Μυστικά του μεγάλου ξεσπάσματος κορώνας του ήλιου

Πηγή: Discovery News, 1 Ιουνίου 2007

Ένας συνδυασμός της τεχνολογίας και μιας προσεκτικής παρατήρησης μπορεί να έχει λύσει ένα παλαιό μυστήριο 100 ετών για το πώς λειτουργεί ο ήλιος.

Το μυστήριο είναι η κορώνα του ήλιου στην οποία επικρατεί μια θερμοκρασία εκατομμυρίων βαθμών - η κορώνα είναι το εξωτερικό στρώμα του ήλιου που μπορεί να φανεί γύρω από το φεγγάρι κατά τη διάρκεια μιας ολικής ηλιακής έκλειψης.

Η κορώνα (ή το στέμμα) του ήλιου είναι ορατή κατά τη διάρκεια μιας ολικής ηλιακής έκλειψης. Η εικόνα αυτή τραβήχτηκε στις 11 Αυγούστου 1999. Ο δε σκοτεινός ουρανός κατά τη διάρκεια της έκλειψης περιέχει και κάποιο μπλε φως, που διασκορπίζεται από το φωτεινό στέμμα και από τον ηλιοφώτιστο ορίζοντα.

Οι επιστήμονες ξέρουν για δεκαετίες τώρα ότι η κορώνα είναι πολλές φορές καυτότερη από την χρωμόσφαιρα, το στρώμα του ήλιου κάτω από αυτήν. 

Στους επιστήμονες αυτό δεν έκανε και πολύ αίσθηση, επειδή είναι στο βάθος εκείνο του ήλιου όπου πραγματοποιούνται όλες οι καυτές πυρηνικές αντιδράσεις.

"Το γεγονός αυτό ήταν ένα μυστήριο επειδή ανακαλύφθηκε κατά τον τελευταίο αιώνα", λέει ο Δρ Bart De Pontieu, ερευνητής στη Lockheed Martin Solar & το Εργαστήριο Αστροφυσικής στην Καλιφόρνια. "Ήταν πολύ δύσκολο να επιλυθεί."

Η μυστική πηγή της ακραίας θερμότητας της κορώνας θεωρείται ότι οφείλεται είτε στις βίαιες μαγνητικές παραμορφώσεις του πλάσματος σε όλο τον ήλιο, είτε σε ισχυρά ηχητικά κύματα (συχνότητας κάτω του ακουστικού ήχου) που πάλλονται στο εσωτερικό του ήλιου.

Αλλά τελικά δεν οφείλεται ξεκάθαρα στη μία ή την άλλη κατάσταση λένε οι ερευνητές.

"Είναι ένας συνδυασμός του μαγνητικού πεδίου του ήλιου και των ηχητικών κυμάτων", λέει ο de Pontieu.

Ο ίδιος και ο Δρ Scott McIntosh του Ιδρύματος Νοτιοδυτικής Έρευνας ανήγγειλαν την ανακάλυψή τους κατά τη διάρκεια της συνεδρίασης της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στη Χονολουλού.

Ο ήχος δημιουργεί τη θερμότητα

Οι δύο μεγαλύτερες εκπλήξεις είναι ότι τα ηχητικά κύματα φθάνουν πέρα από το εσωτερικό του ήλιου, και ότι έχουν τη δύναμη να θερμάνουν τα πάνω στρώματα του.

Τα ηχητικά αυτά κύματα έχουν μια αξιοπρόσεκτη ισχύ των 200 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο και μοιάζουν με τα σεισμικά κύματα. Η σεισμική ενέργεια δραπετεύει στην κορώνα όταν το μαγνητικό πεδίο του ήλιου έχει αρκετή κλίση ώστε να διαρρεύσουν προς τα έξω.

Αυτή δε η διαρροή των ηχητικών κυμάτων παρατηρήθηκε με τα μαγνητο-οπτικά φίλτρα με ένα ειδικό όργανο (MOTH) που βρίσκεται στην Ανταρκτική.

Υπάρχουν πολλές διαρροές των ηχητικών κυμάτων οι οποίες δημιουργούνται από μια σταθερή άπωση του μαγνητικού πεδίου του ήλιου, εξηγεί ο McIntosh.

"Κι αυτό μας βοηθάει να φτάσουμε στο εσωτερικό του ήλιου", συνεχίζει.

Τα ηχητικά κύματα είχαν θεωρηθεί ότι δεν μπορούσαν να φθάσουν στην επιφάνεια του ήλιου για να προσθέσουν ενέργεια, και επομένως και θερμότητα στην κορώνα.

Αλλά με το συνδυασμό των παρατηρήσεων που έγιναν με τα διαστημικά σκάφη SOHO και TRACE μαζί με τα ηλιακά όργανα παρατήρησης στην Ανταρκτική και τις Κανάριες νήσους, η επιστημονική ομάδα ήταν σε θέση να δώσει αρκετά επιχειρήματα για να υποστηρίξει την άποψη της, ότι τα ηχητικά κύματα παράγουν θερμότητα.  

Οι ίδιοι, επίσης, δημιούργησαν προσομοιώσεις για να επιβεβαιώσουν ότι είχε νόημα η φυσική της άποψης τους.

Όμως, η επίλυση αυτού του επίμονου ηλιακού μυστηρίου θα έχει εφαρμογές και πέρα από τον ήλιο, λέει ο ηλιακός ερευνητής Δρ Andrea DuPree του Κέντρου για την Αστροφυσική στο Χάρβαρντ.

"Τα μαθήματα που πήραμε για τον ήλιο θα τα χρησιμοποιήσουμε και σε άλλα αστέρια", λέει ο Dupree.

Το στέμμα του ήλιου είναι ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στην ηλιακή φυσική. Πρόκειται για τηνπεριοχή μετά τη χρωμόσφαιρα, που γίνεται ορατή μόνο στις ολικές εκλείψεις του ήλιου. Η λαμπρότητά της συγκρίνεται με αυτή της πανσελήνου. Είναι η περιοχή όπου συμβαίνουν εκρήξεις με αποτέλεσμα την απελευθέρωση τεράστιων ποσών ύλης στο διαπλανητικό χώρο με ταχύτητες, που φτάνουν μέχρι και 2.000km/sec. Αυτά τα τεράστια ποσά ενέργειας που κατευθύνονται προς τη Γη, δημιουργούν τις ηλιακές καταιγίδες οι οποίες είναι δυνατό να βλάψουν συστήματα υψηλής τεχνολογίας. 

Η θερμοκρασία στην επιφάνεια του ήλιου, την φωτόσφαιρα, είναι μόλις 6.000^ο Κελσίου, ενώ όσο απομακρυνόμαστε από τη φωτόσφαιρα η θερμοκρασία αυξάνεται αντί να μειώνεται. Στη ζώνη των 3.000 km μεταξύ της φωτόσφαιρας και του στέμματος, η θερμοκρασία ανεβαίνει από τους 6.000^ο σε πάνω από 1.000.000 βαθμούς Κελσίου.