγνητικό πεδίο να κινείται, το αποτέλεσμα είναι ένα μαγνητοακουστικό κύμα."

Λεπτομερείς χάρτες του Ηλίου δείχνουν μεγάλους βρόχους  να εκτοξεύονται έξω από την επιφάνεια του Ήλίου, οι οποίοι είναι του ίδιου τύπου με τους βρόχους του μαγνητικού πεδίου, που δημιουργούνται από διασκορπισμένα ρινίσματα σιδήρου γύρω από ένα ευθύγραμμο μαγνήτη. Στον Ήλιο όμως οι μαγνητικοί βρόχοι ασκούν ένα μάλλον πιό κυρίαρχο ρόλο: δρούν σαν λεωφόροι για το θερμό πλάσμα, το οποίο μπορεί να εκτοξευτεί κατά μήκος των βρόχων με ταχύτητα 100km/s .

Ο Dr Walsh καθώς και άλλοι κατάφεραν να ερευνήσουν παρόμοια φαινόμενα με τη βοήθεια διαστημικών οχημάτων όπως το SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) , που εκτοξεύτηκε προς τον Ήλιο το 1995.   "Μπορούμε να συμπεράνουμε, πως υπάρχουν κύματα που ταξιδεύουν κατά μήκος τέτοιων δομών που έχουν την ικανότητα να θερμαίνουν την ατμόσφαιρα", δήλωσε ο Dr Walsh. Οι υποστηρικτές αυτής της θεωρίας έχουν την άποψη ότι η ενέργεια των κυμάτων μετατρέπεται στο ηλιακό στέμμα του Ήλιου, σε θερμική ενέργεια.

sunΔεξιά ένας χάρτης της Γης, τραβηγμένος από το διαστημικό παρατηρητήριο του Ήλιου SOHO.

Επανασύνδεση πεδίου

Υπάρχει πάντως και η δεύτερη θεωρία. Το μαγνητικό πεδίο του ηλίου βρίσκεται ακριβώς κάτω από την ηλιακή επιφάνεια. Όμως τα υλικά κάτω από την επιφάνεια του Ηλίου κινούμενα συνεχώς προκαλούν το μαγνητικό πεδίο να στραφεί. Όπως ένας ελαστικός επίδεσμος θα κοπεί εάν στραφεί πολύ, έτσι και το μαγνητικό πεδίο μπορεί να "σπάσει". Τότε ξαναενώνεται ή επανασυνδέεται, με ένα εύκολο, λιγώτερο παραμορφωμένο τρόπο. Καθώς κατασταλάζει στο νέο του σχήμα το μαγνητικό πεδίο, αποδεσμεύει ενέργεια στο ηλιακό στέμμα.

Αφού η φωτόσφαιρα είναι γεμάτη από ταραχώδη κίνηση, οι ευκαιρίες για επανασυνδέσεις είναι ευρύτατες. "Η επανασύνδεση είναι θεμελιακή φυσική διαδικασία και έχει μεγάλη ισχύ σε αυτό το πρόβλημα," προσθέτει ο Dr Walsh. Το μειονέκτημα είναι  πως μερικοί ειδικοί αμφιβάλλουν αν τέτοιες επανασυνδέσεις συμβαίνουν αρκετά γρήγορα ώστε να προξενήσουν τις ακραίες θερμοκρασίες στο ηλιακό στέμμα.

Ο Dr Walsh πιστεύει ότι η απάντηση μπορεί να έλθει σε λίγα χρόνια λόγω των πολύ ικανών δορυφόρων και διαστημικών οχημάτων που ρίχνουν τη "ματιά" τους  προς τον Ήλιο. Όπως ο SOHO έτσι υπάρχει και ο ΥΟΗΚΟΗ, ένας Ιαπωνικός δορυφόρος για την μελέτη των ηλιακών εκρήξεων όπως είναι οι λάμψεις.Τέλος υπάρχει και ο δορυφόρος TRACE (Transition Region and Coronal Explorer).

Οι απαντήσεις δεν θα δώσουν μόνο τέλος στο μακρύ μυστήριο του ήλιου, αλλά μπορεί να βοηθήσουν στην πρόβλεψη του ηλιακού καιρού. Οι καταιγίδες στον ήλιο μπορούν να αναστατώσουν ισχυρά ηλεκτρικά δίκτυα επί της Γης και των δορυφόρων στο διάστημα. Έτσι οι επιστήμονες προσπαθούν να βρούν αξιόπιστες μεθόδους προβλέψεων των ηλιακών καταιγίδων.

 
Δείτε και τα σχετικά άρθρα

Ενδιαφέρουσες ιστοσελίδες
SOHO Σελίδα για το ηλιακό παρατηρητήριο
Ο καιρός στο Διάστημα της NASA
Home