Τι βρίσκεται κάτω από μια ηλιακή κηλίδα

Από σελίδα της NASA, 7 Νοεμβρίου 2001

Χρησιμοποιώντας υπερήχους όπως και στην ιατρική, οι επιστήμονες κατάφεραν να κοιτάξουν στις περιοχές κάτω από τις ηλιακές κηλίδες, με μια τεχνική που ονομάζεται ηλιοσεισμολογία. Αποκαλύφθησαν, τρομεροί τυφώνες πλάσματος, που ήταν μια από τις εκπλήξεις που  διαπίστωσαν οι επιστήμονες κάτω από τη θυελλώδη επιφάνεια του αστεριού μας.

Δεξιά : Τα σκοτεινά σημεία στον ήλιο είχαν μπερδέψει τους επιστήμονες για εκατοντάδες χρόνια.

Αυτές είναι σκοτεινές περιοχές στην επιφάνεια του αστεριού μας, που έχουν μέγεθος σαν ένας πλανήτης. Οι ηλιακές κηλίδες είναι εκπληκτικά ρηχές, λένε οι ερευνητές και βρίσκονται πάνω από τους περιστρεφόμενους τυφώνες --δίνες-- ηλεκτρισμένου (ιονισμένου) αερίου, τόσο μεγάλων δε που μπορούν να καταπιούν ακόμη και τον πλανήτη Γη.

Η νέα έρευνα, τα στοιχεία της οποίας συλλέγονται από τον Michelson Doppler Imager (MDI), που βρίσκεται επί του Ηλιακού Παρατηρητήριου Heliospheric ( SOHO ), θα εμβαθύνει την κατανόηση μας για τις θυελλώδεις περιοχές στον ήλιο μας-- που αποκαλούνται "ενεργές περιοχές" -- εκεί όπου εμφανίζονται οι ηλιακές κηλίδες. Οι ισχυρές εκρήξεις από τις μαγνητικές ενεργές περιοχές μπορούν να προκαλέσουν τα όμορφα σέλη στη Γη μας αλλά και να έχουν επιπτώσεις στα συστήματα υψηλής τεχνολογίας, όπως οι δορυφόροι, τα δίκτυα ηλεκτρισμού και τις ραδιοεπικοινωνίες.

Οι ηλιακές κηλίδες έχουν συναρπάσει τους ανθρώπους από τις αρχές του 1600 όταν οι παρατηρήσεις του Γαλιλαίου έδειξαν τεράστιιες μυστηριώδεις σκοτεινές περιοχές αντίθετα με την κοινή πεποίθηση που τα ήθελαν θεϊκά αντικείμενα. Οι ηλιακές κηλίδες έχουν παραμείνει ένα μυστήριο για σχεδόν 400 έτη. Με μια πρώτη ματιά, φαίνεται ότι θα πρέπει γρήγορα να εξαφανιστούν. Αντίθετα, εμμένουν για εβδομάδες ή ακόμη περισσότερο.

Οι αστρονόμοι από καιρό ξέρουν ότι οι ηλιακές κηλίδες είναι περιοχές όπου τα μαγνητικά πεδία γίνονται πολύ πυκνά. Γνωρίζουμε από παιδιά πώς τα μαγνητικά πεδία ομοειδών πολικοτήτων απωθούν το ένα το άλλο. Ομοίως, τα ισχυρά μαγνητικά πεδία των ηλιακών κηλίδων πρέπει φυσικά να απωθούν το ένα το άλλο, αναγκάζοντας την ηλιακή κηλίδα προς γρήγορη διάλυση. Πράγματι, οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι το υλικό της επιφάνειας ρέει σαφώς έξω από τις κηλίδες.

Οι ηλιακές κηλίδες που δημιουργούνται στη φωτόσφαιρα -μια ζώνη 400Km πάνω από την επιφάνεια του ήλιου-  εμφανίζονται σαν σκοτεινά στίγματα, γιατί είναι σχετικά ψυχρές περιοχές της φωτόσφαιρας. Η θερμοκρασία τους είναι περίπου 3.500 oC αντί 6.000 oC που είναι η θερμοκρασία της ηλιακής φωτόσφαιρας. Οι κηλίδες εμφανίζονται κατά ομάδες ή σε ζεύγη, με διαφορετική μαγνητική πολικότητα για κάθε μία από αυτές. Αιτία εμφάνισής τους είναι το έντονο μαγνητικό πεδίο του ήλιου. Το φαινόμενο είναι περιοδικό και το πλήθος τους μεταβάλλεται περιοδικά με περίοδο 11 έτη (ενδεκαετής κύκλος) από έναν μέγιστο αριθμό μέχρι την σχεδόν πλήρη εξαφάνισή τους από τον ηλιακό δίσκο. 

Τι καθιστά τότε τις ηλιακές κηλίδες τόσο μακράς διαρκείας; Πώς παραμένουν άθικτες για   εβδομάδες και μήνες; Μια ομάδα των επιστημόνων έπρεπε να κοιτάξει κάτω από την επιφάνεια του ήλιου για να βρεί την απάντηση.

Δεξιά : Οι μακράς διάρκειας ηλιακές κηλίδες εμφανίζονται με αυτήν την ακολουθία σχεδίων, που έγιναν από τον ίδιο τον Γαλιλαίο, δεδομένου ότι παρατήρησε τον ήλιο από τις 2 έως στις 26 Ιουνίου του 1612. [ περισσότερα ]

Οι Alexander Kosovichev και Junwei Zhao του Πανεπιστήμιου Στάνφορντ, μαζί με τον Thomas Duvall της NASA, χρησιμοποιώντας την μοναδική δυνατότητα του   MDI, να εξετάζει τι συμβαίνει ακριβώς κάτω από την επιφάνεια μιας κηλίδας, είχαν για πρώτη φορά σαφή εικόνα του υλικού που έρρεε προς το εσωτερικό.

"Ανακαλύψαμε ότι η εκροή υλικού ήταν μόνο ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της επιφάνειας," είπε ο Zhao. "Εάν μπορείτε να κοιτάξετε λίγο βαθύτερα, βρίσκετε υλικό που ρέει προς το εσωτερικό, κάτι που μπορεί να συγκριθεί με μια δίνη ή έναν τυφώνα μέγεθος ενός πλανήτη. Αυτή η εισροή ωθεί τα μαγνητικά πεδία μαζί.

"Βρήκαμε ότι οι ηλιακές κηλίδες δεν είναι στατικές αλλά συνίστανται από πολύ ισχυρή ροή πλάσματος -ιονισμένων αερίων- που ''ταξιδεύουν'' προς το εσωτερικό του ήλιου με ταχύτητα 4.800 χιλιομέτρων την ώρα'', είπε ο Kosovichev από το Stanford.

Η παρατήρηση αυτή έγινε με τη βοήθεια δεδομένων που λήφθηκαν από ηλιακό παρατηρητήριο SOHO (που βρίσκεται σε τροχιά από το 1995) της Αμερικανικής NASA και της Ευρωπαϊκής ESA, που βρίσκεται σε απόσταση 1.6 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη. 

Η ερευνητική ομάδα μελέτησε μια ηλιακή κηλίδα που παρατηρήθηκε στις 18 Ιουνίου του 1998. Μετρώντας την ταχύτητα των ηλιακών ηχητικών κυμάτων δημιούργησε τρισδιάστατους χάρτες μιας περιοχής με έκταση περίπου 16.000 χιλιόμετρα κάτω από την ηλιακή κηλίδα. Η ομάδα του Stanford θα παρουσιάσει την έρευνά της στην επιθεώρηση Astrophysical Journal της 10ης Νοεμβρίου.