«Διαβάζοντας» τον διαστημικό καιρό

Στην καλλιτεχνική αναπαράσταση που δημιουργήθηκε για λογαριασμό της NASA, απεικονίζεται πώς η ηλιακή δραστηριότητα επηρεάζει τις συνθήκες που επικρατούν τόσο στο κοντινό μας Διάστημα, όσο και στην ίδια τη Γη. Ο Ελληνας καθηγητής Διαστημικής Φυσικής Βασίλης Αγγελόπουλος, επικεφαλής μιας αποστολής της NASA που μελετά τις ηλιακές καταιγίδες εντός του μαγνητικού πεδίου της Γης, παρατήρησε τον μηχανισμό με τον οποίο ο ηλιακός άνεμος παραμορφώνει το μαγνητικό πεδίο της Γης και πώς αυτό έχει ως αποτέλεσμα να φτάνουν στον πλανήτη μας μεγάλα φορτία ενέργειας.

ΑΣΠΑΣΙΑ ΔΑΣΚΑΛΟΠΟΥΛΟΥ – kathimerini.gr

Η Ευρώπη βυθίζεται στο σκοτάδι, τα κινητά τηλέφωνα σταματούν να λειτουργούν, τα GPS των αεροπλάνων χάνουν το σήμα τους, οι επιβάτες ενός αεροπλάνου που πετά πάνω από τον Βόρειο Πόλο δέχονται τεράστιες ποσότητες ακτινοβολίας, την ίδια στιγμή, ο ουρανός της Ελλάδας φωτίζεται από πολύχρωμες λάμψεις. Παρότι ακραία διαστημικά καιρικά φαινόμενα δεν έχουν «χτυπήσει» τη Γη τα τελευταία χρόνια, ένα τέτοιο καταστροφικό σενάριο δεν βρίσκεται στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας.

Η μεγαλύτερη ηλιακή καταιγίδα καταγράφηκε το 1859 από τον αστρονόμο Ρίτσαρντ Κάρινγκτον και προκάλεσε ανάφλεξη στα καλώδια του τηλέγραφου ενώ, αυτό που συνηθίζουμε να αποκαλούμε, πολικό σέλας έγινε ορατό μέχρι το Μεξικό. «Υπάρχει 12% πιθανότητα να συμβεί ένα γεγονός όπως το φαινόμενο Κάρινγκτον μέσα στην επόμενη δεκαετία», αναφέρει ο αστροφυσικός Πιτ Ρίλεϊ σε δημοσίευσή του το 2012 στο επιστημονικό περιοδικό Space Weather. «Ενα τέτοιο φαινόμενο σήμερα θα προκαλούσε τεράστιες ζημιές σε δορυφόρους και γραμμές ηλεκτροδότησης» λέει στην «Κ» ο Βασίλης Αγγελόπουλος, καθηγητής Διαστημικής Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Λος Αντζελες και επικεφαλής δύο αποστολών της NASA που μελετούν το φαινόμενο του διαστημικού καιρού και συγκεκριμένα τις επιπτώσεις της ηλιακής δραστηριότητας στο μαγνητικό πεδίο της Γης.

Οι θερμοκρασίες που επικρατούν στην ατμόσφαιρα του Ηλιου φτάνουν συνήθως 20.000 βαθμούς Κελσίου. Η μαγνητική όμως δραστηριότητα του Ηλιου καταφέρνει συχνά να ζεστάνει υπερβολικά κάποια σημεία της ατμόσφαιράς του, δημιουργώντας ηλιακές εκλάμψεις που φαίνονται από τη Γη σαν φωτεινές κηλίδες. Αυτή η θερμή πυκνή μάζα αερίων, η οποία αγγίζει το ένα εκατομμύριο βαθμούς Κελσίου, δεν μπορεί να συγκρατηθεί από την έλξη του βαρυτικού πεδίου του Ηλιου και δραπετεύει προς τους πλανήτες. Αν, για παράδειγμα, η επιφάνεια του Ηλιου ήταν νερό που βράζει, τα πυκνά αέρια, ή όπως ονομάζονται ηλιακός άνεμος, είναι οι υδρατμοί που δραπετεύουν από την κατσαρόλα. Ο ηλιακός άνεμος «χτυπώντας» τους γειτονικούς πλανήτες επηρεάζει το μαγνητικό τους πεδίο και προκαλεί το φαινόμενο του διαστημικού καιρού ή των ηλιακών καταιγίδων.

Μετρήσεις στον Ήλιο

Πριν από λίγες ημέρες, μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Γιάροσλαβ Ντούντικ από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ της Βρετανίας, ανακοίνωσε ότι παρατήρησε για πρώτη φορά τον μηχανισμό δημιουργίας των ηλιακών εκλάμψεων, επιβεβαιώνοντας μια θεωρία που πρωτοδιατυπώθηκε πριν από περίπου 20 χρόνια. Πάνω σε αυτή τη θεωρία και σε συνδυασμό με μεταγενέστερους υπολογισμούς οι Γάλλοι συνάδελφοι του δρος Ντούντικ, είχαν ξεκινήσει από το 2006 να σχεδιάζουν τρισδιάστατα μοντέλα που αναπαριστούν ελικοειδείς σχηματισμούς μαγνητικών γραμμών στον Ηλιο, υπεύθυνους για τις εκρήξεις που συμβαίνουν στην επιφάνειά του. Και δεν έπεσαν έξω στις εκτιμήσεις τους.

Όπως μόλις δημοσίευσαν οι επιστήμονες στο τεύχος του Απριλίου του επιστημονικού περιοδικού The Astrophysical Journal, μια ομάδα τεσσάρων τηλεσκοπίων της αποστολής Solar Dynamics Observatory της NASA που παράγει στερεοσκοπικές εικόνες υψηλής ανάλυσης κάθε 12 δευτερόλεπτα, κατέγραψε σε βίντεο μια μαγνητική δραστηριότητα του Ηλιου που κατέληξε σε έκρηξη έκτασης 35 φορές του μεγέθους της Γης, επιβεβαιώνοντας τα μοντέλα των Γάλλων επιστημόνων. «Γνωρίζοντας πλέον τη διαδικασία με την οποία εκλύεται αυτή η ενέργεια από τον Ηλιο, θα μας βοηθήσει να προβλέψουμε και την ποσότητα αυτής ενέργειας», λέει στην «Κ» ο επικεφαλής της έρευνας δρ Ντούντικ. «Οσο καλύτερα είναι αυτά τα μοντέλα με τόσο μεγαλύτερη ακρίβεια μπορούμε να προβλέψουμε την κατεύθυνση του ηλιακού ανέμου, την ταχύτητα με την οποία φεύγει από τον Ηλιο και αν τελικά θα χτυπήσει τη Γη», συμπληρώνει ο δρ Αγγελόπουλος.

Μετρήσεις στη Γη

«Μου προκάλεσε μεγάλη εντύπωση το γεγονός ότι οι παρατηρήσεις των επιστημόνων του Κέιμπριτζ στον Ηλιο μοιάζουν τόσο πολύ με αυτά που πιστεύουμε ότι συμβαίνουν στη Γη ως αποτέλεσμα του ηλιακού ανέμου», λέει ο δρ Αγγελόπουλος, ο οποίος μελετά το φαινόμενο του διαστημικού καιρού μέσα στο γήινο μαγνητικό πεδίο, τη μαγνητόσφαιρα. Επικεφαλής των δίδυμων αποστολών της NASA «Θέμις» και «Αρτεμις», ενός στόλου δορυφόρων που μελετούν τον τρόπο που δημιουργούνται οι ηλιακές καταιγίδες στη μαγνητόσφαιρα της Γης, ο δρ Αγγελόπουλος έκανε πρόσφατα μια σημαντική ανακάλυψη. «Παρότι βλέπαμε την ύπαρξή της δεν γνωρίζαμε τι προκαλούσε αυτή τη μεγάλη έκλυση ενέργειας στη Γη», λέει ο δρ Αγγελόπουλος, ο οποίος πιστεύει ότι η απάντηση βρίσκεται στο φαινόμενο της μαγνητικής επανένωσης, κατά το οποίο τα δύο αντίθετα φορτισμένα μαγνητικά πεδία των πόλων συγκρούονται μεταξύ τους εκλύοντας μεγάλα ποσά ενέργειας.

Ο ηλιακός άνεμος, όπως διαπερνά τη Γη, παρασύρει μαζί του και το μαγνητικό της πεδίο, με αποτέλεσμα αυτό να «ξεχειλώνει» κατά εκατομμύρια χιλιόμετρα παίρνοντας ένα σχήμα που μοιάζει με ανεμούριο. Στο σημείο λοιπόν που οι μαγνητικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου καταφέρνουν τελικά να συναντηθούν απελευθερώνεται ενέργεια, η οποία προσκρούει στην ατμόσφαιρα της Γης δημιουργώντας το σέλας, αναφέρει ο δρ Αγγελόπουλος σε δημοσίευση της επιστημονικής του ομάδας τον περασμένο Σεπτέμβριο στο επιστημονικό περιοδικό Science.

Έρευνες

Παρά τις μακροχρόνιες προσπάθειες, οι δύο επιστημονικές ομάδες συμφωνούν ότι χρειάζονται περισσότερες έρευνες για να καταφέρουν να προβλέψουν τον διαστημικό καιρό. «Από τη στιγμή που ο ηλιακός άνεμος φύγει από τον Ήλιο, και μέχρι να “χτυπήσει” τη Γη μας δίνεται μια προειδοποίηση έως και δύο ημερών για να προφυλαχθούμε από τις επιπτώσεις μιας γιγαντιαίας ηλιακής έκλαμψης», αναφέρει ο Πολ Μπέλαν, καθηγητής Εφαρμοσμένης Φυσικής στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια, σε σχετική ανακοίνωση του πανεπιστημίου. Σε αυτό το διάστημα οι δορυφόροι μπορούν να τεθούν σε κατάσταση ασφαλούς λειτουργίας (safe mode), να ειδοποιηθούν οι αστροναύτες του διαστημικού σταθμού ώστε να μην εξέλθουν από αυτόν, να αλλάξουν πορεία τα αεροπλάνα αποφεύγοντας τις πτήσεις πάνω από τους πόλους και να προετοιμαστούν οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για τον κίνδυνο ενός γενικευμένου μπλακάουτ.

ΠΗΓΗ: physicsgg.me