Κατά την διάρκεια της περσινής πολύ κοντινής διέλευσης από τον Ήλιο, το Parker Solar Probe της NASA κατέγραψε εκπληκτικές νέες εικόνες από την ατμόσφαιρα του Ήλιου. Οι πρόσφατα δημοσιευμένες εικόνες, οι κοντινότερες του Ήλιου έως τώρα, θα βοηθήσουν στην μελέτη της επιρροής του Ήλιου σε όλο το Ηλιακό Σύστημα, συμπεριλαμβανομένων γεγονότων που μπορούν να επηρεάσουν τη Γη.
«Το Parker Solar Probe μας μετέφερε για άλλη μια φορά στη δυναμική ατμόσφαιρα του πλησιέστερου άστρου μας», δήλωσε η Nicky Fox, αναπληρώτρια διευθύντρια της Διεύθυνσης Επιστημονικών Αποστολών της NASA. «Γινόμαστε μάρτυρες της πηγής των απειλών του διαστημικού καιρού στη Γη, με τα μάτια μας, όχι μόνο με μοντέλα. Αυτά τα νέα δεδομένα θα μας βοηθήσουν να βελτιώσουμε σημαντικά τις προβλέψεις μας για τον διαστημικό καιρό, ώστε να διασφαλίσουμε την ασφάλεια των αστροναυτών μας και την προστασία της τεχνολογίας μας εδώ στη Γη, αλλά και σε όλο το Ηλιακό Σύστημα».
Το Parker Solar Probe ξεκίνησε την πλησιέστερη προσέγγισή του στον Ήλιο στις 24 Δεκεμβρίου 2024, φτάνοντας μόλις 6 εκατομμύρια χιλιόμετρα από την ηλιακή επιφάνεια. Καθώς διέσχιζε το στέμμα, την εξωτερική ατμόσφαιρα του Ήλιου, τις ημέρες γύρω από το περιήλιο, συνέλεξε δεδομένα με μια σειρά από επιστημονικά όργανα, συμπεριλαμβανομένου του Wide-Field Imager for Solar Probe, ή WISPR.
Οι νέες εικόνες του WISPR αποκαλύπτουν το στέμμα και τον ηλιακό άνεμο, μια συνεχή ροή ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων από τον Ήλιο που μαίνεται σε όλο το Ηλιακό Σύστημα. Ο ηλιακός άνεμος εκτείνεται σε όλο το Ηλιακό Σύστημα με ευρείες επιπτώσεις. Μαζί με εκρήξεις υλικών και μαγνητικών ρευμάτων από τον Ήλιο, βοηθά στη δημιουργία σέλαος, στην απογύμνωση της πλανητικής ατμόσφαιρας και στην πρόκληση ηλεκτρικών ρευμάτων που μπορούν να υπερφορτώσουν τα ηλεκτρικά δίκτυα και να επηρεάσουν τις επικοινωνίες στη Γη. Η κατανόηση της επίδρασης του ηλιακού ανέμου ξεκινά με την κατανόηση της προέλευσής του στον Ήλιο.
Οι εικόνες του WISPR μας αποκαλύπτουν τι συμβαίνει στον ηλιακό άνεμο λίγο μετά την απελευθέρωσή του από το στέμμα. Μας δείχνουν το σημαντικό όριο όπου η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου αλλάζει από βορρά προς νότο, όριο που ονομάζεται ηλιοσφαιρικό φύλλο ρευμάτων. Καταγράφει επίσης τη σύγκρουση πολλαπλών στεμματικών εκτινάξεων μάζας (CME), μεγάλες εκρήξεις φορτισμένων σωματιδίων που αποτελούν βασικό παράγοντα του διαστημικού καιρού, για πρώτη φορά σε υψηλή ανάλυση.
«Σε αυτές τις εικόνες, βλέπουμε τις εκτινάξεις ουσιαστικά να στοιβάζονται η μία πάνω στην άλλη», δήλωσε ο Άγγελος Βουρλίδας, επιστήμονας οργάνων WISPR στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής Johns Hopkins, το οποίο σχεδίασε, κατασκεύασε και λειτουργεί το διαστημόπλοιο. «Οι εικόνες θα μας βοηθήσουν να καταλάβουμε πώς συγχωνεύονται οι εκτινάξεις, κάτι που μπορεί να είναι σημαντικό για τον διαστημικό καιρό». (Ο Δρ. Βουρλίδας ήταν καλεσμένος του Ομίλου Φίλων Αστρονομίας σε μια διάλεξη με θέμα τον ηλιακό άνεμο)
Όταν οι εκτινάξεις συγκρούονται, η τροχιά τους μπορεί να αλλάξει, καθιστώντας πιο δύσκολο να προβλεφθεί πού θα καταλήξουν. Η συγχώνευσή τους μπορεί επίσης να επιταχύνει φορτισμένα σωματίδια και να αναμίξει μαγνητικά πεδία, γεγονός που καθιστά τις επιπτώσεις τους δυνητικά πιο επικίνδυνες για τους αστροναύτες και τους δορυφόρους στο διάστημα και την τεχνολογία στο έδαφος. Οι εικόνες υψηλής ανάλυσης του Parker Solar Probe βοηθούν τους επιστήμονες να προετοιμαστούν καλύτερα για τέτοιες επιπτώσεις του διαστημικού καιρού στη Γη και πέρα από αυτήν.
Εστιάζοντας στην Προέλευση του Ηλιακού Ανέμου
Ο ηλιακός άνεμος διατυπώθηκε για πρώτη φορά από τον διακεκριμένο φυσικό Eugene Parker το 1958. Οι θεωρίες του για τον ηλιακό άνεμο, οι οποίες δέχτηκαν κριτική εκείνη την εποχή, έφεραν επανάσταση στον τρόπο που βλέπουμε το Ηλιακό μας Σύστημα. Πριν από την εκτόξευση του Parker Solar Probe το 2018, η NASA και οι διεθνείς συνεργάτες της ηγήθηκαν αποστολών όπως οι Mariner 2, Helios, Ulysses, Wind και ACE που βοήθησαν τους επιστήμονες να κατανοήσουν την προέλευση του ηλιακού ανέμου, αλλά από απόσταση.
Το Parker Solar Probe, που ονομάστηκε προς τιμήν του εκλιπόντος επιστήμονα, συμπληρώνει τα κενά των γνώσεων μας πολύ πιο κοντά στον Ήλιο.
Στη Γη, ο ηλιακός άνεμος είναι ως επί το πλείστον ένα σταθερό αεράκι, αλλά το Parker Solar Probe διαπίστωσε ότι δεν έτσι είναι στον Ήλιο. Όταν το διαστημόπλοιο έφτασε σε απόσταση 22,5 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από τον Ήλιο, συνάντησε εναλλασσόμενα μαγνητικά πεδία, ένα φαινόμενο γνωστό ως εναλλασσόμενες κινήσεις. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα του Parker Solar Probe, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αυτές οι εναλλασσόμενες κινήσεις, οι οποίες εμφανίζονταν σε συστάδες, ήταν πιο συχνές από το αναμενόμενο.
Όταν το Parker Solar Probe πέρασε για πρώτη φορά στο στέμμα, περίπου 13 εκατομμύρια χιλιόμετρα από την επιφάνεια του Ήλιου, το 2021, παρατήρησε ότι τα όρια του στέμματος ήταν ανομοιόμορφα και πιο περίπλοκα από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως.
Καθώς πλησίαζε ακόμη περισσότερο, το Parker Solar Probe βοήθησε τους επιστήμονες να εντοπίσουν την προέλευση των αλλαγών σε σημεία στην ορατή επιφάνεια του Ήλιου όπου σχηματίζονται μαγνητικές χοάνες. Το 2024, οι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι ο γρήγορος ηλιακός άνεμος – μία από τις δύο κύριες κατηγορίες του ηλιακού ανέμου – τροφοδοτείται εν μέρει από αυτές τις αλλαγές.
Ωστόσο, χρειάζεται μια πιο προσεκτική ματιά για να κατανοήσουμε τον αργό ηλιακό άνεμο, ο οποίος ταξιδεύει με μόλις 350 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο, τη μισή ταχύτητα του γρήγορου ηλιακού ανέμου.
«Το μεγάλο άγνωστο ήταν: πώς παράγεται ο ηλιακός άνεμος και πώς καταφέρνει να ξεφύγει από την τεράστια βαρυτική έλξη του Ήλιου;» δήλωσε ο Nour Rawafi, επιστήμονας του Parker Solar Probe στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής Johns Hopkins. «Η κατανόηση αυτής της συνεχούς ροής σωματιδίων, ιδιαίτερα του αργού ηλιακού ανέμου, αποτελεί μια σημαντική πρόκληση, ειδικά δεδομένης της ποικιλομορφίας των ιδιοτήτων αυτών των ρευμάτων – αλλά με το Parker Solar Probe, είμαστε πιο κοντά από ποτέ στην αποκάλυψη της προέλευσής τους και του τρόπου με τον οποίο εξελίσσονται».
Κατανόηση του αργού ηλιακού ανέμου
Ο αργός ηλιακός άνεμος, ο οποίος είναι διπλάσιας πυκνότητας και πιο μεταβλητός από τον γρήγορο ηλιακό άνεμο, είναι σημαντικό να μελετηθεί επειδή η αλληλεπίδρασή του με τον γρήγορο ηλιακό άνεμο μπορεί να δημιουργήσει μέτριας ισχύος ηλιακές καταιγίδες στη Γη, οι οποίες μερικές φορές συγκρίνονται με εκείνες που προκαλούνται από εκτινάξεις στεμματικού υλικού.
Πριν από το Parker Solar Probe, οι παρατηρήσεις από απόσταση υποδείκνυαν ότι στην πραγματικότητα υπάρχουν δύο ποικιλίες αργού ηλιακού ανέμου, που διακρίνονταν από τον προσανατολισμό ή τη μεταβλητότητα των μαγνητικών τους πεδίων. Ένας τύπος αργού ηλιακού ανέμου, που ονομάζεται Αλφβενικός (Alfvénic, από τον Σουηδό φυσικό Hannes Alfvén), έχει μικρής κλίμακας μεταπτώσεις. Ο δεύτερος τύπος, που ονομάζεται μη-Αλφβενικός, δεν εμφανίζει αυτές τις διακυμάνσεις στο μαγνητικό του πεδίο. (Θεωρίες που παρουσιάστηκαν στον Όμιλο Φίλων Αστρονομίας κατά την διάρκεια του σεμιναρίου της Λίλυ Στρους)
Καθώς πλησίαζε σπειροειδώς τον Ήλιο, το Parker Solar Probe επιβεβαίωσε ότι πράγματι υπάρχουν δύο τύποι. Οι κοντινές του εικόνες βοηθούν επίσης τους επιστήμονες να διαφοροποιήσουν την προέλευση των δύο τύπων, οι οποίοι, πιστεύουν οι επιστήμονες, ότι είναι μοναδικοί. Ο μη-Αλφβενικός άνεμος μπορεί να προέρχεται από μεγάλους στεμματικούς βρόχους (helmet streamers) που συνδέουν ενεργές περιοχές, όπου ορισμένα σωματίδια αποκτούν αρκετή ενέργεια ώστε να διαφύγουν, ενώ ο Αλφβενικός άνεμος μπορεί να προέρχεται από στεμματικές οπές ή σκοτεινές, ψυχρές περιοχές στο στέμμα.
Το Parker Solar Probe θα συνεχίσει να συλλέγει πρόσθετα δεδομένα κατά τη διάρκεια των επερχόμενων κοντινών διελεύσεων του από το στέμμα, έτσι ώστε να βοηθήσει τους επιστήμονες να επιβεβαιώσουν την προέλευση του αργού ηλιακού ανέμου, με την επόμενη διέλευση να πραγματοποιείται στις 15 Σεπτεμβρίου 2025.«Δεν έχουμε ακόμη οριστικά συμπεράσματα, αλλά έχουμε πολλά νέα ενδιαφέροντα δεδομένα», δήλωσε ο Adam Szabo, επιστήμονας της αποστολής Parker Solar Probe στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Γκρίνμπελτ του Μέριλαντ.
Πηγή: NASA