ΧΟΡΗΓΟΙ

Έλληνες & Ηλιακό τσουναμι


Ελληνες διερευνούν τα ηλιακά τσουνάμι


 Η δικαίωση της έρευνας τριών επιστημόνων που ζουν στις ΗΠΑ και έριξαν φως στις εκρήξεις και πώς αυτές μεταφέρονται προς τη Γη
Του Ματθαιου Τσιμιτακη

To email του κ. Σπύρου Πατσουράκου, αστροφυσικού που εργάζεται στο ερευνητικό εργαστήριο του Αμερικανικού Πολεμικού Ναυτικού (NRL) ήταν ενθουσιώδες: «Μόλις γύρισα από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ όπου παρακολούθησα άλλη μια εκτόξευση διαστημοπλοίου και βρήκα τα δημοσιεύματα στον διεθνή Τύπο για τις νέες ανακαλύψεις μας στον Ηλιο. Σου στέλνω την καλύτερη εικόνα μας». Ο κ. Πατσουράκος, ο κ. Αγγελος Βουρλίδας και ο κ. Σπύρος Αντίοχος, τρεις Ελληνες επιστήμονες που ζουν και εργάζονται στις ΗΠΑ έχουν κάθε λόγο να αισθάνονται χαρά και δικαίωση, αφού σύμφωνα με αφιέρωμα του ABC συνέβαλαν καθοριστικά στη διερεύνηση δύο πολύ σοβαρών επιστημονικών ζητημάτων:

1. Πώς οι εκρήξεις που γίνονται στην επιφάνεια του ήλιου μεταφέρονται στο στέμμα του και από εκεί στο διαπλανητικό χώρο και

2. πώς μεταφέρεται μια ηλιακή καταιγίδα προς την Γη, όπου πλήττει καίρια σε μερικές περιπτώσεις δορυφόρους, θέτει σε κίνδυνο τη ζωή των αστροναυτών και προκαλεί βλάβες στα συστήματα ηλεκτροδότησης στο βόρειο ημισφαίριο.

Το αποτέλεσμα; Η διεθνής επιστημονική κοινότητα περιμένει τώρα την ανάπτυξη για πρώτη φορά, ενός μοντέλου ακριβούς πρόγνωσης του «ηλιακού καιρού», ενώ ανοίγει ο δρόμος για την κατανόηση της λειτουργίας του αστεριού που συντηρεί τη ζωή στον πλανήτη μας και καθορίζει τη «λειτουργία» του ηλιακού μας συστήματος.

Ο Ηλιος δεν είναι τίποτα άλλο από μια σφαίρα αερίων σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες ώστε να εξαερώνονται ακόμα και μέταλλα στην επιφάνειά του. Υπολογίζεται ότι στον πυρήνα του επικρατούν θερμοκρασίες της τάξης των 15 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου. Αποτελείται από υδρογόνο σε ποσοστό 74%, από 25% ήλιο και 1% από άλλα στοιχεία. Σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες τα στοιχεία αυτά ιονίζονται και μετατρέπονται σε πλάσμα (διαδικασία κατά την οποία τα ηλεκτρόνια απελευθερώνονται από τα άτομα ή τα μόριά τους). Στη διαδικασία αυτή οφείλεται και η λαμπρότητά του.

Οι εκρήξεις στην επιφάνειά του (στεμματικές εκτινάξεις μάζας) είναι συχνές και τόσο βίαιες ώστε τεράστια κύματα ιονισμένης θερμής ύλης απλώνονται στο διαπλανητικό χώρο. Στις ηλεκτρομαγνητικές αυτές καταιγίδες οφείλεται, μεταξύ άλλων, το φαινόμενο του σέλαος που δεν είναι τίποτα άλλο από την είσοδο αυτών των ιονισμένων αερίων στους πόλους μέσω των μαγνητικών οδών του γήινου πεδίου, που υπάρχει ακριβώς για να προστατεύει τον πλανήτη από αυτά τα αέρια.

«Κάθε έντεκα χρόνια έχουμε ένταση της ηλιακής δραστηριότητας με εκρήξεις και εκλάμψεις, οι οποίες μετά μειώνονται», εξηγεί στην «Κ» η φυσικός της Ακαδημίας Αθηνών κ. Ελένη Δάρα. «Σέλας έχουμε και στους δύο πόλους και -είναι άγνωστο- όμως κάποιες φορές έχει φτάσει και ώς την Αθήνα» .

Το μεγάλο πρόβλημα της ηλιακής φυσικής που δεν έχει λυθεί ακόμα είναι το πώς θερμαίνεται το στέμμα του Ηλίου. Πώς δηλαδή από την επιφάνειά του, όπου επικρατούν θερμοκρασίες της τάξης των 6.000 βαθμών, φτάνει σε θερμοκρασίες του ενός εκατομμυρίου βαθμών Κελσίου στο στέμμα, παρ’ όλο που αυτό είναι ψηλότερα. Μια πρώτη απάντηση έδωσαν ο Φυσικός του NRL, Σπύρος Πατσουράκος και ο θεωρητικός Φυσικός Σπύρος Αντίοχος.

Κυκλώνες

«Ο Σπύρος Πατσουράκος βρήκε ότι οι μικρές αυτές συνεχείς εκρήξεις είναι τελικά καθοριστικές στη δημιουργία του ηλιακού καιρού. Συνθέτοντας τρισδιάστατες εικόνες από τους δορυφόρους Stereo βρήκε πως η ενέργεια εκτινάσσεται από την επιφάνεια του ηλίου σχηματίζοντας κάτι σαν κυκλώνες. Μοιάζουν σαν ελατήρια μαγνητικών γραμμών που επανασυνδέονται στην πορεία, όπως είχε προβλέψει θεωρητικά ο Σπύρος Αντίοχος. Πολλά τέτοια συμβάντα αποδεικνύονται καθοριστικά για την δημιουργία του ηλιακού καιρού», λέει στην «Κ» ο κ. Βουρλίδας.

Το δίδυμο των δορυφόρων Stereo σχεδιάστηκε έτσι ώστε να μπορεί να παράγει τρισδιάστατες εικόνες. Ο Αγγελος Βουρλίδας, ερευνητής στο NRL και υπεύθυνος των πέντε τηλεσκοπίων που φέρουν οι δορυφόροι, τα σχεδίασε έτσι ώστε να μπορούν να δώσουν εξαιρετικά ακριβείς τρισδιάστατες εικόνες τόσο στο οπτικό, όσο και στο υπεριώδες φάσμα. Ο κ. Βουρλίδας και ο κ. Πατσουράκος έχουν το προνόμιο να βλέπουν πρώτοι τις εικόνες που στέλνουν συνεχώς οι δύο δορυφόροι και να τις μελετούν. Οι τρισδιάστατες αυτές εικόνες έδωσαν τη δυνατότητα να αποκαλυφθούν κρίσιμα φαινόμενα, όπως τα ηλιακά τσουνάμι και οι ηλεκτρομαγνητικοί κυκλώνες που ανέλυσε ο κ. Πατσουράκος.


Ενεργειακό κύμα

Πέρσι, οι δυο δορυφόροι του προγράμματος Stereo είδαν να εξαπλώνεται στην επιφάνεια του μητρικού μας αστεριού ένα τεράστιο ενεργειακό κύμα, με ταχύτητα 1 εκατομμυρίου μιλίων την ώρα — τηρουμένων των αναλογιών όπως εξαπλώνονται τα τσουνάμι που εμφανίζονται στους ωκεανούς της γης.

Σε μια από αυτές τις συνήθεις στεμματικές εκτινάξεις ηλιακής μάζας παρατήρησαν ότι δημιουργείται ένας παλμός πίεσης που εξαπλώνεται προς τα έξω με κυκλικό τρόπο. Στις 17 Μαΐου του 2007 δυο αστρονόμοι παρατήρησαν το φαινόμενο, το οποίο διήρκεσε 35 μόλις λεπτά φτάνοντας τη μέγιστη ταχύτητα διάδοσής του 20 λεπτά μετά την εκδήλωσή του.

«Μέσα σε μισή ώρα είδαμε το τσουνάμι να καλύπτει σχεδόν ολόκληρη την επιφάνεια του ηλίου», δήλωσε στο BBC ο David Long καθηγητής του κολεγίου Trinity του Δουβλίνου που έκανε τη σχετική ανακοίνωση. «Η ενέργεια που απελευθερώθηκε ήταν απίστευτη. Περίπου 2 δισ. φορές η παγκόσμια ετήσια κατανάλωση ενέργειας μόλις σε μερικά δέκατα του δευτερολέπτου».

«Μπορέσαμε να παρατηρήσουμε για πρώτη φορά ότι αυτό το ενεργειακό κύμα δεν διαδίδεται μόνο οριζόντια σε όλη την επιφάνεια του Ηλίου, αλλά και κατακόρυφα στην ατμόσφαιρά του», δήλωσε ο έτερος επιστήμονας του προγράμματος δρ Gallagher.

Οι επιστήμονες παρατήρησαν ακόμα ότι τα κύματα πίεσης ανακόπτονται σε κάποιες περιοχές της ατμόσφαιρας και επιστρέφουν ακριβώς όπως κάνουν και τα τσουνάμι στους ωκεανούς της γης.

Μια αλληλουχία κυματισμών (δημιουργούνται κοιλότητες και κορυφώσεις) που διαδίδεται  προς όλες τις κατευθύνσεις στην επιφάνεια του Ηλιου. Επιπλέον οι τρισδιάστατες εικόνες των τηλεσκοπίων του κ. Βουρλίδα, έδωσαν τη δυνατότητα να μετρηθεί ακριβώς ο όγκος και η ταχύτητα των ιονισμένων νεφών ώστε να είναι προβλέψιμη η κατεύθυνση και η επικινδυνότητά τους για τη Γη και τους δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά.

Νέα πεδία κατανόησης

«Η μεγάλη επανάσταση στη μελέτη του Ηλίου έγινε την τελευταία δεκαετία με την εκτεταμένη χρήση δορυφόρων. Η ατμόσφαιρα της Γης, μάς εμποδίζει να παρατηρήσουμε ορισμένες ακτινοβολίες. Τα μόνα παράθυρα που διαθέτουμε από την Γη είναι το οπτικό και το ραδιοφωνικό. Η έρευνα σε υπεριώδεις ακτινοβολίες, ακτίνες Χ, κ.λπ. μάς άνοιξαν νέα πεδία κατανόησης», υπογραμμίζει η κ. Ελένη Δάρα, φυσικός.  Στον μικρό αυτό κλάδο της διαστημικής, την μελέτη του Ηλίου, η τελευταία δεκαετία έχει αποδειχτεί ιδιαιτέρως λαμπερή. Και οι Ελληνες επιστήμονες που δείχνουν ιδιαίτερη αγάπη στη μελέτη του, έχουν ένα λόγο παραπάνω να είναι χαρούμενοι, αφού δεν υπάρχει σχεδόν πρόγραμμα ή αποστολή που να μην φέρει και τις δικές τους υπογραφές.

Η... «μαφία» του διαστήματος και η Ιθάκη

«Η Ελληνική Ηλιακή Μαφία έδρασε ξανά» έλεγε πρόσφατα στην «Κ» ένας γνωστός Ελληνας φυσικός θέλοντας να περιγράψει με χιούμορ την αγάπη της ελληνικής διαστημικής κοινότητας για το συγκεκριμένο θέμα. Δύο χρόνια μετά την πρώτη συνάντηση όλων των διαστημικών αποστολών της Ευρωπαϊκής και της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA και ESA) στην Πασαντένα των Ηνωμένων Πολιτειών, η «Μαφία» προσκάλεσε το σύνολο σχεδόν της κοινότητας των φυσικών που ασχολούνται με τον Ηλιο από τις δύο ηπείρους, στην Κεφαλονιά και την Ιθάκη, τον περασμένο Απρίλιο.

Επιστήμονες που συμμετείχαν σε προγράμματα, όπως τα ιστορικά voyager 1 και 2, η επιστημονική ομάδα του δορυφόρου Ulysses (Οδυσσέας), στα προγράμματα των δορυφόρων ACE και WIND και τέλος οι επιστήμονες του σύγχρονού μας, άκρως επιτυχημένου ζεύγους δορυφόρων Stereo, συναντήθηκαν προκειμένου να συνδυάσουν δεδομένα, να ελέγξουν θεωρίες και να… φωτογραφηθούν μπροστά στα ερείπια του θεωρούμενου ως παλατιού του Οδυσσέα (φωτογραφία), τιμώντας το σχετικό πρόγραμμα (Ulysses).

«Το Ulysses υπηρέτησε καταπληκτικά την επιστημονική κοινότητα για περίπου 20 χρόνια», είπε στην «Κ» ο καθηγητής του Πανεπιστημίου Αθηνών και διοργανωτής του συνεδρίου Ξενοφών Μούσας. «Ο Αγγελος Βουρλίδας και οι επιστήμονες του προγράμματος Stereo μάς ανακοίνωσαν τη μέθοδο με την οποία μπορούν να προβλέψουν πλέον πότε μια έκρηξη από την επιφάνεια του Ηλιου θα φτάσει στη Γη και τι δομή θα έχει. Και το σημαντικότερο βέβαια ήταν ότι συζητήσαμε πόσο κοντά πρέπει να πάνε οι δύο επόμενες αποστολές των NASA και ESA προκειμένου να δουν πώς θερμαίνεται η ηλιόσφαιρα», καταλήγει.

Οι πέντε διαστημικές αποστολές

Voyager 1 και 2. Τα δύο διάσημα διαστημόπλοια που εκτοξεύτηκαν το 1980 και 1981 στέλνουν ακόμα δεδομένα από την άκρη της ηλιόσφαιρας. Ενα από τα πειράματα που «έτρεξαν» στους δύο δορυφόρους ήταν του δρ. Σταμάτη Κριμιζή, ο οποίος αργότερα αναδείχθηκε σε έναν από τους μεγαλύτερους διαστημικούς επιστήμονες διεθνώς.

Ulysses. Αποστολή των NASA και ESA. Εκτοξεύτηκε το 1990 και παρέμεινε σε τροχιά γύρω από τον Ηλιο δίνοντας πολύτιμα στοιχεία έως τον Φεβρουάριο, οπότε το πλουτώνιο που χρησιμοποιούσε ως καύσιμο δεν επαρκούσε πλέον για να θερμάνει τα συστήματά του. Στο Ulysses, έγινε και η πρώτη συμμετοχή επιστημονικού εργαστηρίου από ελληνικό πανεπιστήμιο σε αποστολή στο «βαθύτερο διάστημα». Το εργαστήριο Διαστημικής του Δημοκρίτειου Πανεπιστήμιου Θράκης συμμετείχε στον σχεδιασμό των πειραμάτων σαν συνερευνητής (coinvestigator). Ετσι το Ulysses θεωρείται ο «παππούς» των ελληνικών συμμετοχών σε διαστημικά πειράματα.

ACE. Εκτοξεύτηκε τον Αύγουστο του 1997 και έκτοτε μελετά την ύλη που έρχεται από τον Ηλιο σε μορφή πλάσματος σε σύγκριση με την ύλη που βρίσκεται στο διαπλανητικό χώρο. Τοποθετημένο σε απόσταση 1,5 εκατομμυρίων χλμ. από τη Γη εξακολουθεί να στέλνει δεδομένα. Και πάλι δομική συμμετοχή στο πρόγραμμα είχε το Δημοκρίτειο.

WIND. Εκτοξεύτηκε το Νοέμβριο του 1994 και στέλνει ακόμη δεδομένα. Μελετάει τον ηλιακό άνεμο που φτάνει στην περιοχή της Γης. Μεταξύ άλλων συμμετέχει και επιστημονική ομάδα του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Stereo. Εκτοξεύτηκε τον Οκτώβριο του 2006 και τέθηκε σε τροχιά γύρω από τον Ηλιο περίπου στην απόσταση του Ερμή. Το ζεύγος των δορυφόρων του Stereo οδήγησε στην ακριβή αποτύπωση και πρόγνωση του ηλιακού καιρού για πρώτη φορά – κάτι που θεωρούνταν το «ιερό δισκοπότηρο» των ηλιακών φυσικών. Καθοριστική συμβολή έχει ο κ. Βουρλίδας και η ομάδα του από το ερευνητικό εργαστήριο του πολεμικού ναυτικού των ΗΠΑ.
 
--------------------------------------------------------------------------------

Hμερομηνία : 08-06-2008

 

 

<<site map

Χρόνος εκτέλεσης : 0.059 δευτερόλεπτα