Ο Ήλιος ξύπνησε και... απειλεί

 

Ο Ήλιος μπαίνει σε μια περίοδο αφύπνισης. Οι ηλιακοί κύκλοι, οι ηλιακές κηλίδες και  τι σημαίνον όλα αυτά για τη Γη

Ύστερα από μια εποχή αδράνειας, το αστέρι του πλανητικού μας συστήματος είναι έτοιμο να ξυπνήσει ξανά! Κι αυτό γιατί σύμφωνα με τους επιστήμονες, ο Ήλιος έχει πλέον μπει στον 25^ο ηλιακό του κύκλο.

Ο Ήλιος μας τα τελευταία χρόνια βρισκόταν σε μια περίοδο «ύπνωσης», η οποία χαρακτηρίζεται από πολύ λίγες ηλιακές κηλίδες, εκλάμψεις και φωτεινές εκρήξεις μαγνητισμένου πλάσματος από την επιφάνεια του άστρου. Αυτή η περίοδος είναι γνωστή ως «ηλιακό ελάχιστο» ωστόσο τα πράγματα τώρα άρχισαν να… ζεσταίνονται ξανά!

Οι αστρονόμοι της ομάδας Solar Cycle 25 Prediction Panel της NASA και της NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ανακοίνωσαν πρόσφατα ότι βρισκόμαστε πλέον στην αρχή του Ηλιακού Κύκλου 25 (Solar Cycle 25). Η ομάδα έκανε γνωστό ότι το ηλιακό ελάχιστο έλαβε χώρα τον Δεκέμβριο του 2019 κάτι που πρακτικά σηματοδοτεί και την έναρξη ενός νέου ηλιακού κύκλου.

Οι ηλιακοί κύκλοι

Οι αστρονόμοι χωρίζουν τις ηλιακές περιόδους σε κύκλους. Όπως έχουμε κατανοήσει από  παρατηρήσεις την τελευταίων 400 ετών, ο κάθε ηλιακός κύκλος χωρίζεται σε περιόδους κατά τις οποίες ο ήλιος παρουσιάζει πολύ έντονη δραστηριότητα με συνεχείς ηλιακές κηλίδες και εκρήξεις και περιόδους κατά τις οποίες η δραστηριότητα αυτή ελαχιστοποιείται. Οι κηλίδες είναι σκοτεινές περιοχές, αφού έχουν θερμοκρασία περίπου 3800 βαθμούς, δηλαδή περίπου 2000 βαθμούς χαμηλότερη από τη θερμοκρασία της φωτόσφαιρας, που θεωρείται η επιφάνεια του Ήλιου. Έχουν όμως μαγνητικό πεδίο ίσως και 100 φορές ισχυρότερο από το γενικό ηλιακό μαγνητικό πεδίο και η ύπαρξή τους φανερώνει έντονη δραστηριότητα του άστρου. Οι σκούρες αυτές κηλίδες στον ήλιο σχετίζονται με την ηλιακή δραστηριότητα, συχνά ως πηγές γιγαντιαίων εκρήξεων, σαν τις ηλιακές εκλάμψεις ή τις στεμματικές εκπομπές μάζας (CME), που μπορούν να εκτοξεύουν φως, ενέργεια και ηλιακό υλικό στο διάστημα.

Ο κάθε κύκλος της ηλιακής δραστηριότητας που απαρτίζεται από ένα ελάχιστο κι ένα μέγιστο σημείο διαρκεί κατά μέσο όρο περίπου 11 χρόνια. Η ημερομηνία του ηλιακού ελάχιστου χαρακτηρίζεται από έναν ομαλό μέσο όρο δραστηριότητας για πάνω από 12 μήνες, οπότε ο προσδιορισμός της ημερομηνίας που συμβαίνει το ελάχιστο συνήθως μπορεί να υπολογιστεί μόνο 6 μήνες μετά την πραγματοποίηση του. Γι’ αυτό και η ανακοίνωση των επιστημόνων ήρθε μόλις πριν λίγο καιρό.

Ο Ήλιος έχει ένα μαγνητικό πεδίο με βόρειο και νότιο πόλο, ενώ οι γραμμές αυτού του πεδίου εκτείνονται έξω από το άστρο και συνδέονται τις περιοχές των πόλων. Για έναν άγνωστο μέχρι σήμερα λόγο οι πόλοι αυτοί μυστηριωδώς αλλάζουν θέσεις και στο μέγιστο κάθε ηλιακού κύκλου - όταν η δραστηριότητα είναι εντονότερη - ο βόρειος πόλος τρέπεται σε νότιο και το αντίθετο. Αμέσως μετά την εναλλαγή η δραστηριότητα αρχίζει να ηρεμεί ώσπου να φτάσουμε στο ηλιακό ελάχιστο και να μπούμε σε νέο κύκλο.

Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει να εξηγήσουν την λειτουργία αυτή των μαγνητικών πεδίων και της αλλαγή των πόλων του Ήλιου, ωστόσο πιστεύουν ότι το Solar Orbiter, ο δορυφόρος παρατήρησης του ήλιου που αναπτύχθηκε από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA), θα μπορέσει να βοηθήσει στην απάντηση αυτών των ερωτημάτων.

Αυτό που γνωρίζουμε ωστόσο είναι ότι μετά το ηλιακό ελάχιστο ξεκινά ο νέος ηλιακός κύκλος που αναμένεται να διαρκέσει κατά μέσο όρο 11 χρόνια. Ωστόσο αξίζει να σημειωθεί ότι στα 400 περίπου χρόνια παρατηρήσεων της ηλιακής δραστηριότητας έχουν καταγραφεί κύκλοι διάρκειας έως και 13,6 ετών. Ο 24^ος ηλιακός κύκλος που μόλις τελείωσε διήρκησε 11 χρόνια δίνοντας τη σειρά του στον 25^ο κύκλο.

Οι επιστήμονες αναφέρουν ότι με το αστέρι μας να βρίσκεται σε φάση αφύπνισης ο διαστημικός καιρός αναμένεται να γίνει πιο έντονος ενώ το μέγιστο της ηλιακής δραστηριότητας αναμένεται περίπου στο  2025 , όταν προβλέπεται να έχουν δημιουργηθεί στην επιφάνεια του Ήλιου περίπου 115 ηλιακές κηλίδες.

Η ένταση της ηλιακής δραστηριότητας βασίζεται στην εκτίμηση για τον αριθμό των ηλιακών κηλίδων. Όσες περισσότερες είναι, τόσο πιο μαγνητικά ενεργός είναι ο Ήλιος και τόσο περισσότερη ακτινοβολία εξαπολύει στο διάστημα με τη μορφή εκλάμψεων και εκρήξεων στεμματικής μάζας.

Η πρόβλεψη της έντασης του κάθε κύκλου πάντως δεν γίνεται με απόλυτη σιγουριά. Όπως και στην πρόβλεψη του καιρού έτσι και στην περίπτωση της έντασης του ηλιακού κύκλου είναι δύσκολο για τους αστρονόμους να κάνουν μακροχρόνιες προβλέψεις. Ωστόσο, οι αστρονόμοι θεωρούν ότι και ο 25^ος κύκλος αναμένεται να είναι σχετικά ήπιος σε σχέση με παλαιότερους κατά τη διάρκεια των οποίων οι ηλιακές κηλίδες ξεπερνούσαν ακόμη και τις 200 στο μέγιστο. Θεωρούν ότι θα μοιάζει περισσότερο με τον προηγούμενο 24ο κύκλο, ο οποίος είχε κατά μέσο όρο 114 ηλιακές κηλίδες στη φάση κορύφωσης, τις λιγότερες που έχουν παρατηρηθεί από το 1928. Άλλωστε, το πόσο βόρεια ή νότια στον ήλιο αρχίζουν να σχηματίζονται οι πρώτες κηλίδες κατά τη διάρκεια ενός κύκλου μπορεί επίσης να βοηθήσει τους επιστήμονες να προβλέψουν πώς θα είναι μια εποχή. Αυτή τη στιγμή, οι ηλιακές κηλίδες που αναδύονται είναι πιο κοντά στον ισημερινό, όπως είναι τυπικό για τους πιο ήσυχους ηλιακούς κύκλους.

Ωστόσο υπάρχει η άποψη ότι ίσως ο Ήλιος βρίσκεται στο σημείο που μετά από αρκετά ήπιους κύκλους ίσως ξεκινήσει ξανά πιο έντονη δραστηριότητα.

Οι επιδράσεις στη Γη

Ο διαστημικός «καιρός», που εξαρτάται καθοριστικά από τη συμπεριφορά του Ήλιου, επηρεάζει διάφορες ανθρώπινες δραστηριότητες, όπως την παρουσία των αστροναυτών στο διάστημα, την αεροπορική βιομηχανία, τις τηλεπικοινωνίες, τα δορυφορικά συστήματα και την μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας.

«Δεν υπάρχει κακός καιρός, απλά κακές προετοιμασίες» είπε ο Τζέικ Μπλίτσερ, επικεφαλής επιστήμονας του Human Exploration and Operations Mission Directorate της NASA. «Ο διαστημικός καιρός είναι αυτός που είναι- δουλειά μας είναι να προετοιμαστούμε».

Στο μέγιστο της ηλιακής δραστηριότητας, ο Ήλιος εκπέμπει περισσότερη ακτινοβολία υψηλής ενέργειας και ύλη στο διάστημα. Η Γη στην θέση που βρίσκεται θα μπορούσε να επηρεαστεί σε μεγάλο βαθμό από τέτοιες εκπομπές κυρίως στο μαγνητικό της πεδίο, το στρώμα του πλανήτη μας που μας προστατεύει από τις εκρήξεις του ήλιου.

Οι εκρήξεις αυτές μπορεί να επηρεάσουν την γη εφόσον δημιουργήσουν γεωμαγνητικές καταιγίδες στην μαγνητόσφαιρά μας. Αν και αυτό θα σήμαινε πιο εντυπωσιακό Σέλας γύρω από την Γη ταυτόχρονα θα οδηγούσε και σε μεγάλες βλάβες στους δορυφόρους που περιστρέφονται γύρω από την γη και στις παροχές ενέργειας.

«Κρατούμε λεπτομερές αρχείο των λίγων μικρών ηλιακών κηλίδων που σηματοδοτούν την έναρξη και την ανατολή του νέου κύκλου» ανέφερε από την πλευρά του ο Φρεντερίκ Κλέτε, διευθυντής του World Data Center for the Sunspot Index and Long-term Solar Observations στο Βασιλικό Αστεροσκοπείο του Βελγίου στις Βρυξέλλες. «Αυτοί είναι οι μικροί προάγγελοι μελλοντικών γιγαντιαίων ηλιακών πυροτεχνημάτων. Μόνο παρακολουθώντας τις γενικές τάσεις σε βάθος μηνών μπορούμε να διαπιστώσουμε το σημείο μετάβασης μεταξύ των δύο κύκλων».

Οι ηλιακές αυτές καταιγίδες δεν μπορούν να αποφευχθούν ωστόσο η σωστή παρατήρηση της ηλιακής δραστηριότητας μας δίνει την δυνατότητα να είμαστε πολύ καλά προετοιμασμένοι.

«Το ότι είναι ένας ηλιακός κύκλος κάτω του μέσου όρου δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει κίνδυνος ακραίου διαστημικού καιρού» είπε ο Μπίσεκερ. «Η επίδραση του ήλιου στις καθημερινές μας ζωές είναι πραγματική. Το SWPC είναι επανδρωμένο 24/7, 365 ημέρες τον χρόνο επειδή ο ήλιος είναι πάντα ικανός να μας δώσει κάτι να προβλέψουμε», ανέφερε σχετικά ο Νταγκ Μπίσεκερ, ηλιοφυσικός του Space Weather Prediction Center της ΝΟΑΑ μέσα από το οποίο προβλέπονται οι δραστηριότητες του άστρου μας.

Η κατανόηση του διαστημικού καιρού είναι ιδιαίτερα σημαντική για την καλύτερη προετοιμασία απέναντι σε πιθανούς κινδύνους απέναντι σε δορυφόρους, αστροναύτες και υποδομές. Την περίοδο αυτή αποκτά ακόμα μεγαλύτερη σημασία καθώς η NASA προετοιμάζει το φιλόδοξο πρόγραμμα «Άρτεμις» με σκοπό να στείλει αστροναύτες ξανά στην Σελήνη.

«Ενώ μικρές και μεσαίου μεγέθους ηλιακές καταιγίδες είναι πιθανές κατά την κορύφωση της ηλιακής δραστηριότητας είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι μεμονωμένα μεγάλα ηλιακά γεγονότα, όπως τεράστιες εκλάμψεις και εκρήξεις στεμματικής μάζας μπορούν να συμβούν ανά πάσα στιγμή ανεξάρτητα από τη φάση του κύκλου στον οποίο βρισκόμαστε ή το πόσο ισχυρός είναι ο κύκλος», σημειώνει ο Τζούχα Πέκα Λουντάμα, επικεφαλής της ευρωπαϊκής ESA.

Αξίζει να σημειωθεί ότι το 2012, κατά τον προηγούμενο ήπιο κύκλο, ο Ήλιος δημιούργησε μια επικών διαστάσεων ηλιακή καταιγίδα κάτι που συμβαίνει κάθε 100 χρόνια. Αυτή ευτυχώς δεν χτύπησε τη Γη, αλλά κινήθηκε προς διαφορετική κατεύθυνση.

Αν και δεν έχει αποδειχθεί ότι οι κύκλοι του Ήλιου επηρεάζουν το κλίμα στην επιφάνεια της Γης ενδιαφέρον παρουσιάζει η ιστορική παρατήρηση από την περίοδο 1645-1715 μ.Χ. Τότε, η εμφάνιση κηλίδων στην επιφάνεια του Ήλιου είχε σχεδόν μηδενιστεί, για λόγους που μέχρι σήμερα δεν γνωρίζουμε. Η ύπαρξη αυτής της περιόδου ανακαλύφθηκε από τον αστρονόμο Έντουαρντ Μώντερ γι’ αυτό και η εποχή αυτή ονομάστηκε «ελάχιστο Μώντερ». Στην επιφάνεια της Γης από την άλλη εκείνη η περίοδος χαρακτηρίζεται από ασυνήθιστα πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και το διάστημα από το 1645 έως το 1715 έχει ονομαστεί μάλιστα ως «μικρή εποχή παγετώνων».

Οι απόψεις πάντως των επιστημόνων συγκλίνουν στο γεγονός ότι η ηλιακή δραστηριότητα επηρεάζει την τροπόσφαιρα και, κατ’ επέκταση, το κλίμα της Γης. Ωστόσο, η συσχέτιση παραμένει ασαφής, διότι παρεμβαίνουν διάφοροι άλλοι αστάθμητοι παράγοντες.