Διαβάστε το διαστημόπλοιο SOHO αποκαλύπτει τα μυστικά του άστρου μας. Γιατί ο ήλιος δονείται; Από πού προέρχονται οι καταστροφικές μαγνητικές καταιγίδες; Το νέο ηλιακό παρατηρητήριο στο προαύλιο της γης έχει δώσει μερικές απαντήσεις και νέες ιδέες στα πρώτα δύο χρόνια της χρήσης του. Οι μάζες αεριώδους αερίου στον ήλιο εξακολουθούν να κρύβουν πολλά μυστικά. Έτσι, οι αστρονόμοι εξακολουθούν να μην γνωρίζουν τι προκαλεί τον κύκλο δραστηριότητας ένδεκα ετών - το πιο εντυπωσιακό χαρακτηριστικό του είναι η περιοδική εμφάνιση σκοτεινών σημείων στην ηλιακή επιφάνεια. Εξίσου ανοιχτό είναι το ζήτημα της προέλευσης του ηλιακού ανέμου, το οποίο διεισδύει στο ηλιακό σύστημα ως ρεύμα ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων. Ιδιαίτερα αινιγματικός είναι ο μηχανισμός που θερμαίνει το κορόνα σε πάνω από ένα εκατομμύριο βαθμούς.

Το SOHO, το "Ηλιακό και Ηλιοσφαιρικό Παρατηρητήριο", προσπαθεί να λύσει τέτοια προβλήματα για δύο χρόνια. Το ηλιακό παρατηρητήριο αναπτύχθηκε υπό την καθοδήγηση του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος ESA και λειτουργεί μαζί με την αμερικανική Nasa. Στις 2 Δεκεμβρίου 1995 ξεκίνησε το διαστημόπλοιο περίπου δύο τόνων από το διαστημικό σκάφος Cape Canaveral στη Φλώριδα στο διάστημα. Δύο μήνες αργότερα είχε φτάσει στην τελική της θέση, το λεγόμενο σημείο Lagrange L1.

Αυτή είναι η καλύτερη δυνατή θέση για να παρατηρήσετε τον ήλιο. Περίπου 1, 5 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από τη γη προς την κατεύθυνση του ήλιου, οι δυνάμεις έλξης των δύο ουράνιων σωμάτων αλληλοεπικαλύπτονται. Έτσι, το SOHO - αγκιστρωμένο με αόρατα σπειρώματα πάνω από τη γη - μπορεί να τροχιάσει τον ήλιο με τον πλανήτη μας χωρίς ποτέ να αποκρύπτει την ανοικτή θέα. Από αυτή την εκτεθειμένη θέση είναι δυνατόν για πρώτη φορά να παρατηρήσετε τον ήλιο εντελώς ανενόχλητοι για χρόνια.

Η SOHO διαθέτει ένδεκα επιστημονικά μέσα. Καταγράφουν την υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου, τα μαγνητικά πεδία, τις θερμοκρασίες, τις ροές ύλης και ενέργειας μέσα στο στέμμα και στην περιοχή μετάβασης στην ηλιακή επιφάνεια. Άλλα όργανα διερευνούν την κατανομή ενέργειας στον ηλιακό άνεμο και καθορίζουν τη χημική του σύνθεση. Σε τρία πειράματα SOHO, μετρούνται οι κραδασμοί που προκαλούν την ταλάντωση ολόκληρης της σφαίρας αερίου του ήλιου, παρόμοια με μια κακοποιημένη καμπάνα. επίδειξη

Αυτές οι ρυθμικές δονήσεις προκαλούνται από ηχητικά κύματα που διέρχονται από τον ήλιο σε καμπύλες διαδρομές διαφόρων μηκών και αντανακλώνται ξανά και ξανά στην επιφάνεια τους. Κάθε ηχητικό κύμα έχει μια συγκεκριμένη συχνότητα - συνήθως στην περιοχή μερικών millihertz. Η επικάλυψή τους μοιάζει με ένα - ακούσματο - τραγούδι του ήλιου.

Η σεισμολογία του Helio, η μελέτη των ηλιακών δονήσεων, επιτρέπει την εμφάνιση βαθιά κάτω από το γνωστό πρόσωπο του σπιτιού μας. Πληροφορίες σχετικά με την εσωτερική δομή του ήλιου μπορούν να ληφθούν από τις συχνότητες, τις αποστάσεις και τους χρόνους διέλευσης των μεμονωμένων ηχητικών κυμάτων.

Για να γίνει αυτό, τα όργανα μέτρησης SOHO καταγράφουν τις κινήσεις της επιφάνειας του ήλιου σε λίγα μέτρα με τη βοήθεια του Doppler effect: Ανάλογα με το αν οι μάζες αερίων ανεβαίνουν ή πέφτουν σε μια περιοχή του ήλιου, το φάσμα του εκπεμπόμενου φωτός μετατοπίζεται σε ελαφρώς υψηλότερες ή χαμηλότερες συχνότητες. Ο μικροεπεξεργαστής "Michelson Doppler Imager" στο SOHO καθορίζει την κάθετη κίνηση σχεδόν ενός εκατομμυρίου σημείων στην ηλιακή επιφάνεια μια φορά ανά λεπτό. Οι προσομοιώσεις υπολογιστών καθορίζουν τη διανομή της θερμοκρασίας και της πυκνότητας μέσα στον ήλιο.

Τα αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν από μοντέλα αστροφυσικών από την κατασκευή του ήλιου. Δείχνουν επίσης ότι στην οριακή περιοχή μεταξύ της ζώνης μεταφοράς - της εξωτερικής επιφάνειας του ηλιακού σφαιριδίου - και της υποκείμενης ζώνης ακτινοβολίας, τα αέρια σε βίαιες αναταράξεις αναμιγνύονται μεταξύ τους. Επιπλέον, οι ζώνες μεταφοράς και ακτινοβολίας περιστρέφονται με διαφορετικές ταχύτητες. Περίπου 200.000 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια οδηγεί σε ισχυρές δυνάμεις διάτμησης. Μαζί με την αναταραχή, θα μπορούσαν να είναι υπεύθυνες για την εμφάνιση του ηλιακού μαγνητικού πεδίου.

Τα μαγνητικά πεδία πιθανώς διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο σε πολλές διαδικασίες στον ήλιο, συμπεριλαμβανομένης της θέρμανσης του κορώνα. Για δεκαετίες, οι αστρονόμοι ήταν προβληματισμένοι: γιατί είναι η κορώνα σχεδόν χίλιες φορές πιο ζεστή από την επιφάνεια του ήλιου, η οποία είναι περίπου 5800 βαθμούς Κελσίου; Δεν υπάρχει πηγή θερμότητας στο ίδιο το corona, η ροή θερμότητας από τις υποκείμενες περιοχές ψύξης δεν είναι δυνατή σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής. Πρέπει λοιπόν να υπάρχει ένας άλλος μηχανισμός που μεταφέρει ενέργεια στην κορώνα.

Τα εργαλεία SOHO έχουν πλέον πάρει τους επιστήμονες στο ίχνος τους. Δείχνουν ότι η επιφάνεια του ήλιου καλύπτεται από ένα χαλί αμέτρητων μαγνητικών βρόχων - τοξοειδή μαγνητικά πεδία, το καθένα ξεκινώντας από ένα θετικό μαγνητικό πόλο στην επιφάνεια και τελειώνει σε έναν αρνητικό πόλο. Συνήθως λίγες μέρες μετά το σχηματισμό τους, αυτές οι βραχύβιες δομές ανοίγουν, τα ανοικτά άκρα τους κινούνται ελεύθερα. Αν δύο άκρα συναντήσουν διαφορετικές κατευθύνσεις μαγνητικού πεδίου, συμβαίνει βραχυκύκλωμα, που απελευθερώνει τεράστια ποσά ενέργειας στην ηλιακή ατμόσφαιρα.

Μαγνητικά πεδία πιθανότατα εμπλέκονται στη δημιουργία του ηλιακού ανέμου. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι ο ηλιακός άνεμος αποτελείται από δύο μέρη διαφορετικού ενεργειακού περιεχομένου: τα πιο αργά σωματίδια κινούνται γύρω στα 400 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο, ενώ τα ταχύτερα το κάνουν δύο φορές πιο γρήγορα.

Οι παρατηρήσεις του "Φασματομέτρου υπεριώδους κορωνογράφου" της SOHO δείχνουν ότι το βραδύτερο τμήμα του ηλιακού ανέμου προέρχεται από την ισημερινή περιοχή, όπου η ύλη ρέει κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου στο διάστημα. Τα πιο ενεργητικά σωματίδια, από την άλλη πλευρά, έχουν τις ρίζες τους σε πολικές περιοχές. Εκεί, οι γραμμές μαγνητικού πεδίου είναι ανοικτές και δρουν ως επιταχυντής. Προωθούν ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια που εξατμίζονται από τον ήλιο σε πρωτοφανή επίπεδα με πολύ υψηλές ταχύτητες. Επίσης κοντά στους πόλους του ήλιου, Βρετανοί ερευνητές ανακάλυψαν πρόσφατα γιγάντιους κυκλώνες χρησιμοποιώντας το φασματόμετρο SOHO. Ο καθένας από αυτούς είναι σχεδόν τόσο μεγάλος όσο η γη, μέσα στους ηλιακούς ανεμοστρόβιλους ανεβαίνουν σε ταχύτητες μέχρι 500.000 χιλιόμετρα την ώρα.

Πάλι και πάλι, οι αποκαλούμενες τρομακτικές μάζες εκτίναξης δίνουν δισεκατομμύρια τόνους ύλης στο διάστημα. Αυτές οι τεράστιες εκρήξεις είναι υπεύθυνες για μαγνητικές καταιγίδες πάνω από τη γη που μπορούν να διαταράξουν τις ραδιοεπικοινωνίες και να προκαλέσουν διακοπές ρεύματος. Τα ηλεκτρόνια που παγιδεύονται στη μαγνητική ασπίδα της Γης απελευθερώνονται από μαγνητικές καταιγίδες. Ως ηλεκτροφόρα "ηλεκτρόνια δολοφόνων" μπορούν να βλάψουν τα ηλεκτρονικά των δορυφόρων και να θέσουν σε κίνδυνο τους αστροναύτες κατά τη διάρκεια των διαστημικών περιπάτων. Μέχρι στιγμής, έχουν γίνει προσπάθειες να προβλεφθούν μαγνητικές καταιγίδες από ηλιακές "εκλάμψεις" που είναι ευκολότερο να παρατηρηθούν από τη Γη. Αυτές είναι θερμαινόμενες περιοχές της ηλιακής ατμόσφαιρας. Το ποσοστό επιτυχίας αυτών των προβλέψεων είναι μάλλον πενιχρό: Μόνο για κάθε τρίτο φλόγα προσελκύει μια μαγνητική καταιγίδα. Το SOHO προσφέρει την ευκαιρία να παρακολουθεί άμεσα τις τρομακτικές εκκενώσεις και έτσι υπόσχεται πολύ πιο αξιόπιστες προβλέψεις.

Πέρυσι, ο ιχνηλάτης κατέγραψε εννέα τέτοιες εκρήξεις μέσα σε επτά μήνες. Κάθε φορά που μια μαγνητική καταιγίδα έτρεξε πάνω στη γη λίγες μέρες αργότερα. Οι αστροφυσικοί ελπίζουν να είναι σε θέση να χρησιμοποιούν υπολογιστικά μοντέλα για να προβλέψουν τη δύναμη τέτοιων δεδομένων SOHO στο μέλλον.

Μέχρι στιγμής, αυτό που είναι ανοιχτό είναι αυτό που προκαλεί τον κύκλο έντεκα χρόνων του ήλιου. Θα μπορούσε να σχετίζεται με μεγάλα ρεύματα πλάσματος κάτω από την ηλιακή επιφάνεια που έχει παγιδεύσει η SOHO. Οι ροές ιονισμένων αερίων ρέουν γύρω από τις πολικές περιοχές του Ήλιου σε βάθος περίπου 40.000 μιλίων. Θυμίζουν έντονα τα γήινα ρεύματα αεριωθουμένων: γρήγοροι κατακόρυφοι άνεμοι που πνέουν σε όλο τον πλανήτη σε κυματοειδείς γραμμές. Άλλες ροές πλάσματος μοιάζουν με τους εμπορικούς ανέμους της γης. Συχνά εμφανίζονται μαζί με επιθέματα ηλιακών κηλίδων, καθώς πρόκειται για το έτος 2000. Στη συνέχεια οι επιστήμονες ελπίζουν να ανακαλύψουν και το μυστικό του ηλιακού κύκλου.

=== Ralf Butscher

science.de

Συνιστάται Επιλογή Συντάκτη