Επιστήμονες ανακάλυψαν μια απροσδόκητη συμπεριφορά στο εσωτερικό μιας ισχυρής ηλιακής έκρηξης, η οποία αμφισβητεί τα υπάρχοντα μοντέλα και θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές προβλέπουν τον διαστημικό καιρό.
Η ηλιακή έκρηξη
Μια τεράστια έκρηξη στον Ήλιο εκτόξευσε ένα νέφος μαγνητισμένου πλάσματος με κατεύθυνση προς τη Γη, όπου το νέφος υπέστη μια ασυνήθιστη μεταβολή. Σε μια απόσταση μόλις 13 εκατομμυρίων μιλίων, το νέφος διαστάλθηκε κατά 21%, ενώ το πλάσμα στο εσωτερικό του έγινε τρεις φορές θερμότερο — γεγονός που έρχεται σε αντίθεση με τις προσδοκίες για τον τρόπο εξέλιξης τέτοιων ηλιακών δομών.
Ερευνητές, υπό την καθοδήγηση επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο της Αϊόβα, κατέγραψαν αυτή την ταχεία ανάπτυξη χρησιμοποιώντας δεδομένα από δύο διαστημικά σκάφη που βρίσκονταν κατά μήκος της πορείας του νέφους. Τα ευρήματά τους αμφισβητούν τα τρέχοντα μοντέλα για τις ηλιακές καταιγίδες και θα μπορούσαν να βελτιώσουν τις προβλέψεις για φαινόμενα διαστημικού καιρού, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να προκαλέσουν διαταραχές σε δορυφόρους, συστήματα πλοήγησης και ηλεκτρικά δίκτυα.
Μια σπάνια ευθυγράμμιση αποκαλύπτει τις μεταβολές ενός ηλιακού νέφους
Το νέφος προήλθε από μια εκτίναξη στεμματικού υλικού (coronal mass ejection) που σημειώθηκε στις 4 και 5 Νοεμβρίου 2021. Αυτές οι ισχυρές ηλιακές εκρήξεις απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες θερμού, ηλεκτρικά φορτισμένου αερίου, το οποίο διαπερνάται από μαγνητικά πεδία. Ορισμένες από αυτές τις εκρήξεις σχηματίζουν «μαγνητικά νέφη» που περιέχουν δέσμες στριμμένων δυναμικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου, οι οποίες ταξιδεύουν στον διαπλανητικό χώρο.
Καθώς το νέφος —το οποίο είχε σχήμα ημισελήνου— πλησίαζε τη Γη, το διαστημικό σκάφος Solar Orbiter κατέγραψε τη δομή του σε απόσταση περίπου 78 εκατομμυρίων μιλίων από τον Ήλιο. Αργότερα, το διαστημικό σκάφος Wind μέτρησε το ίδιο νέφος σε απόσταση περίπου 91 εκατομμυρίων μιλίων από τον Ήλιο. Τα δύο σκάφη βρέθηκαν σχεδόν στην ίδια ευθεία, επιτρέποντας στους επιστήμονες να συγκρίνουν τα χαρακτηριστικά του νέφους σε δύο σχετικά κοντινά σημεία της διαδρομής του. Η έκρηξη προκάλεσε επίσης μια ισχυρή γεωμαγνητική καταιγίδα στη Γη.
«Καταρχάς, είναι σπάνιο να ευθυγραμμίζονται αυτά τα δύο διαστημικά σκάφη στον άξονα Ήλιου-Γης», αναφέρει ο Shirsh Soni, μεταδιδακτορικός ερευνητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβα. «Επιπλέον, το να βρίσκονται σε τέτοια ευθυγράμμιση ακριβώς τη στιγμή μιας διαπλανητικής εκτίναξης στεμματικού υλικού, είναι ακόμη πιο σπάνιο».
Ο ηλιακός άνεμος προκαλεί απροσδόκητα ταχεία διαστολή
Οι μετρήσεις έδειξαν ότι το μαγνητικό νέφος διαστάλθηκε με ταχύτητα περίπου 192 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο —ταχύτητα σημαντικά μεγαλύτερη από το τυπικό εύρος των 50 έως 100 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο. Οι ερευνητές χαρακτήρισαν αυτή την ασυνήθιστα γρήγορη ανάπτυξη ως «υπερ-διαστολή» (super expansion).
Η διαδικασία ξεκίνησε όταν το νέφος συνάντησε τον περιβάλλοντα ηλιακό άνεμο —ένα συνεχή ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που εκρέουν από τον Ήλιο με ταχύτητες που μπορούν να φτάσουν περίπου το 1,6 εκατομμύριο χιλιόμετρα την ώρα (1 εκατομμύριο μίλια την ώρα). Η αλληλεπίδραση αρχικά συμπίεσε το νέφος, αλλά στη συνέχεια το εσωτερικό πλάσμα θερμάνθηκε, φτάνοντας σε θερμοκρασία τριπλάσια από την αρχική, γεγονός που πυροδότησε τη δραματική διαστολή.
«Σε μια τυπική διαπλανητική εκτίναξη στεμματικού υλικού (coronal mass ejection), όταν αυτή συναντά τον ηλιακό άνεμο, μπορεί είτε να επιβραδυνθεί είτε να επιταχυνθεί», εξηγεί ο Soni. «Στη συγκεκριμένη περίπτωση, διαστάλθηκε σημαντικά».
Τα ευρήματα αμφισβητούν τα υπάρχοντα μοντέλα ηλιακών καταιγίδων
Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε επίσης ότι η πίεση του μαγνητικού πεδίου του νέφους παρέμεινε αμετάβλητη, παρά τη σημαντική αύξηση του μεγέθους του. Η συμπεριφορά αυτή διέφερε από τις προβλέψεις των υπαρχόντων μοντέλων, υποδεικνύοντας ότι τα μαγνητικά νέφη ενδέχεται να υφίστανται πιο σύνθετες μεταβολές κατά τη διάρκεια του ταξιδιού τους στο ηλιακό σύστημα απ’ ό,τι είχε αναγνωριστεί προηγουμένως.
Καθώς τα δύο διαστημικά σκάφη παρατήρησαν το ίδιο νέφος κατά μήκος της πορείας του, οι ερευνητές μπόρεσαν να καταγράψουν άμεσα μεταβολές που θα ήταν δύσκολο να εντοπιστούν με τη χρήση ενός μόνο σημείου παρατήρησης. Τέτοιου είδους μετρήσεις είναι εξαιρετικά πολύτιμες για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο εξελίσσονται οι εκτινάξεις στεμματικού υλικού προτού φτάσουν στη Γη, όπου τα μαγνητικά τους πεδία μπορούν να αλληλεπιδράσουν με τη μαγνητόσφαιρα του πλανήτη μας, προκαλώντας γεωμαγνητικές διαταραχές.
«Υποθέταμε ότι τα μαγνητικά νέφη που προέρχονται από διαπλανητικές εκτινάξεις στεμματικού υλικού εξελίσσονται με τον ίδιο τρόπο», αναφέρει ο Soni, ο κύριος συντάκτης της μελέτης. «Στην παρούσα έρευνα, δείχνουμε ότι ένα μαγνητικό νέφος μπορεί να υποστεί δραματική διαστολή μέσα σε ένα μικρό χρονικό διάστημα και περιορισμένο χώρο —γεγονός που θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στη Γη, για τις οποίες δεν θα είχαμε προηγουμένως επίγνωση».
www.worldenergynews.gr
