Ένα νέο ηλιακό τηλεσκόπιο, το Solar Dynamics Observatory (SDO), που έχει προγραμματιστεί να πετάξει σε λίγες μέρες θα ερευνήσει την ατμόσφαιρα του ήλιου καθώς και τις εσωτερικές λειτουργίες του, βοηθώντας έτσι τους επιστήμονες να καταλάβουν καλύτερα πώς αναπτύσσονται οι ηλιακές καταιγίδες.
Κατά τη διάρκεια της πενταετούς αποστολής του γύρω από τη Γη το SDO θα προσπαθήσει να αποκαλύψει πώς λειτουργεί το μαγνητικό πεδίο του ήλιου, αυτό που διέπει τα σκαμπανεβάσματα του ηλιακού κύκλου αλλά και το πώς επηρεάζει τη Γη η ηλιακή δραστηριότητα.
"Ο ήλιος είναι ένα άστρο με μεταβλητό μαγνητικό πεδίο που η τιμή του αλλάζει σε χρονικές κλίμακες που κυμαίνονται από το ένα κλάσμα του δευτερολέπτου έως και δισεκατομμύρια χρόνια”, λέει ο Madhulika Guhathakurta, επικεφαλής επιστήμονας του προγράμματος Ζώντας με ένα άστρο, που το SDO αποτελεί μέρος του. “Το SDO θα μας δείξει πώς πραγματικά μεταβάλλεται ο ήλιος και θα μας αποκαλύψει την υποκείμενη φυσική της ηλιακής μεταβλητότητας."
Ανιχνεύοντας μαγνητικά πεδία
Το SDO θα μετρήσει και θα παρατηρεί το μαγνητικό πεδίο του ήλιου, που επηρεάζει όλη την ηλιακή δραστηριότητα. Η ροή των θερμών ιονισμένων αερίων στη ζώνη αγωγιμότητας του ήλιου – η περιοχή μέσα στον ήλιο όπου το καυτό αέριο ανεβαίνει και μεταφέρει την ενέργεια προς την επιφάνεια – ενεργεί ως ηλεκτρικό ρεύμα οπότε αυτή η κίνηση δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο του ήλιου.
Το διαστημικό παρατηρητήριο θα εξετάσει τα πεδία στην επιφάνεια του ήλιου και υα χρησιμοποιήσει αυτές τις μετρήσεις για να καταλάβουμε ακριβώς από πού προέρχονται τα πεδία μέσα στον ήλιο και πού βρίσκονται οι ενεργές περιοχές. Δηλαδή οι ηλιακές κηλίδες και οι στεμματικοί βρόχοι, εκεί όπου εκτινάσσονται σωματίδια στο διάστημα με τη μορφή των στεμματικών εκτινάξεων μάζας και των ηλιακών εκλάμψεων (και τα δύο φαινόμενα μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία των δορυφόρων και των ηλεκτρικών δικτύων της Γης).
Ασφαλώς ο επιστημονικός στόχος των παρατηρήσεων είναι να κατανοήσουμε καλύτερα πώς παράγεται το μαγνητικό πεδίο του ήλιου και πώς η ενέργεια του επηρεάζει την ηλιακή ακτινοβολία, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει το υπόλοιπο ηλιακό σύστημα, συμπεριλαμβανομένης και της Γης.
Το SDO θα παρακολουθήσει επίσης τις αλλαγές στη δραστηριότητα του ήλιου, η οποία είναι γνωστή για την άνοδο και την πτώση της σε ένα περίπου 11-ετή κύκλο. Ένας ηλιακός κύκλος είναι στο μέγιστο του όταν οι ηλιακές κηλίδες είναι στο μάξιμουμ εκείνη την χρονιά. Το ελάχιστο του εμφανίζεται όταν βλέπουμε ελάχιστες ή και καθόλου κηλίδες, Και τα δύο αυτά σημάδια μπορούν να αναγνωρίζονται μόνον αφού έχουν περάσει.
Και φυσικά, ο ηλιακός κύκλος δεν ακολουθεί πάντα μια 11-ετή πορεία. Μεταξύ του 1645 και 1715, για παράδειγμα, παρατηρήθηκαν σπάνια ηλιακές κηλίδες – μια περίοδο που ονομάζεται Maunder Minimum – και η Ευρώπη και η Βόρεια Αμερική δοκίμασαν πολύ κρύους χειμώνες – μια περίοδος που είναι γνωστή ως "Μικρή Παγετωνική Εποχή". Ο ήλιος είναι σήμερα σε μια ανάπαυλα, με το επόμενο μέγιστο να αναμένεται το 2013.
Η δυνητική σχέση μεταξύ των χαμηλών επιπέδων της ηλιακής δραστηριότητας και του κλίματος της Γης είναι κάτι που οι επιστήμονες θέλουν να κατανοήσουν ασφαλώς καλύτερα, με την ελπίδα ότι θα μπορούσαν τελικά να μάθουν να προβλέψουν αυτά τα σκαμπανεβάσματα της ηλιακής δραστηριότητας.
Το SDO θα συνεχίσει την εξαιρετικά επιτυχημένη αποστολή SOHO (Solar Heliospheric Observatory – Ηλιακό και Ηλιοσφαιρικό Παρατηρητήριο) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), που εδώ και μιάμιση δεκαετία παρατηρεί τον ήλιο και καταγράφει τα ξεσπάσματα του.
Φυσικά το SDO δεν είναι απλώς και μόνο η συνέχιση του SOHO, αλλά μια τεχνολογικά προηγμένη διάδοχη κατάσταση συνεχούς παρακολούθησης του ήλιου. O όγκος των μετρήσεων του SDO θα είναι χωρίς προηγούμενο: 150 εκατομμύρια bit το δευτερόλεπτο – ισοδυναμούν με περίπου μισό εκατομμύριο ψηφιοποιημένα τραγούδια την ημέρα. H δε ποιότητα των εικόνων του SDO θα είναι υπερδεκαπλάσια της ποιότητας της ψηφιακής τηλεόρασης υψηλής ανάλυσης (HDTV).
Οι παρατηρήσεις του SDO
Οι παρατηρήσεις του SDO θα γίνονται σε πολλά διαφορετικά μήκη κύματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ταυτοχρόνως.
Τα κεντρικά ερωτήματα στα οποία φιλοδοξεί να απαντήσει η αποστολή SDO είναι τα εξής:
• Πώς δημιουργείται και πώς δομείται το μαγνητικό πεδίο του ήλιου;
• Πώς η αποθηκευμένη μαγνητική ενέργεια του ήλιου απελευθερώνεται στην ηλιόσφαιρα και στο γεωδιάστημα μέσω του ηλιακού ανέμου, των ενεργειακών φορτισμένων σωματιδίων και της μεταβλητής ηλιακής ακτινοβολίας;
• Σε ποιους μηχανισμούς οφείλεται ο ενδεκαετής κύκλος της ηλιακής δραστηριότητας;
• Πώς επηρεάζει η μαγνητική επανασύνδεση, που είναι ένα φαινόμενο μαγνητικής αναδιοργάνωσης σε μικρή κλίμακα, τη μεγάλης κλίμακας τοπολογία του μαγνητικού πεδίου και των ρευματικών συστημάτων του ήλιου;
• Σε ποιους μαγνητικούς σχηματισμούς οφείλονται οι στεμματικές εκτινάξεις ηλιακής μάζας και οι ηλιακές εκλάμψεις, που καταλήγουν στη δημιουργία ηλιακών ενεργειακών σωματιδίων;
• Είναι δυνατή η πρόγνωση της ηλιακής δραστηριότητας και μέσω αυτής η πρόγνωση του διαστημικού καιρού;
Εργαλεία για τις παρατηρήσεις
Για να κάνει όλες αυτές οι παρατηρήσεις, το SDO θα χρησιμοποιήσει τρία επιστημονικά όργανα – εργαλεία:
1ον το EVE (EUV Variability Experiment – Πείραμα Μεταβλητότητας της Υπεριώδους Ακτινοβολίας),
2ον το HMI (Hehoseismic and Magnetic Imager – Όργανο Απεικόνισης της Ηλιοσεισμικότητας και του Μαγνητικού Πεδίου του ήλιου) και
3ον το ΑΙΑ (Atmospheric Imaging Assembly – Διάταξη Απεικόνισης της Ατμόσφαιρας του ήλιου).
Καθένα από τα τρία αυτά όργανα εκτελεί αρκετά διαφορετικά είδη μετρήσεων που απαιτούνται για την κατανόηση των δυναμικών μεταβολών του ήλιου.
Το EVE θα μετρά τις διακυμάνσεις στην υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου. H υπεριώδης ακτινοβολία έχει άμεση και ισχυρή επίδραση στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης: τη θερμαίνει και τη «φουσκώνει» και επί πλέον την ιονίζει, δημιουργώντας έτσι την ιονόσφαιρα της Γης.
Το HMI θα χαρτογραφεί το μαγνητικό πεδίο του ήλιου και θα «κοιτάζει» κάτω από την αδιαφανή επιφάνεια του χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται ηλιοσεισμολογία. Οι μετρήσεις του HMI αφορούν σε μεγάλο βαθμό τη φυσική της δημιουργίας του μαγνητικού πεδίου από το ηλιακό δυναμό.
Τέλος, το AIA είναι μια συστοιχία τεσσάρων τηλεσκοπίων, σχεδιασμένων να φωτογραφίζουν την επιφάνεια και την ατμόσφαιρα του ήλιου. Τα φίλτρα του ΑΙΑ , καλύπτουν 10 μπάντες συχνοτήτων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, επιλεγμένες έτσι ώστε να μπορούν να μελετηθούν κεντρικά χαρακτηριστικά της ηλιακής δραστηριότητας.
Πηγή: NASA, Γεωτρόπιο
Leave a Comment