Οι Έλληνες μελετούν τον Ήλιο

To email του 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 Ήλιο. Σου στέλνω την καλύτερη εικόνα μας». Ο Πατσουράκος, ο Αγγελος Βουρλίδας και ο Σπύρος Αντίοχος, οι τρεις Έλληνες επιστήμονες που ζουν και εργάζονται στις ΗΠΑ έχουν κάθε λόγο να είναι ενθουσιασμένοι. Σύμφωνα με δημοσιεύματα των ABC και Sciencenews, συνέβαλαν καθοριστικά σε δυο κεφαλαιώδους σημασίας επιστημονικά ερωτήματα: Πως οι μικρές εκρήξεις που γίνονται στην επιφάνεια του ηλίου μεταφέρονται στο στέμμα του και από εκεί στο διαπλανητικό χώρο και πως μεταφέρεται μια ηλιακή καταιγίδα προς την γη, όπου πλήττει καίρια σε κάποιες περιπτώσεις δορυφόρους, θέτει σε κίνδυνο τη ζωή των αστροναυτών και προκαλεί βλάβες στα συστήματα ηλεκτροδότησης στο βόρειο ημισφαίριο. 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 προστατεύει το ηλιακό μας σύστημα.

Τα νεότερα από τον ήλιο

Ο ήλιος δεν είναι τίποτα άλλο από μια σφαίρα αερίων σε τόσο υψηλές θερμοκρασίες ώστε να εξαερώνονται ακόμα και μέταλλα στην επιφάνεια του. Υπολογίζεται ότι στον πυρήνα του επικρατούν θερμοκρασίες της τάξης των 15 εκατομμυρίων βαθμών κελσίου. Αποτελείται από υδρογόνο σε ποσοστό 74%, 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 μόρια τους). Η ενέργεια αυτή είναι και η αιτία της λαμπρότητας του.

Οι εκρήξεις στην επιφάνεια του (στεμματικές εκτινάξεις μάζας) είναι συχνές και τόσο βίαιες ώστε τεράστια κύματα ιονισμένης θερμής ύλης, να 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 η Φυσικός της Ακαδημίας Αθηνών Ελένη Δάρα. «Σέλας έχουμε και στους δυο πόλους και βεβαίως είναι άγνωστο όμως κάποιες φορές έχει φτάσει και ως την Αθήνα» συνεχίζει η ίδια.

Πρόβλεψη και κατανόηση του ηλιακού καιρού

Το μεγάλο πρόβλημα της ηλιακής φυσικής που δεν έχει λυθεί ακόμα είναι πως θερμαίνεται το στέμμα του Ηλίου. Πως δηλαδή από την επιφάνεια του όπου επικρατούν θερμοκρασίες της τάξης των 6000 κέλβιν φτάνει σε θερμοκρασίες του 1 εκατομμυρίου κέλβιν στο στέμμα παρόλο που αυτό είναι ψηλότερα. Μια πρώτη απάντηση έδωσαν ο Φυσικός του NRL, Σπύρος Πατσουράκος και ο θεωρητικός Φυσικός Σπύρος Αντίοχος.

«Ο Σπύρος Πατσουράκος βρήκε ότι οι μικρές αυτές συνεχείς εκρήξεις είναι τελικά σημαντικές στην 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 ο Αγγελος Βουρλίδας.

Το δίδυμο των δορυφόρων Stereo σχεδιάστηκε έτσι ώστε να μπορεί να παράγει τρισδιάστατες εικόνες. Ο Αγγελος Βουρλίδας, ερευνητής στο NRL και υπεύθυνος των 5 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 Βουρλίδας και ο Πατσουράκος έχουν το προνόμιο να βλέπουν πρώτοι τις εικόνες που στέλνουν συνεχώς οι δυο δορυφόροι και να τα μελετούν. Οι τρισδιάστατες αυτές εικόνες έδωσαν τη δυνατότητα να αποκαλυφθούν κρίσιμα φαινόμενα, όπως τα ηλιακά τσουνάμι και οι ηλεκτρομαγνητικοί κυκλώνες που βρήκε ο Πατσουράκος.

Τσουνάμι στον ήλιο

Πέρυσι 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, ακριβώς 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 την μέγιστη ταχύτητα διάδοσης του 20 λεπτά μετά την εκδήλωση του.

«Μέσα σε μισή ώρα είδαμε το τσουνάμι να καλύπτει σχεδόν ολόκληρη την επιφάνεια του ηλίου, να φτάνει δηλαδή σε απόσταση ενός εκατομμυρίου χλμ από το επίκεντρό του» 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 ατμόσφαιρα 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 Ήλιου. Επιπλέον οι τρισδιάστατες εικόνες των τηλεσκοπίων του Βουρλίδα, έδωσαν τη δυνατότητα να μετρηθεί ακριβώς ο όγκος και η ταχύτητα των ιονισμένων νεφών ώστε να είναι προβλέψιμη η κατεύθυνση και η επικινδυνότητα τους για την γη και τους δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά.

«Η μεγάλη επανάσταση στην μελέτη του ηλίου έγινε την τελευταία δεκαετία με την εκτεταμένη χρήση δορυφόρων. Η ατμόσφαιρα της γης μας 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, κλπ μας άνοιξαν νέα πεδία κατανόησης » λέει η Ελένη Δαρα, Φυσικός της Ακαδημίας Αθηνών. Στον μικρό αυτό κλάδο της διαστημικής, την μελέτη του ηλίου, η τελευταία δεκαετία έχει αποδειχτεί ιδιαιτέρως λαμπερή. Και οι Έλληνες επιστήμονες που για κάποιο περίεργο λόγο δείχνουν ιδιαίτερη αγάπη στην μελέτη του, έχουν ένα λόγο παραπάνω να είναι χαρούμενοι, αφού δεν υπάρχει σχεδόν πρόγραμμα η αποστολή που να μην φέρει και τις δικές τους υπογραφές.

Στην Ιθάκη ο Οδυσσέας

«Η Ελληνική Ηλιακή Μαφία έδρασε ξανά» μου έλεγε προ μηνός ένας γνωστός Ελληνας Φυσικός θέλοντας να περιγράψει σχηματικά την αγάπη της ελληνικής διαστημικής κοινότητας για το συγκεκριμένο θέμα. Δυο χρόνια μετά την πρώτη συνάντηση όλων των διαστημικών αποστολών της Ευρωπαϊκής και της Αμερικάνικης Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA και ESA) στην Πασαντένα των Ηνωμένων Πολιτειών, η «Μαφία» μάζεψε το σύνολο σχεδόν της κοινότητας των Φυσικών που ασχολούνται με τον Ήλιο από τις δυο ηπείρους, στην Κεφαλονιά και την Ιθάκη, τον Απρίλιο που μας πέρασε.

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

«Το Ulysses υπηρέτησε καταπληκτικά την επιστημονική κοινότητα για περισσότερα από 20 χρόνια» μου λέει στο τηλέφωνο, ο καθηγητής του Πανεπιστημίου Αθηνών και διοργανωτής του συνεδρίου Ξενοφών Μούσας, από το λεωφορείο που μεταφέρει τους επιστήμονες προς τον αρχαιολογικό τόπο της Ιθάκης. «Την δεύτερα ο Άγγελος Βουρλίδας και οι επιστήμονες του προγράμματος Stereo μας ανακοίνωσαν την μέθοδο με την οποία μπορούν να προβλέψουν πλέον πότε μια έκρηξη από την επιφάνεια του ήλιου θα φτάσει στη γη και τι δομή θα έχει. Και το σημαντικότερο βέβαια ήταν ότι συζητήσαμε πόσο κοντά πρέπει να πάνε οι δυο επόμενες αποστολές των NASA και ESA προκειμένου να δουν πως θερμαίνεται η ηλιόσφαιρα» λέει ο ίδιος.

Διαστημικές αποστολές στον Ηλιο

Voyager 1 και 2

Τα δυο διάσημα διαστημόπλοια που εκτοξεύτηκαν το 1980 και 1981 στέλνουν ακόμα δεδομένα από την άκρη της ηλιόσφαιρας. Ένα από τα πειράματα που έτρεξαν στους δυο δορυφόρους ήταν του Σταμάτη Κριμιοζή από το APL, ο οποίος αργότερα αναδείχθηκε σε έναν από τους μεγαλύτερους διαστημικούς επιστήμονες διεθνώς. Είναι ο μοναδικός επιστήμονας με πειράματα σε όλο το ηλιακό σύστημα

Ulysses

Αποστολή των NASA και ESA. Εκτοξεύτηκε το 1990 και παρέμεινε σε τροχιά γύρω από τον ήλιο δίνοντας πολύτιμα στοιχεία έως τον Φεβρουάριο, οπότε το πλουτώνιο που χρησιμοποιούσε ως καύσιμο δεν επαρκούσε πλέον για να θερμάνει τα συστήματα του. Στο Ulysses, το οποίο τιμήθηκε στην Ιθάκη την περασμένη βδομάδα 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 μελετάει την ύλη που έρχεται από τον ήλιο 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 Πανεπιστήμιο.

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 ήλιο 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 έχουν ο Αγγελος Βουρλίδας και η ομάδα του από το ερευνητικό εργαστήριο του πολεμικού ναυτικού των ΗΠΑ

Advertisements
    • phd
    • 9 Ιουνίου 2008

    Πολύ ενδιαφέρον το θέμα που παρουσιάζεις. Ίσως η ανάπτυξη μοντέλου ακριβούς πρόγνωσης του “ηλιακού καιρού”, μπορεί να έχει ιδιαίτερη σημασία στη θεωρεία που υποστηρίζει πως το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι αποτέλεσμα των διακυμάνσεων της ηλιακής μαγνητικής δράσης και όχι της ανθρώπινης δράσης…

    Όμορφη φώτο.

  1. thanks. Είχα την εντύπωση πως το ερώτημα για το φαινόμενο του θερμοκηπίου, είχε κάπως λυθεί, υπέρ της άποψης περί των συνεπειών της ανθρώπινης δραστηριότητας. Δεν είναι έτσι;

    • phd
    • 10 Ιουνίου 2008

    Σου παραθέτω ένα ντοκυμαντέρ της BBC Channel 4, εδώ (http://tinyurl.com/3lxzwq) και μια παλιά μου περίληψη εδώ (http://tinyurl.com/5nrml2 ). Οι συμμετέχοντες στο ντοκυμαντέρ αυτό (επιστήμονες) υποστηρίζουν ότι είμαστε θύματα των οικολογικών οργανώσεων και των κλιματολόγων που θέλουν εισροή χρημάτων στα προγράμματά τους. Υποστηρίζουν ότι το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι ένα φαινόμενο «φυσιολογικό» που δημιουργείται από τον ήλιο. Τι να πω; Δεν είναι η ειδικότητά μου για να μπορώ να διαβάσω μέσα από τις γραμμές…Ίσως η αλήθεια να είναι στη μέση. Πάντως ο επαναπροσδιορισμός της σχέσης μας με τη φύση, της διαχείρισης των φυσικών πόρων και του πώς καταναλώνουμε είναι αναγκαία βήματα, είτε μας κοροϊδεύουν είτε όχι.

  1. No trackbacks yet.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: