Οι φλογερές εκλάμψεις του ήλιου μας είναι ακόμη πιο ακραίες απ’ ό,τι πίστευαν οι επιστήμονες, εκτοξεύοντας σωματίδια σε θερμοκρασίες έξι φορές υψηλότερες από προηγούμενες εκτιμήσεις, σύμφωνα με νέα έρευνα.
Οι ηλιακές εκλάμψεις είναι τεράστιες εκρήξεις στην ατμόσφαιρα του ήλιου που εκτοξεύουν ισχυρή ακτινοβολία. Είναι γνωστές για τη διατάραξη δορυφόρων, την παρεμβολή στα ραδιοκύματα και τις πιθανές απειλές για τους αστροναύτες στο διάστημα.
Τώρα, μια ομάδα υπό τον Alexander Russell του Πανεπιστημίου St. Andrews στη Σκωτία αναφέρει ότι τα σωματίδια στην ηλιακή ατμόσφαιρα που θερμαίνονται από τις εκλάμψεις μπορούν να φτάσουν τους 60 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου (108 εκατομμύρια Φαρενάιτ) – δεκάδες εκατομμύρια βαθμούς υψηλότερα από τις προηγούμενες προβλέψεις, οι οποίες τοποθετούσαν τη θερμοκρασία μεταξύ 10 και 40 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου.
Ένα μυστήριο μισού αιώνα
Από τη δεκαετία του 1970, οι αστρονόμοι παρατηρούσαν ένα παράξενο χαρακτηριστικό στο φως από τις ηλιακές εκλάμψεις: όταν διαχωρίζεται σε φάσματα χρωμάτων μέσω ισχυρών τηλεσκοπίων, οι χαρακτηριστικές «φασματικές γραμμές» των στοιχείων εμφανίζονται πολύ πιο πλατιές ή θολές απ’ όσο προβλέπει η θεωρία.
Για δεκαετίες, αυτό αποδίδονταν στην αναταραχή (turbulence) του πλάσματος του ήλιου. Όμως τα δεδομένα δεν συμφωνούσαν πάντα: μερικές φορές το φαινόμενο εμφανιζόταν πριν καν δημιουργηθεί αναταραχή, ενώ άλλες φορές οι γραμμές ήταν υπερβολικά συμμετρικές για να εξηγηθούν με βάση το φαινόμενο αυτό.
Στη νέα τους μελέτη, ο Russell και η ομάδα του προτείνουν μια πιο απλή εξήγηση: τα ηλιακά σωματίδια είναι πολύ θερμότερα απ’ ό,τι θεωρούσαμε μέχρι τώρα.
Αποκαλύψεις μέσω μαγνητικής επανασύνδεσης
Με πειράματα και προσομοιώσεις της μαγνητικής επανασύνδεσης – το φαινόμενο κατά το οποίο οι γραμμές μαγνητικού πεδίου «σπάνε» και επανασυνδέονται, προκαλώντας εκλάμψεις – οι ερευνητές βρήκαν ότι, ενώ τα ηλεκτρόνια φτάνουν τους 10–15 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου, τα ιόντα μπορούν να ξεπεράσουν τους 60 εκατομμύρια.
Επειδή χρειάζονται λεπτά ολόκληρα για να εξισορροπηθεί η θερμοκρασία μεταξύ ιόντων και ηλεκτρονίων, αυτή η διαφορά διαρκεί αρκετά για να επηρεάσει τη συμπεριφορά των εκλάμψεων, σύμφωνα με τη μελέτη.
Σε τόσο ακραίες θερμοκρασίες, τα ιόντα κινούνται τόσο γρήγορα που οι κινήσεις τους διευρύνουν φυσικά τις φασματικές γραμμές, προσφέροντας ίσως τη λύση σε ένα αστροφυσικό μυστήριο σχεδόν πενήντα ετών.
Δεν πρόκειται απλώς για θεωρία
Τα ευρήματα δεν είναι απλώς θεωρητικής σημασίας. Εάν οι επιστήμονες υποτιμούσαν την ενέργεια που περιέχουν τα ιόντα των εκλάμψεων, τότε οι προβλέψεις για τον διαστημικό καιρό ίσως χρειάζονται αναθεώρηση.
Καλύτερα μοντέλα θα μπορούσαν να προσφέρουν πιο ακριβείς προβλέψεις για τους δορυφορικούς χειριστές, τις αεροπορικές εταιρείες και τους διαστημικούς οργανισμούς, δίνοντάς τους περισσότερο χρόνο προετοιμασίας για επικίνδυνα ηλιακά γεγονότα.
Χρειάζονται νέα μοντέλα για τον ήλιο
Η έρευνα ζητά επίσης μια νέα γενιά ηλιακών μοντέλων, τα οποία θα εξετάζουν ξεχωριστά τα ιόντα και τα ηλεκτρόνια, αντί να υποθέτουν μια ενιαία θερμοκρασία για όλα τα σωματίδια.
Αυτή η «πολυθερμική» (multi-temperature) προσέγγιση χρησιμοποιείται ήδη σε άλλα περιβάλλοντα πλάσματος, όπως στο μαγνητικό πεδίο της Γης, αλλά σπάνια έχει εφαρμοστεί στον ήλιο, όπως επισημαίνεται στη μελέτη.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε αυτόν τον μήνα στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters.
