Το
διάγραμμα δεξιά δείχνει πως σχηματίζονται οι στρόβιλοι (δίνες), στην σκοτεινή
πλευρά της Γης, που έχουν μήκος 70.000 χιλιόμετρα – αρκετό για να
περιτυλίξουν όλη τη Γη - ενώ δημιουργούν ρεύματα που υπερβαίνουν τα
100.000 Αμπέρ
Επίγειες μετρήσεις έδειξαν ότι στρόβιλοι στο διάστημα διοχετεύουν τα
ηλεκτρικά ρεύματα στην ιονόσφαιρα, προκειμένου να ξεκινήσουν φωτεινά και
πολύχρωμα σέλη στη Γη. Τα χρώματα στο σέλας ανταποκρίνονται στη σύνθεση
της ατμόσφαιρας, έτσι το πράσινο και το κόκκινο αντιστοιχεί στο οξυγόνο
και το βιολετί στο άζωτο
|
|
|
Τεράστιοι στρόβιλοι στο διάστημα δημιουργούν τα σέλη στη ΓηΠηγή: New Scientist, 23 Απριλίου 2009 |
|
Από τη σκοτεινή πλευρά της Γης το διάστημα είναι γεμάτο με γιγάντιους στροβίλους πλάσματος που τροφοδοτούν τα λαμπρά σέλη, αποκαλύπτουν νέες παρατηρήσεις όπως καταγράφηκαν από τα πέντε διαστημόπλοια της αποστολής THEMIS της NASA. Τα διαστημόπλοια της αποστολής THEMIS υπολόγισαν με ποιό τρόπο ο ηλιακός άνεμος, η ροή των φορτισμένων σωματιδίων από τον ήλιο, αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο της Γης.
Από την σκοτεινή πλευρά της Γης, ο ηλιακός άνεμος απλώνει μακριά από τη Γη το μαγνητικό πεδίο της, μια περιοχή γνωστή ως μαγνητοουρά. Η μαγνητοουρά είναι σαν μια ελαστική ζώνη. Όταν είναι πολύ τεντωμένη, τελικά 'απασφαλίζει' και απελευθερώνει όλη την ενέργεια που κρύβει", λέει ο Andreas Keiling μέλος της επιστημονικής ομάδας από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Μπέρκλευ. Η ξαφνική απελευθέρωση της ενέργειας δημιουργεί ένα ζεύγος σπειροειδών στροβίλων, που η αποστολή THEMIS εντόπισε με τη μέτρηση της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του ηλιακού ανέμου στη μαγνητοουρά. Κάθε ένας στρόβιλος έχει μήκος 70.000 χιλιόμετρα, ένα μήκος αρκετό ώστε να περιβάλλει τη Γη. Κάθε στρόβιλος (δίνη) στο ζεύγος αναγκάζει τα σωματίδια να κινούνται σπειροειδώς κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου της Γης, μέχρι αυτά να χτυπήσουν μόρια της ιονόσφαιρας 400 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της Γης. Η ενέργεια που απελευθερώνεται από τις συγκρούσεις δημιουργεί δημιουργεί τα σέλη, όπως το αέριο μέσα σε μια λάμπα νέον.
Τα φορτισμένα σωματίδια επιστρέφουν μέσω της άλλης δίνης, κλείνοντας έτσι το ηλεκτρικό κύκλωμα. Στο κανάλι αυτό των στροβίλων κυκλοφορεί ρεύμα περίπου 100.000 αμπέρ από και προς την ιονόσφαιρα της Γης κάθε τρεις ώρες περίπου. Πράγματι, μαγνητόμετρα σε όλη τη Βόρεια Αμερική επιβεβαίωσαν ότι τα σέλη συνέβησαν περίπου ένα λεπτό αφότου το THEMIS καταχώρησε το σχηματισμό των δινών στη μαγνητοουρά. Επίσης, τα σέλη μετακινούνται προς τους πόλους ανά ζεύγη, αντανακλώντας έτσι το ζευγάρι των δινών στο διάστημα. Αν και αυτή η ανακάλυψη θα βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν περισσότερα για το τι καθοδηγεί τον διαστημικό καιρό, δεν θα μας βοηθήσει να αποφύγουμε τα καταστροφικά σενάρια που μπορεί να προκαλέσει ένας κακός διαστημικός καιρός.
"Χρειάζεται
περίπου ένα λεπτό από τη στιγμή που σχηματίζεται ο στρόβιλος μέχρι να
φθάσει κάτω στην στην ιονόσφαιρα," λέει ο Keiling.
"Κάθε προειδοποίηση πρέπει να έρθει πριν από αυτό το γεγονός."
Τα σέλη και οι γεωμαγνητικές καταιγίδες To σέλας οφείλεται στον ηλιακό άνεμο, δηλαδή, τη ροή των ιόντων που πηγάζουν από τον ήλιο και βομβαρδίζουν συνεχώς τη Γη. Τα ιόντα παγιδεύονται στο μαγνητικό πεδίο της Γης, που λειτουργεί σαν ασπίδα για τον πλανήτη και στη συνέχεια εκτρέπονται προς τους πόλους. Στην ιονόσφαιρα, στο στρώμα εκείνο που βρίσκεται σε ύψος από 70 έως 2.000 χιλιόμετρων και μας προστατεύει από την ηλιακή ακτινοβολία, τα ιόντα συγκρούονται με άτομα της ατμόσφαιρας. Τα άτομα αυτά απορροφούν έτσι ενέργεια και την εκπέμπουν εκ νέου ως φωτόνια, τα οποία είναι ορατά ως πράσινες ή κοκκινωπές λάμψεις. Αν και ο μηχανισμός του σέλαος είναι γνωστός, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν την ακριβή διαδοχή των φαινομένων που οδηγούν στις ιονοσφαιρικές καταιγίδες, ξαφνικές καταιγίδες ηλεκτρονίων που αυξάνουν απότομα τη λαμπρότητα του σέλαος. Είναι ακόμα άγνωστο πώς ένα αρχικά ακίνητο, ήρεμο σέλας αρχίζει να χορεύει στον ουρανό με μεγάλη ταχύτητα. Οι χρονικές μεταβολές του μαγνητικού πεδίου, που ονομάζονται μαγνητικές καταιγίδες και υποκαταιγίδες, συμβαίνουν ως αποτέλεσμα αποθήκευσης ενέργειας από τον ηλιακό άνεμο στη μαγνητόσφαιρα, και ιδιαιτέρως στη μαγνητοουρά, και της εν συνεχεία έκλυσης της στη μαγνητόσφαιρα. Ο Χάλεϊ,το 1716, πρότεινε για πρώτη φορά την πιθανή σχέση μεταξύ μαγνητικών καταιγίδων και πολικού σέλαος. Όταν η διεύθυνση του διαπλανητικού μαγνητικού πεδίου του ηλιακού ανέμου αλλάξει κατεύθυνση από Βορρά προς Νότο, είναι δυνατό να προκαλέσει διαταραχές στο μαγνητικό πεδίο της Γης και να αρχίσει μια γεωμαγνητική καταιγίδα. Το διαπλανητικό πλάσμα του ηλιακού ανέμου φέρει μέσα του παγωμένο μαγνητικό πεδίο, το οποίο όταν βλέπει από Βορρά προς Νότο έχει την κατάλληλη φορά και ενώνεται με τις δυναμικές γραμμές του μαγνητικού πεδίου της Γης (φαινόμενο επανασύνδεσης μαγνητικών γραμμών). Η μετακίνηση των δυναμικών γραμμών του διαπλανητικού μαγνητικού πεδίου που παρασύρεται από τον ηλιακό άνεμο, σε συνδυασμό με τα ηλεκτρικά ρεύματα της μαγνητόσφαιρας, προσφέρει μεγάλη ισχύ σε αυτή. Οι γεωμαγνητικές καταιγίδες ή μαγνητικές καταιγίδες της Γης είναι σημαντικές σε όλη τη Γη. Μέτριας έκτασης μαγνητικές καταιγίδες συμβαίνουν σχεδόν κάθε βδομάδα ή δεκαπενθήμερο ως αποτέλεσμα της εναλλαγής των διαπλανητικών συνθηκών του ηλιακού ανέμου, επακόλουθο της περιστροφής του Ήλιου μέσα σε 27 ημέρες. Το μαγνητικό πεδίο του ηλιακού ανέμου αλληλεπιδρά με το γεωμαγνητικό πεδίο, και ύλη και ενέργεια μεταφέρονται από το διαπλανητικό χώρο στη μαγνητόσφαιρα. |
|
|