Tag archive

11 years circle

Ηλιακή Δραστηριότητα στο Maximum

in Astronomy by

Αν έχετε γυαλιά παρατήρησης ηλίου, ή ακόμα καλύτερα τηλεσκόπιο, τότε αυτή είναι η καλύτερη περίοδος να παρατηρήσετε τον Ήλιο. Θα δείτε δύο μεγάλες σκοτεινές περιοχές στο ορατό μας. Αυτά τα τεράστια ηλιακά σημεία είναι περιοχές έντονων και περίπλοκων μαγνητικών πεδίων όπου πραγματοποιούνται τεράστιες εκρήξεις και ονομάζονται Ηλιακές Κηλίδες.

 

Τι είναι οι Ηλιακές Κηλίδες και οι Ηλιακές Εκλάμψεις και πώς δημιουργούνται;

Οι ηλιακές κηλίδες όπως προαναφέραμε, είναι μικρές μαύρες περιοχές στην επιφάνεια του ήλιου. Αποτελούν παροδικά φαινόμενα που εμφανίζονται στη φωτόσφαιρα και θεωρούνται οι περισσότερο εντυπωσιακοί και ενδιαφέροντες σχηματισμοί της.

Ο λόγος που οι ηλιακές κηλίδες φαίνονται μαύρες, είναι η χαμηλή θερμοκρασία τους σε σχέση με τη θερμοκρασία της φωτόσφαιρας που τις περιβάλει (υπολογίζεται ότι η θερμοκρασία της σκιάς είναι περίπου 4100 οΚ, ενώ της φωτόσφαιρας είναι περίπου 5800 οΚ). Αν μία ηλιακή κηλίδα μπορούσε να παρατηρηθεί απομονωμένη από την περιβάλλουσα φωτόσφαιρα, θα ήταν φωτεινότερη από το νήμα ενός αναμμένου λαμπτήρα πυρακτώσεως.

Ο αριθμός των κηλίδων στην επιφάνεια αυξάνεται γρήγορα και μετά μειώνεται με βραδύτερο ρυθμό κάθε περίπου 11 χρόνια. Αυτή η περιοδικότητα, την οποία ακολουθεί η γενικότερη ηλιακή δραστηριότητα, αποκαλείται «ενδεκαετής ηλιακός κύκλος» ή «ενδεκαετής κύκλος της ηλιακής δραστηριότητας». Οι κηλίδες είναι σπάνιες όταν ο ‘Ήλιος βρίσκεται στο ελάχιστό του. Τότε συμβαίνουν πολύ λίγες ηλιακές εκλάμψεις. Όταν όμως ο ‘Ήλιος φτάνει προς το μέγιστό του, οι εκλάμψεις όλο και αυξάνονται μαζί με τις κηλίδες.

 

Ο ενδεκαετης κυκλος της Ηλιακης δραστηριοτητας. Image Credit: nasa.gov

 

Το προηγούμενο απόγειό (ηλιακό μέγιστο – η περίοδος με τη μεγαλύτερη δραστηριότητα εντός του κύκλου) του ήταν το 2012 όπου υπήρξε τεράστια στεμματική εκπομπή μάζας, φαινόμενο που απορρέει των δυνατών εκλάμψεων. Σήμερα, εν έτη 2017, το αστέρι μας βρίσκεται στο ηλιακό του ελάχιστο (η περίοδος όπου έχει τη μικρότερη δραστηριότητα).

Oι κηλίδες είναι τα ορατά αντίστοιχα σωλήνων μαγνητικής ροής και χαρακτηρίζονται από υψηλό ποσοστό μαγνητικής ενέργειας. Πρόσφατες παρατηρήσεις από τη διαστημοσυσκευή SOHO δείχνουν ότι κάτω από την κηλίδα υπάρχει ισχυρό καθοδικό ρεύμα που σχηματίζει μία δίνη, η οποία συγκεντρώνει το μαγνητικό πεδίο (σαν να είναι ένα ανάλογο των γήινων κυκλώνων).

Ο μέσος χρόνος ζωής μιας ηλιακής κηλίδας είναι περίπου δύο εβδομάδες. Μέσα σε αυτό το διάστημα συμβαίνουν απότομες εκρήξεις, οι ηλιακές εκλάμψεις, όταν η έντονη δραστηριότητα στο εσωτερικό του Ηλίου διαταράσσει τα μαγνητικά του πεδία. Χτυπούν τη Γη μόνο όταν γίνονται στη μεριά του Ήλιου που βλέπει προς αυτήν. Οι εκρήξεις αυτές εξαπολύουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας και λαμπρότητας, ενώ τα ηλιακά ενεργειακά σωματίδια που απελευθερώνονται, επηρεάζουν τη Γη με φαινόμενα του διαστημικού καιρού (ηλιακές καταιγίδες, στεμματικές εκπομπές μάζας, γεωμαγνητικές καταιγίδες, σέλας). Παρόλα αυτά, στην πλειοψηφία τους δεν διαπερνούν τη γήινη ατμόσφαιρα ώστε να είναι επικίνδυνες για εμάς.

Καθως ο ηλιακος ανεμος (ρευμα φορτισμενων σωματιδιων που εκτοξευεται απο την ανωτερη ατμοσφαιρα ενος αστρου και αποτελειται κυριως απο ηλεκτρονια και πρωτονια) φθανει στη Γη, εκτρεπεται απο το μαγνητικο της πεδιο. Ωστοσο σημαντικο μερος τους εισχωρει στη γηινη μαγνητοσφαιρα, οπου διεγειρουν ατομα οξυγονου και αζωτου. Με την επανοδο στην αρχικη τους κατασταση, αυτα τα ατομα εκπεμπουν την περισσεια ενεργειας με τη μορφη φωτος. Το χρωμα του φωτος εξαρταται απο το ειδος του ατομου που διεγειρεται και απο την ενεργειακη διαφορα των στοιβαδων διεγερσης και ηρεμιας των ηλεκτρονιων του ατομου.

 

Οι εκλάμψεις κατηγοριοποιούνται, ανάλογα με την ισχύ της ενέργειάς τους:

Κατηγορία

W/m2 ανάμεσα σε 1 και 8 Άνγκστρομς (Ångströms)

Α

<10-7

B

≥10-7 <10-6

C

≥10-6 <10-5

M

≥10-5 <10-4

X

≥10-4

Ένας λογάριθμος καθορίζει το μέγεθος μιας ηλιακής έκλαμψης και ειδικότερα το πλάτος που μετριέται σε Άνγκστρομς (μονάδα μήκους ίση με ένα δεκάκις χιλιοστό του μικρού (μικρόν) και συμβολίζεται με το σουηδικό γράμμα Å ~ 1Å = 1 * 10-10m).

Οι ακτίνες Χ και η υπεριώδη ακτινοβολία που διαφεύγει από τις ηλιακές εκλάμψεις μπορεί να επηρεάσει την ιονόσφαιρα της Γης και να δημιουργήσει επιπλοκές σε συστήματα με εκπομπές σημάτων που καλύπτουν μήκη κυμάτων όλου του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Για το λόγο αυτό, υπάρχουν ανησυχίες από την πρόσφατη δραστηριότητα του Ήλιου, διότι δεν περίμενε κανείς αυτή τη μεγάλη δραστηριότητα από τον ήλιο τη δεδομένη στιγμή. Ο τελευταίος κύκλος, ο οποίος κορυφώθηκε το 2014, ήταν αρκετά μικρός και υπήρξαν λίγες μεγάλες γεωμαγνητικές καταιγίδες. Τώρα που βρισκόμαστε κοντά στο ηλιακό ελάχιστο, όλοι θα ανέμεναν μια ήσυχη περίοδο. Παρόλα αυτά η δραστηριότητά του είναι τόσο έντονη, που ανήκει στην κατηγορία X.

Πιο συγκεκριμένα:

Στις 4 Σεπτεμβρίου, ο ήλιος άρχισε να εκτοξεύει ύλη από τη μάζα του με στόχο τη Γη. Η έκλαμψη αυτή (ταξινομημένη ως M) ξέσπασε περίπου στις 18:30 UTC.

Η έντονη δραστηριότητα συνέχισε και την επόμενη ημέρα. Ο ηλιακός άνεμος από την δραστηριότητα της προηγούμενης ημέρας έφθασε στη Γη, όπου πιθανόν επηρέασε τις ραδιοεπικοινωνίες καθώς και την υγεία των δορυφορικών συστημάτων.

Στις 6 Σεπτεμβρίου, ο ήλιος παρήγαγε δύο μαζικές εκλάμψεις X-κατηγορίας. Η NASA ανακοίνωσε ότι η μία ήταν η πιο ισχυρή τουλάχιστον από το 2008.

Image Credit: nasa.gov

Την επόμενη μέρα, τα ίδια ηλιακά σημεία (ηλιακές κηλίδες) συνέχισαν να παράγουν περισσότερες ηλιακές εκλάμψεις. Χρειάστηκε περίπου μία ώρα για τα ηλιακά ενεργειακά σωματίδια ώστε να φτάσουν στη Γη. Αυτά τα πρωτόνια είναι απίστευτα γρήγορα. Μπορούν να επηρεάσουν τα συστήματα επικοινωνίας, συνήθως στις πολικές περιοχές όπου είναι πιο πιθανό να εισέλθουν στην ατμόσφαιρα της Γης. Όπως και με όλες τις αυξήσεις της ακτινοβολίας στο διάστημα, μπορούν επίσης να επηρεάσουν τα δορυφορικά συστήματα και την υγεία των αστροναυτών.

Στις πρωινές ώρες της 7ης Σεπτεμβρίου στις Η.Π.Α., το πρώτο κομμάτι μάζας που εκτινάχθηκε από τον ήλιο τρεις ημέρες νωρίτερα, έφτασε στη Γη. Λόγω του τρόπου με τον οποίο το μαγνητικό του πεδίο ευθυγραμμίστηκε με τη Γη, παράγει μόνο μια μικρή γεωμαγνητική καταιγίδα.

Όλη αυτή η ηλιακή δραστηριότητα έχει ήδη προκαλέσει μερικές καταιγίδες ακτινοβολίας στις περιοχές μεγάλου γεωγραφικού πλάτους της Γης, οι οποίες εξασθένησαν τη ραδιοεπικοινωνία σε ορισμένες συχνότητες. Οι καταιγίδες ακτινοβολίας μπορούν επίσης να αναγκάσουν τις πτήσεις στις πολικές περιοχές να ανακατευθύνουν για να αποφευχθούν οι αυξημένες εκθέσεις ακτινοβολίας για τους επιβάτες και πιθανή απώλεια συστημάτων επικοινωνίας και πλοήγησης για τα αεροσκάφη σε αυτές τις διαδρομές.

Με τη σύγκρουση της απότομης εκτοξευμένης μάζας από αυτή την έκλαμψη κλάσης Χ με τη Γη, έρχονται και άλλες επιπτώσεις. Οι γεωμαγνητικές καταιγίδες, όπως αυτή που βρίσκεται σε εξέλιξη, είναι γνωστό ότι καταστρέφουν μια σειρά δορυφορικών και επίγειων τεχνολογιών επικοινωνίας, καθώς και ηλεκτρικά δίκτυα, GPS / GNSS, καθώς και τις προβλέψεις τροχιάς των δορυφόρων και των διαστημικών συντριμμιών. Είναι επίσης πολύ πιθανό να παράγει εκθαμβωτική δραστηριότητα σέλας (aurora) τόσο μακρύτερα όσο η βόρεια ΗΠΑ και η Ευρώπη στο βόρειο ημισφαίριο και τόσο βόρεια, όσο είναι η νότια Αυστραλία και η Νέα Ζηλανδία στο νότιο ημισφαίριο.

 

Image Credit: giphy.com

Δεν κατανοούμε πλήρως τα πάντα που συμβαίνουν. Όμως, η δραστηριότητα κατά τις τελευταίες ημέρες, όταν ο ήλιος πρέπει να βρίσκεται εντός της πιο ήρεμης περιόδου του, μας δείχνει ότι είναι δυνατά σημαντικά διαστημικά καιρικά φαινόμενα σε οποιοδήποτε στάδιο του ηλιακού κύκλου 11 ετών.

Μπορείτε να μας βοηθήσετε να μελετήσουμε αυτήν και άλλες ηλιακές καταιγίδες ως επιστήμονας-πολίτη (citizen science). Εγγραφείτε στο aurorasaurus.org και ενημερώστε μας αν παρατηρήσετε aurora με αυτό το γεγονός. Το aurorasaurus αποτελεί ένα citizen science site, όπου ο καθένας από εμάς μπορεί να προσφέρει στην επιστήμη, αναφέροντας τις δικές του παρατηρήσεις του σέλας.

Πηγές:

  • Article’s Image  “sciencemag.org”
  • theconversation.com  άρθρο  “Massive sunspots and huge solar flares mean unexpected space weather for Earth”
  • newsweek.com  άρθρο  “MASSIVE SUNSPOTS AND SOLAR FLARES: THE SUN HAS GONE WRONG AND SCIENTISTS DON’T KNOW WHY”
  • space.com  άρθρο  “Solar Flares May Affect Earth, But the Space Station Will Be Just Fine”
  • mirror.co.uk  άρθρο  “Best way to see Northern Lights in the UK after Sun unleashes strongest solar flare in a DECADE”
  • birminghammail.co.uk  άρθρο  “This is why stunning aurora views have been visible across UK”
  • slashgear.com  άρθρο  “Solar flares may bring stunning auroras for the rest of the week”
  • bgr.com  άρθρο  “The sun is acting pretty strange right now”
  • astronomia.gr
  • wikipedia.org
Go to Top