Κυριακή 1 Ιούλη 2001
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 7
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
Το παράδοξο της ηλιακής κορόνας

Ο ήλιος αν και φαίνεται σαν ομοιόμορφη μπάλα έχει στην πραγματικότητα εντελώς διακριτά στρώματα
Ο ήλιος αν και φαίνεται σαν ομοιόμορφη μπάλα έχει στην πραγματικότητα εντελώς διακριτά στρώματα
Ο Ηλιος φαίνεται σα να είναι μια ομοιόμορφη μπάλα αερίων, αλλά στην πραγματικότητα έχει σαφή διαστρωμάτωση παρόμοια με αυτή των στερεών πλανητών και της ατμόσφαιράς τους. Η ηλιακή ακτινοβολία, χάρη στην οποία - σε τελευταία ανάλυση - υπάρχει ζωή στη Γη, προέρχεται από τις πυρηνικές αντιδράσεις βαθιά μέσα στον πυρήνα του Ηλιου. Η παραγόμενη ενέργεια σταδιακά διαρρέει προς τα εξωτερικά στρώματα, μέχρι που φτάνει στην ορατή σε μας επιφάνεια του ήλιου, γνωστή ως φωτόσφαιρα, οπότε ακτινοβολείται στο Διάστημα. Πάνω από αυτή την επιφάνεια υπάρχει μια λεπτή ατμόσφαιρα. Το χαμηλότερο τμήμα της, η χρωμόσφαιρα, είναι ορατή κατά τις ηλιακές εκλείψεις σαν ένας φωτεινός κόκκινος μηνίσκος. Πέρα απ' τη χρωμόσφαιρα βρίσκεται η μαργαριταρένια λευκή κορόνα, που εκτείνεται εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από την επιφάνεια του άστρου. Από τις παρυφές της κορόνας πηγάζει ο ηλιακός άνεμος, το ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που «φυσάει» μέσα σε όλο το ηλιακό σύστημα.

Οπως θα περίμενε κανείς, η θερμοκρασία του Ηλιου πέφτει σταθερά όσο αυξάνει η απόσταση από τον πυρήνα του (στον οποίο φτάνει τα 15 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου), μέχρι τους 6.000 βαθμούς Κελσίου στη φωτόσφαιρα. Αλλά τότε συμβαίνει το απροσδόκητο: η θερμοκρασία αρχίζει και πάλι να αυξάνει. Στη χρωμόσφαιρα ανεβαίνει στους 10.000 βαθμούς, ενώ στην κορόνα κάνει ένα άλμα στο 1 εκατομμύριο βαθμούς Κελσίου! Μέρη της κορόνας που επηρεάζονται από μεγάλες ηλιακές κηλίδες φτάνουν ακόμα και τα 6 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου. Πώς μπορεί να συμβαίνει κάτι τέτοιο, αφού η ενέργεια πηγάζει κάτω από τη φωτόσφαιρα; Είναι σα να αυξάνει η θερμοκρασία του περιβάλλοντος όσο απομακρύνεται κανένας από το τζάκι...

Ενας βρόγχος που σχηματίζεται στην κορόνα, όπως τον κατέγραψε η φωτογραφική μηχανή υπεριώδους φάσματος του διαστημοπλοίου TRACE. Ο συγκεκριμένος βρόγχος εκτείνεται μέχρι και 120.000 χιλιόμετρα μακριά από την επιφάνεια του ήλιου
Ενας βρόγχος που σχηματίζεται στην κορόνα, όπως τον κατέγραψε η φωτογραφική μηχανή υπεριώδους φάσματος του διαστημοπλοίου TRACE. Ο συγκεκριμένος βρόγχος εκτείνεται μέχρι και 120.000 χιλιόμετρα μακριά από την επιφάνεια του ήλιου
Οι πρώτες υπόνοιες για την ύπαρξη αυτού του παράδοξου εμφανίστηκαν το 19ο αιώνα, όταν οι παρατηρητές των ηλιακών εκλείψεων εντόπισαν φασματικές γραμμές εκπομπής που δεν ταίριαζαν με κανένα από τα γνωστά στοιχεία της ύλης. Τη δεκαετία του 1940, οι φυσικοί σύνδεσαν αυτές τις φασματικές γραμμές με άτομα σιδήρου που έχουν χάσει γύρω στα μισά από τα 26 ηλεκτρόνιά τους. Για να γίνει αυτό απαιτούνται εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. Αργότερα, επιστημονικά όργανα πάνω σε πυραύλους και δορυφόρους έδειξαν ότι ο Ηλιος εκπέμπει άφθονες ακτίνες Χ και υπεριώδεις ακτίνες υψηλής ενέργειας, γεγονός που μπορεί να συμβαίνει μόνο αν η θερμοκρασία της κορόνας είναι της τάξης των εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου. Το μυστήριο αυτό δεν περιορίζεται στο δικό μας Ηλιο. Τα περισσότερα άστρα του γαλαξία μας που μοιάζουν με τον Ηλιο φαίνεται να έχουν ατμόσφαιρες που εκπέμπουν ακτίνες Χ.

Επιτέλους, μια επιστημονική ερμηνεία του φαινομένου φαίνεται να πλησιάζει στην ολοκλήρωσή της. Οι αστρονόμοι αντιλήφθηκαν ότι τα μαγνητικά πεδία που δημιουργεί ο Ηλιος είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνα για τη θέρμανση της κορόνας του. Εκεί που τα πεδία αυτά είναι πιο έντονα, εκεί και η κορόνα είναι πιο ζεστή. Τα πεδία αυτά μεταφέρουν ενέργεια σε ηλεκτρομαγνητική μορφή και όχι απευθείας σαν θερμότητα. Η ενέργεια αυτή μετατρέπεται στην κορόνα σε θερμότητα και ανεβάζει τη θερμοκρασία. Για τη μετατροπή από την ηλεκτρομαγνητική μορφή στη θερμική έχουν προταθεί δύο θεωρίες: η θεωρία των επανασυνδέσεων μαγνητικών δυναμικών γραμμών μικρής κλίμακας (διαδικασία που εμπλέκεται και στο φαινόμενο των ηλιακών εξάρσεων) και η θεωρία των μαγνητικών κυμάτων.

Μια εντυπωσιακή εικόνα του ήλιου που καταγράφηκε από τη φωτογραφική μηχανή ακτίνων Χ του διαστημοπλοίου Yohkoh, δείχνει λαμπρές περιοχές που σχετίζονται με τις ηλιακές κηλίδες και σκοτεινές περιοχές που είναι οι πολικές τρύπες της κορόνας
Μια εντυπωσιακή εικόνα του ήλιου που καταγράφηκε από τη φωτογραφική μηχανή ακτίνων Χ του διαστημοπλοίου Yohkoh, δείχνει λαμπρές περιοχές που σχετίζονται με τις ηλιακές κηλίδες και σκοτεινές περιοχές που είναι οι πολικές τρύπες της κορόνας
Οι βρόγχοι, τα τόξα και οι τρύπες της κορόνας φαίνεται να ακολουθούν τις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου του Ηλιου. Το πεδίο αυτό θεωρείται ότι δημιουργείται στο ανώτερο τρίτο του εσωτερικού του άστρου, όπου η ενέργεια μεταδίδεται με αγωγή και όχι με ακτινοβολία. Η κυκλοφορία των ιόντων σ' αυτό το στρώμα λειτουργεί σαν μια φυσική γεννήτρια, που μετατρέπει περί το 0,01% της εξερχόμενης ακτινοβολίας σε ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Η διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής των περιοχών κοντά στον ηλιακό ισημερινό σε σχέση με αυτές κοντά στους πόλους, παραμορφώνει τις δυναμικές γραμμές του πεδίου σε χαρακτηριστικά σχέδια. Σε περιοχές όπου υπάρχουν ηλιακές κηλίδες, δεσμίδες μαγνητικών δυναμικών γραμμών «τρυπούν» τη φωτόσφαιρα και εκτείνονται προς τα έξω βαθιά μέσα στην κορόνα.

Σημαντικά στοιχεία που οδήγησαν στις δύο παραπάνω θεωρίες έχουν συλλεχτεί από συμπληρωματικές παρατηρήσεις: τα διαστημόπλοια μπορούν να παρατηρούν τον Ηλιο σε μήκη κύματος που δε διαπερνούν τη γήινη ατμόσφαιρα και γι' αυτό δεν είναι ορατά από τη Γη, ενώ τα επίγεια τηλεσκόπια μπορούν να συλλέξουν πληθώρα πληροφοριών στο υπόλοιπο φάσμα, αφού δεν περιορίζονται από το μικρό εύρος ζώνης των ραδιοζεύξεων των διαστημοπλοίων με τη Γη. Τα ευρήματα σχετικά με την κορόνα του Ηλιου ίσως είναι καθοριστικής σημασίας για την κατανόηση των τρόπων που τα γεγονότα στο αστέρι του πλανητικού μας συστήματος επηρεάζουν την ατμόσφαιρα της Γης.


Επιμέλεια:
Σταύρος Ξενικουδάκης
Πηγή: «Scientific American»


Κορυφή σελίδας
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ