Ο άνθρωπος «άγγιξε» την ατμόσφαιρα του Ήλιου για πρώτη φορά

Με καθυστέρηση αρκετών μηνών, ώστε να φτάσει στη Γη όλος ο όγκος των δεδομένων και να αναλυθεί με σιγουριά, οι επιστήμονες της NASA ανακοίνωσαν πριν από λίγες μέρες ότι τον Απρίλη το αυτόματο σκάφος «Parker Solar Probe» μπήκε σε μια έως τότε ανεξερεύνητη περιοχή του ηλιακού συστήματος, την εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου, γνωστή και ως ηλιακή κορόνα. Πέρασε τη λεγόμενη επιφάνεια Αλφβέν, μια μη απτή επιφάνεια που είναι το όριο ανάμεσα στο πιο εξωτερικό στρώμα της «ατμόσφαιρας» του Ήλιου και τον χώρο του Διαστήματος, όπου κυριαρχεί ο ηλιακός άνεμος, δηλαδή ο άνεμος υποατομικών σωματιδίων που εκπέμπει το άστρο. Η επιφάνεια Αλφβέν πήρε το όνομά της από τον Σουηδό φυσικό που πρότεινε την ύπαρξή της το 1942, αλλά επιβεβαιώθηκε για πρώτη φορά τώρα, από τη διαστημοσυσκευή της NASA.

Έως τη ρίζα

Το «Parker Solar Probe», που φέρει αντιπυρική ασπίδα για να το προστατεύει από θερμοκρασίες που σε ορισμένα σημεία της τροχιάς του φτάνουν τους 1.370 βαθμούς Κελσίου, διέσχισε την επιφάνεια Αλφβέν σε απόσταση 14 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από την επιφάνεια του Ηλιου, περίπου στην απόσταση που οι επιστήμονες προέβλεπαν ότι θα τη συναντήσει. Αποδείχτηκε ότι πρόκειται για ένα σαφές όριο, αλλά με κάποιες «ζάρες». Το σκάφος παρέμεινε μέσα στην ηλιακή κορόνα επί περίπου 5 ώρες και την διέσχισε ξανά για λίγο άλλες δύο φορές. Μέσα στην κορόνα η ταχύτητα του ηλιακού ανέμου και η πυκνότητα του πλάσματος (τέταρτη κατάσταση της ύλης) ήταν χαμηλότερες. Το «Parker» πέρασε, επίσης, μέσα από ένα «ψευδοποταμάκι» ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων, μέσα στο οποίο οι συνθήκες ήταν πιο ήρεμες, σε σχέση με το ταραγμένο περιβάλλον έξω απ’ αυτό.

Μια ηλιακή προεξοχή μεγέθους ικανού να καταπιεί πλανήτες όπως ο Κρόνος ή ο Δίας, πολύ περισσότερο τη μικρή Γη, εκτινάσσεται από τον Ήλιο, εξαπολύοντας στο Διάστημα τεράστιες ποσότητες σωματιδίων και ακτινοβολίας

Όσο βρισκόταν μέσα στην κορόνα, το σκάφος μελέτησε ιδιομορφίες του μαγνητικού πεδίου του ηλιακού ανέμου, δίνοντας στους επιστήμονες πληροφορίες για την προέλευσή τους, ανιχνεύοντας τη διαδρομή τους μέχρι το σημείο της επιφάνειας του Ήλιου από το οποίο προήλθαν. Γνωρίζοντας λεπτομέρειες για τον σχηματισμό τέτοιων ιδιομορφιών και πώς αυτές επηρεάζουν τον ηλιακό άνεμο και τις ηλιακές εκλάμψεις, θα υπάρξει καλύτερη προετοιμασία για αντιμετώπιση επεισοδίων άσχημου διαστημικού καιρού, όπως όταν ηλιακές καταιγίδες βγάζουν εκτός λειτουργίας τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους που περιφέρονται γύρω από τη Γη. Ταυτόχρονα θα επιτρέψουν στους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα τις διαδικασίες που τροφοδοτούν με Ενέργεια όλα τα άστρα και όχι μόνο τον Ήλιο.

Κακός διαστημικός καιρός

Οι ηλιακές καταιγίδες δεν είναι κάτι σπάνιο. Οι επιστήμονες τις μελετούν εδώ και 150 χρόνια, επικεντρώνοντας στην καταιγίδα – ορόσημο του 1859, γνωστή ως Γεγονός Κάρινγκτον. Τότε μια ηλιακή έκλαμψη και εκπομπή μεγάλων ποσοτήτων σωματιδίων από τον Ηλιο είχε εισαγάγει τόση Ενέργεια στο μαγνητικό πεδίο της Γης, ώστε να προκληθεί τεράστια γεωμαγνητική καταιγίδα, που από τη μια δημιούργησε υπέροχα, μεγάλα και διαρκείας πολιτικά σέλατα, αλλά ταυτόχρονα προκάλεσε πυρκαγιές στις τηλεγραφικές γραμμές, λόγω των ηλεκτρικών ρευμάτων, που σχηματίστηκαν εξ επαγωγής μέσα στα καλώδια. Η ζημιά ήταν μικρή για την εποχή εκείνη που υπήρχε ουσιαστικά μόνο ο τηλέγραφος. Ως ένα βαθμό το ίδιο συνέβη και το 1921, οπότε εμφανίστηκε ένα φαινόμενο ανάλογων διαστάσεων. Σήμερα, όμως, που όλη η βιομηχανία χρησιμοποιεί ηλεκτρικές μηχανές, που τα αυτοκίνητα δεν μπορούν να λειτουργήσουν αν καταστραφούν τα ηλεκτρονικά συστήματα που φέρουν, που υπάρχει το διαδίκτυο ως κρίσιμος παράγοντας για την οικονομική λειτουργία κ.ο.κ., μια ανάλογη καταιγίδα θα είχε πολύ πιο σοβαρές συνέπειες. Μια γεωμαγνητική καταιγίδα το 1989, πολύ ηπιότερη από το Γεγονός Κάρινγκτον, είχε ως αποτέλεσμα 12ωρο «μπλακάουτ» στην περιοχή του Κεμπέκ, στον Καναδά.

Μια τεράστια δίνη μαγνητικών πεδίων προκαλεί εξάρσεις, που χαρακτηρίζουν τον 11ετή κύκλο ηλιακής δραστηριότητας

Το 2012 ανακαλύφθηκε ότι μια τεράστια καταιγίδα, 10 έως 100 φορές ισχυρότερη από το Γεγονός Κάρινγκτον, είχε συμβεί το έτος 775, οφειλόμενη σε ηλιακή υπερ-έκλαμψη χιλιάδες φορές μεγαλύτερης ισχύος από τις συνηθισμένες, που εκτιμήθηκε τότε ότι συμβαίνει μια φορά στα 10.000 χρόνια. Όμως, η παραπέρα μελέτη των γεωχημικών δεδομένων της πρόσφατης ιστορίας της Γης έδωσε αποδείξεις για άλλες δύο υπερ-εκλάμψεις. Η μία συνέβη το 7176 π.Χ., την εποχή που οι νομάδες κυνηγοί – τροφοσυλλέκτες βρίσκονταν στη φάση του περάσματος στη γεωργία και του σχηματισμού μόνιμων εγκαταστάσεων διαμονής. Η άλλη συνέβη το 5259 π.Χ., την περίοδο που ο πλανήτης έβγαινε από την πιο πρόσφατη εποχή των παγετώνων.

Χημική ανάλυση

Για να εντοπίσουν τέτοια φαινόμενα, οι ερευνητές στηρίζονται σε χημική ανάλυση δειγμάτων πάγου από τους πόλους και δειγμάτων από αρχαία δέντρα. Οταν σωματίδια που προέρχονται από τον Ηλιο συγκρουστούν με μόρια της ατμόσφαιρας, μπορεί να δημιουργήσουν ασταθείς ραδιενεργές μορφές διαφόρων χημικών στοιχείων και αυτά τα ισότοπα εγκλωβίζονται στο νερό που γίνεται πάγος και στα δέντρα που τα απορροφούν. Ενα τέτοιο ισότοπο είναι ο ραδιενεργός άνθρακας-14. Οσο περισσότερος υπάρχει σε κάποιον δακτύλιο του κορμού ενός δέντρου, τόσο περισσότερα σωματίδια συγκρούστηκαν με την ατμόσφαιρα στην περιοχή του δέντρου, προσφέροντας ταυτόχρονα έναν ακριβή τρόπο χρονολόγησης του φαινομένου. Υπάρχουν διαθέσιμα δεδομένα δακτυλίων δέντρων από ολόκληρη την τρέχουσα γεωλογική εποχή, το Ολόκαινο, που άρχισε πριν από 12.000 χρόνια. Στην περίπτωση των κυλινδρικών πυρήνων πάγου, που οι ερευνητές εξάγουν από μεγάλο βάθος στους πόλους, εξετάζονται οι συγκεντρώσεις βηρυλίου-10 και χλωρίου-36, βγάζοντας ανάλογα, αλλά ελαφρώς λιγότερο ακριβή συμπεράσματα. Μέχρι στιγμής οι επιστήμονες έχουν αναλύσει μόλις το 16% των διαθέσιμων δεδομένων σχετικά με δακτυλίους δέντρων. Σημειώνεται ότι το Γεγονός Κάρινγκτον μόλις και μετά βίας είναι ανιχνεύσιμο στους δακτυλίους…

Ηλιακή έκλαμψη και στρώματα λαμπρού πλάσματος ξεπηδούν από περιοχή έντονης ηλιακής δραστηριότητας

Το «Parker Solar Probe» προβλέπεται να κάνει συνολικά 24 κοντινά περάσματα από τον Ήλιο. Η διάσχιση της επιφάνειας Αλφβέν έγινε στο όγδοο απ’ αυτά και πιθανώς και στο ένατο, που έγινε πριν από έναν μήνα, για το οποίο δεν έχουν φτάσει ακόμη στη Γη όλα τα δεδομένα από τα όργανα της διαστημοσυσκευής. Το κοντινότερο πέρασμα, σε απόσταση μόλις 6,2 εκατομμυρίων χιλιομέτρων, είναι προγραμματισμένο για το 2025. Οι επιστήμονες είναι βέβαιοι ότι κάθε πέρασμα θα αποκαλύπτει όλο και περισσότερες πληροφορίες για τις διεργασίες μέσα στην ηλιακή κορόνα, πληροφορίες που θα ήταν αδύνατο να έχουμε μέσω τηλεσκοπικών παρατηρήσεων.

Επιμέλεια: Σταύρος Ξενικουδάκης
Πηγή: «Scientific American»
Ριζοσπάστης