Ο ηλιακός άνεμος προκαλείται από τα μαγνητικά κύματα

Πηγή: Xinhua, 7 Δεκεμβρίου 2007

Ο ιαπωνικός δορυφόρος Hinode αποκάλυψε ότι ο ηλιακός άνεμος εξαπολύεται από τα ισχυρά μαγνητικά κύματα μέσα στο φορτισμένο αέριο που περιβάλλει τον ήλιο και αποτελείται κυρίως από ιονισμένο υδρογόνο.

Οι μηχανισμοί που προκαλούν τον ηλιακό άνεμο είχαν μπλέξει τους επιστήμονες για δεκαετίες, αλλά αποκαλύφθηκαν μετά από παρατηρήσεις του δορυφόρου Hinode (Ανατολή στα ιαπωνικά).

Η εικόνα από την άκρη της ορατής επιφάνειας του ήλιου λήφθηκε με το Ηλιακό Οπτικό Τηλεσκόπιο στο δορυφόρο Hinode. Έχει δε εφαρμοστεί ένα ειδικό φίλτρο στην εικόνα για να παρουσιάσει πιο φωτεινή τη φωτόσφαιρα και πιο εξασθενημένες τις δομές στο στέμμα του ήλιου.

"Είναι πρωτοφανής η εικόνα της δυναμικής του ήλιου που μας έδωσε ο δορυφόρος Hinode," λέει ο Jonathan Cirtain, ένας ηλιακός φυσικός της NASA που βοήθησε στην έρευνα.

Ο ηλιακός άνεμος είναι ένα ρεύμα φορτισμένου αερίου -- συνήθως υδρογόνο -- που εκτοξεύεται από τον ήλιο προς όλες τις κατευθύνσεις με μια ταχύτητα περίπου 1,6 εκατομμύρια χιλιόμετρα την ώρα. Η θεωρία για την ύπαρξη του ηλιακού ανέμου ξεκίνησε πριν μισό αιώνα και η παρουσία του επιβεβαιώθηκε στη δεκαετία του '70.

Ο Hinode έδειξε ότι δύο μηχανισμοί εμφανίζονται να τροφοδοτούν τον ηλιακό άνεμο.

Οι οδηγοί του ηλιακού ανέμου είναι τα κύματα Alfvén -- ισχυρά μαγνητικά κύματα -- που κινούνται μέσα στο πλάσμα της ατμόσφαιρας του ήλιου, ή το στέμμα, που μεταφέρει ενέργεια από την επιφάνεια του άστρου, στον ηλιακό άνεμο, εξηγούν οι ερευνητές.

Τρισδιάστατα κύματα Alfvén

Μέχρι τώρα, τα κύματα Alfvén ήταν αδύνατα να παρατηρηθούν λόγω της περιορισμένης ανάλυσης των διαθέσιμων οργάνων.

Ξέρουμε ότι το μαγνητικό πεδίο του ήλιου υποβάλλεται σε γρήγορες αλλαγές, και οι μεταμορφώσεις του παράγουν αυτά τα κύματα Alfvén κατά μήκος της διεύθυνσης του, που επιταχύνουν το φορτισμένο αέριο και το εκτοξεύουν στο διάστημα. Αυτός είναι ο πρώτος μηχανισμός της τροφοδότησης του ηλιακού ανέμου.

Ένας άλλος μηχανισμός που τροφοδοτεί τον ηλιακό άνεμο περιλαμβάνει την χρωμόσφαιρα του ήλιου, την περιοχή που βρίσκεται μεταξύ της επιφάνειας του ήλιου και την κορώνα ή το στέμμα του. Οι εικόνες που τραβήχτηκαν από το ειδικό οπτικό τηλεσκόπιο του Hinode διαπίστωσαν ότι η χρωμόσφαιρα είναι γεμάτη με κύματα Alfven, τα οποία όταν διαφεύγουν στην κορώνα είναι αρκετά ισχυρά για να προκαλέσουν τον ηλιακό άνεμο.

Φτάνοντας όμως στη γη, μπορεί να αναστατώσουν τους δορυφόρους, τα δίκτυα ηλεκτρισμού και τις επικοινωνίες, υπό ορισμένες συνθήκες. Βέβαια το γήινο μαγνητικό πεδίο προστατεύει από τον ηλιακό άνεμο, δημιουργώντας μια φυσαλίδα γύρω από την οποία ρέει ο άνεμος.

Τα κύματα έχουν πάρει το όνομα τους από το σουηδό φυσικό Hannes Alfvén, ο οποίος πρόβλεψε την ύπαρξη τους από το 1942 και κέρδισε το Νόμπελ στη φυσική το 1970. Ο Hannes Alfvén πέθανε το 1995.

Τα κύματα Alfvén, που είναι μία μορφή μαγνητοϋδροδυναμικών κυμάτων, σε ένα πλάσμα είναι μια κινούμενη ταλάντωση των ιόντων και του μαγνητικού πεδίου. Η πυκνότητα της μάζας των ιόντων προσφέρει την αδράνεια και η τάση της γραμμής του μαγνητικού πεδίου προσφέρει την δύναμη επαναφοράς. Το κύμα Alfvén διαδίδεται στην κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.

Η δομή του ήλιου