Υπάρχουν δύο τρόποι για να δείτε την κορώνα ή στέμμα του Ήλιου: Στείλτε ένα διαστημικό σκάφος ή περιμένετε για μια ολική έκλειψη ηλίου. Στα αριστερά, η ατμόσφαιρα του ήλιου όπως τραβήχτηκε από τον δορυφόρο PROBA2 της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, στο υπεριώδες φως,. Οι βρόχοι και τα τόξα του πλάσματος που εκτοξεύονται από τον ήλιο, ακολουθούν τις γραμμές του μαγνητικού του πεδίου του. Στα δεξιά, το φως σκεδάζει (διασκορπίζει) τα σωματίδια στο στέμμα, όπως έγινε ορατό κατά τη διάρκεια μιας ολικής ηλιακής έκλειψης το 2017.Η λεπτή ανώτερη ατμόσφαιρα του Ήλιου είναι εξαιρετικά ζεστή και εξαιρετικά μυστηριώδης
Στις τελευταίες στιγμές πριν από μια ολική ηλιακή έκλειψη, η θερμοκρασία πέφτει, τα πουλιά τραγουδούν και το φως του περιβάλλοντος γίνεται παράξενο. Η ημέρα μετασχηματίζεται σε σούρουπο και εκεί όπου ο Ήλιος κάποτε υπήρχε, βρίσκεται μια μαύρη τρύπα στον ουρανό, που είχε φτιαχτεί από μια λευκή αιθέρια λάμψη.
Αυτή η λάμψη είναι η ηλιακή κορώνα ή στέμμα, η λεπτή ανώτερη ατμόσφαιρα του Ήλιου από ιονισμένο αέριο. Αποτελείται κυρίως από ηλεκτρόνια και γυμνούς πυρήνες από άτομα υδρογόνου και ηλίου, ενώ είναι ο “εκτοξευτήρας” για τον ηλιακό άνεμο – το ρεύμα των φορτισμένων σωματιδίων που ξεφεύγουν από το στέμμα και φτάνει μέχρι τους πλανήτες, ενώ τελικά εξαλείφεται στο μακρινό διαστρικό διάστημα. Τα γεγονότα στην ηλιακή κορώνα επηρεάζουν όλους τους κόσμους – πλανήτες του Ήλιου, συμπεριλαμβανομένης της Γης και της τεχνολογίας που έχει χτίσει ο άνθρωπος πάνω της.
Και όμως, παρά τα περίπου 80 χρόνια μελέτης, πολλά πράγματα για την κορώνα παραμένουν ένα μυστήριο. Ο ηλιακός άνεμος δεν επιβραδύνεται καθώς φεύγει από τον Ήλιο – επιταχύνεται. Κάποια σωματίδια εκτοξεύονται από την κορώνα με τόση ενέργεια που πλησιάζουν την ταχύτητα του φωτός. Και ίσως το πιο αινιγματικό από όλα, είναι ότι η κορώνα είναι εκατοντάδες φορές θερμότερη από την επιφάνεια του Ήλιου.
Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτή η υπερβολική ενέργεια εισέρχεται στην κορώνα δεν είναι απλά μια ακαδημαϊκή άσκηση. Αυτή η ενέργεια συχνά επηρεάζει τη Γη, με περιστασιακά καταστροφικά αποτελέσματα. Οι μεγαλύτερες εκτοξεύσεις υλικού και ακτινοβολίας από την κορώνα μπορούν να προκαλέσουν τον όλεθρο στα ηλεκτρικά δίκτυα, την ασύρματη επικοινωνία και τους δορυφόρους.
«Είμαστε πολύ συνδεδεμένοι με αυτά τα προβλήματα, παρόλο που δεν είναι απαραίτητα κάτι που θα αλλάξει τη ζωή σου σήμερα», λέει η Amy Winebarger, αστροφυσικός της NASA. «Καθώς προχωράμε στον τεχνολογικό πολιτισμό, η κατανόηση του Ήλιου και η αλληλεπίδραση του με τη Γη είναι ακόμα πιο σημαντική «.
Ενώ οι εκλάμψεις που διαταράσσουν τις επικοινωνίες είναι ένα ακραίο παράδειγμα, οι ερευνητές ελπίζουν ότι εάν κατανοήσουν καλύτερα το πώς εισέρχεται η ενέργεια στην κορώνα, τότε θα μπορούσαμε να προβλέψουμε τις επικίνδυνες εκρήξεις με αρκετή χρονική προειδοποίηση για την προστασία ζωτικού εξοπλισμού.
Η Winebarger, μαζί με τον Steven Cranmer στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, περιέγραψαν αυτό που γνωρίζουμε σήμερα για την κορώνα στην Ετήσια Ανασκόπηση της Αστρονομίας και της Αστροφυσικής του 2019 .
Η μελέτη της κορώνας δεν είναι εύκολη υπόθεση. Εκπέμπει το μεγαλύτερο μέρος του φωτός της στη ζώνη της υπεριώδους ακτινοβολίας με πολύ υψηλή ενέργεια αλλά και ακτίνων Χ, που εμποδίζονται από την ατμόσφαιρα της Γης. Το ελάχιστο ορατό φως του ήλιου που αντανακλά η κορώνα εκτείνεται κατά πολύ μακριά από την επιφάνεια του Ήλιου. Για να δείτε την κορώνα, χρειάζεστε μια έκλειψη ή ένα τηλεσκόπιο εξοπλισμένο με ένα ειδικό δίσκο αποκλεισμού του Ήλιου.
Και χάρη στις εκλείψεις οι άνθρωποι γνώριζαν από την αρχαιότητα ότι μια λευκή λάμψη περιέβαλε τον Ήλιο. Αλλά η πρόοδος στην κατανόηση του Ήλιου, έπρεπε να περιμένει τους ερευνητές για να εφαρμόσουν τις γνώσεις μας από την κβαντομηχανική στα τέλη της δεκαετίας του ’30, για να ερμηνεύσουν σωστά το ορατό φως που βλέπουμε από το έδαφος της Γης. Μια άλλη ώθηση της κατανόησης μας έφτασε με την εφεύρεση ισχυρών πυραύλων στις αρχές της δεκαετίας του 1940 που θα μπορούσαν να τοποθετήσουν κάμερες πάνω από την ατμόσφαιρα της Γης.
Ακόμη και αυτές οι πρώιμες παρατηρήσεις δεν έδιναν εξηγήσεις σε κάτι πολύ παράξενο για την κορόνα. Η θερμοκρασία στο στέμμα είναι ένα εκατομμύριο βαθμούς Κελσίου. Αλλά η θερμοκρασία στην επιφάνεια του Ήλιου – η πηγή αυτής της ενέργειας – είναι λιγότερη ζεστή, μόνο 5.500 βαθμούς.
«Είναι απλά περίεργο», λέει η Winebarger. Μοιάζει με το να περπατάς μακριά από μια φωτιά και αντί να πέφτει η θερμοκρασία, ξαφνικά ανεβαίνει. «Θα πρέπει να έχετε κάτι, έναν ειδικό σωλήνα ίσως, που να μεταφέρει ενέργεια από τη φωτιά σας».
Οι στεμματικοί βρόχοι, που παρατηρούνται, σχηματίζονται όταν το πλάσμα στην κορώνα του Ήλιου συγχωνεύεται γύρω από τόξα γραμμών μαγνητικού πεδίου, όπως ξεφεύγουν από την επιφάνεια του Ήλιου. Το σύμπλεγμα των βρόχων που φαίνονται εδώ είναι καυτά αι γιγαντιαίο, κάπου 30 ή και πιο πάνω τη διάμετρο της Γης.
Ο “ειδικός” αυτός σωλήνας, σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι το μαγνητικό πεδίο του ήλιου. Αλλά οι φυσικοί δεν μπορούν να συμφωνήσουν για το πώς ακριβώς θα μπορούσε να λειτουργήσει. Μια θεωρία λέει ότι ευθύνονται οι νανο-εκλάμψεις, συγχωνεύσεις μικροσκοπικών εκρήξεων που πυροδοτούνται από γραμμές μαγνητικού πεδίου, που εκτοξεύονται με έκρηξη. Μια άλλη ιδέα είναι ότι τα κύματα που διαδίδονται κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου μεταφέρουν ενέργεια από την επιφάνεια του ήλιου στο κορώνα.
Και οι δύο ιδέες είναι εξαιρετικά δύσκολο να δοκιμαστούν. Οι υπολογιστικές προσομοιώσεις και υπολογισμοί υποδηλώνουν ότι οποιοσδήποτε μηχανισμός οδηγεί ενέργεια στην κορώνα, που πιθανόν να το κάνει σε κλίμακες που είναι πολύ μικρές και πολύ γρήγορες για να το δούμε από μακριά. Η αλήθεια θα πρέπει πιθανότατα να προέλθει από ένα διαστημικό σκάφος που βρίσκεται κοντά στον ήλιο, ο Parker Solar Probe της NASA.
Το σκάφος Parker ξεκίνησε το 2018 σε μια επταετή αποστολή για να βουτήξει επανειλημμένα μέσα από το στέμμα (κορώνα). Με κάθε τροχιά του, μια βαρυτική ώθηση από την Αφροδίτη το φέρνει ακόμα πιο κοντά στον ήλιο. Το σκάφος θα εγκατασταθεί τελικά σε μια τροχιά λίγο πιο πάνω από 6 εκατομμύρια χιλιόμετρα από την επιφάνεια του ήλιου – επτά φορές πιο κοντά από οποιοδήποτε διαστημικό σκάφος πριν.
Σε αυτή την απόσταση, η πλευρά του διαστημικού σκάφους που βλέπει τον Ήλιο θα ψηθεί σε πάνω από 1300 βαθμούς Κελσίου, ενώ τα όργανα του προστατεύονται από μια ασπίδα με βάση τον άνθρακα πάχους 11 εκατοστών. (Αν και το στέμμα έχει μια πολύ υψηλή θερμοκρασία, τα σωματίδια της είναι σχετικά αραιά – αυτή η χαμηλή πυκνότητα τους διατηρεί το σκάφος από το να γίνει τόσο καυτό όπως το ίδιο το στέμμα.
Η κορώνα του Ήλιου παγιδεύεται από τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου, οι οποίες είναι πιθανόν υπεύθυνες για τη θέρμανση της σε εκατομμύρια βαθμούς. Μακριά από τον Ήλιο, κάποιο τμήμα από το στέμμα δραπετεύει για να γίνει ο ηλιακός άνεμος, ένα σταθερό ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που περιβάλει όλους τους πλανήτες.
Από τη μοναδική πλεονεκτική του θέση βαθιά μέσα στην κορώνα, το Parker έχει ήδη τραβήξει φωτογραφίες, μετρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία καθώς και μετρά σωματίδια. Με στοιχεία από τις δύο πρώτες τροχιές που έκανε – στις οποίες το Parker πέταξε μόλις 24 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον ήλιο – η επιστημονική ομάδα ετοιμάζεται να δημοσιεύσει τα αρχικά αποτελέσματα αυτό το φθινόπωρο. Πολλές δεκάδες θα ακολουθήσουν τον Ιανουάριο. Ενώ η ομάδα παραμένει σιωπηλή για το τι είδε το διαστημικό σκάφος, ο ενθουσιασμός τους όπως είναι φανερός.
«Βλέπουμε φαινόμενα που ποτέ δεν φανταζόμασταν ότι θα δούμε,» λέει ο ειδικός επιστήμονας του έργου Nour Raouafi.
Ως το μόνο αστέρι στο σύμπαν που μπορούμε να δούμε από κοντά, ο ήλιος μας μπορεί να διδάξει τους επιστήμονες κατά πόσο τα πιο μακρινά άστρα μπορούν να αλληλεπιδράσουν με τους κοντινούς κόσμους τους (πλανήτες). Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι ηλιακοί άνεμοι απομάκρυναν την προστατευτική ατμόσφαιρα του Άρη. Έτσι και άλλα αστέρια μπορούν να ενεργήσουν παρόμοια. «Είναι σαν να έχετε ένα εργαστήριο στο κατώφλι σας», λέει ο Fox.
«Αυτή είναι πραγματικά η πιο συναρπαστική στιγμή για να είμαστε ηλιακοί φυσικοί», λέει ο Raouafi. «Πιστεύω ότι η επόμενη δεκαετία θα είναι επαναστατική όσον αφορά την κατανόηση του πώς λειτουργεί ο ήλιος και η ατμόσφαιρά του.»
Δεν υπάρχουν σχόλια :
Δημοσίευση σχολίου