Monday, 18 May 2009

Ηλιακές καταιγίδες

Στις 19 Οκτωβρίου 2003, μια μεγάλη ηλιακή έκλαμψη εκτινάχθηκε από την επιφάνεια του Ήλιου, προσελκύοντας την προσοχή των επιστημόνων σε τρεις μεγάλες ομάδες ηλιακών κηλίδων οι οποίες, κατά τη διάρκεια των επόμενων δύο εβδομάδων, παρήγαγαν συνολικά 124 εκλάμψεις. Τρεις από αυτές ήταν οι μεγαλύτερες που είχαν καταγραφεί ποτέ. Τούτες οι εκρήξεις ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας συνοδεύτηκαν και από τεράστια νέφη πλάσματος που συμπαρέσυρε μαγνητικά πεδία. Γνωστά ως εκτοξεύσεις στεμματικού υλικού (ΕΣΥ), αυτά τα απρόβλεπτα νέφη αποτελούνται από δισεκατομμύρια τόνους ενεργητικών πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Όταν κατευθύνονται προς τη Γη, οι ΕΣΥ ενδέχεται να προκαλέσουν προβλήματα. Το περασμένο φθινόπωρο, για παράδειγμα, οι εκλάμψεις και οι ΕΣΥ επηρέασαν περισσότερους από 20 δορυφόρους και διαστημόπλοια (χωρίς να συνυπολογίζονται τα απόρρητα στρατιωτικά όργανα) και ανάγκασαν την Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Αεροπορίας (FAA) των ΗΠΑ να εκδώσει, για πρώτη φορά στην ιστορία της, προειδοποίηση προς τους αεροεπιβάτες για κίνδυνο υπερβολικής έκθεσης σε ακτινοβολία, ενώ έθεσαν προσωρινά εκτός λειτουργίας και ηλεκτρικά δίκτυα στη Σουηδία.

Στο παρελθόν, όποτε ΕΣΥ έπληξαν τη Γη, τα προμηνύματα υπήρξαν ελάχιστα ή ασαφή. Αν οι ΕΣΥ μπορούσαν να προβλεφθούν με ακρίβεια, όπως για παράδειγμα ο αυριανός καιρός, τότε οι υπηρεσίες θα είχαν στη διάθεσή τους τον αναγκαίο χρόνο ώστε να προετοιμάσουν κατάλληλα τα ακριβά τους όργανα (είτε αυτά είναι εγκατεστημένα σε δορυφόρους είτε στο έδαφος) για την πραγματική σφοδρότητα και την ακριβή στιγμή του πλήγματος. Τέτοιες ακριβείς προβλέψεις πιθανόν να κάνουν την εμφάνισή τους σύντομα: τον περασμένο Δεκέμβριο ερευνητές ανακοίνωσαν τη σε πρώτη φάση επιτυχία ενός οργάνου πρόγνωσης που λέγεται Απεικονιστής Εκτοξεύσεων Ηλιακού Υλικού (SMEI), το οποίο μπορεί να παρακολουθεί τις ΕΣΥ στο χώρο και το χρόνο.

Το SMEI εκτοξεύθηκε τον Ιανουάριο του 2003 για μια τριετή περίοδο δοκιμαστικής λειτουργίας. Η τροχιά του διέρχεται πάνω από τους πόλους της Γης, ακολουθώντας τη διαχωριστική γραμμή ημέρας και νύχτας, με περίοδο 101 λεπτά. Σε κάθε περιφορά, τρεις κάμερες λαμβάνουν εικόνες οι οποίες, όταν συναρμοστούν, παρέχουν μια πλήρη άποψη του ουρανού με τον Ήλιο στο κέντρο. Τα ηλεκτρόνια του πλάσματος των ΕΣΥ, τα οποία σκεδάζουν το φως, εμφανίζονται στις εικόνες του SMEI ως λαμπερά νέφη.

Βεβαίως, υπάρχουν και άλλα όργανα παρακολούθησης του Ήλιου ικανά να απεικονίσουν τις ΕΣΥ, πλην όμως αυτά λειτουργούν ως στατικές κάμερες, λαμβάνοντας μεμονωμένες εικόνες του Ήλιου. Το Ηλιακό και Ηλιοσφαιρικό Παρατηρητήριο (SΟHO) της NASA και της ESA (Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος), λόγου χάρη, ενώ «βλέπει» νωρίς τις ΕΣΥ να εξαπολύονται από τον Ήλιο, ύστερα από λίγο χάνει την πορεία των νεφών από το οπτικό πεδίο του. Το SΟHO φάνηκε χρήσιμο το περασμένο φθινόπωρο όταν κατέγραψε δύο μεγάλες ΕΣΥ που κατευθύνονταν προς τη Γη, αλλά δεν είχε τη δυνατότητα να παρακολουθήσει το εκτοξευόμενο υλικό και να προσδιορίσει τον ακριβή χρόνο του επερχόμενου πλήγματος.

Σε αντίθεση με μια κάμερα λήψης στιγμιοτύπων τύπου SΟHO, το SMEI λειτουργεί μάλλον ως σύστημα 24ωρης επιτήρησης, απεικονίζοντας και παρακολουθώντας αδιάκοπα. Το SMEI αρχίζει την παρατήρηση σε απόσταση 18 έως 20 μοιρών από τον Ήλιο και συνεχίζει τη λήψη εικόνων ώς και πέρα από τη Γη. Μπορεί να προσδιορίσει την ταχύτητα, την πορεία και το μέγεθος μιας ΕΣΥ, επιτρέποντας έτσι αξιόπιστες και ακριβείς προγνώσεις αναφορικά με το επερχόμενο πλήγμα. Τέτοιου είδους πληροφορίες, δηλώνουν οι επιστήμονες, είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για την πρόβλεψη μικρών γεγονότων ΕΣΥ, όπου το εξαπολυόμενο υλικό φτάνει στον πλανήτη μας σε χρόνο που κυμαίνεται μεταξύ 1 και 5 ημερών. Από τη στιγμή της εκτόξευσής του, το SMEI έχει ανιχνεύσει περί τις 70 ΕΣΥ.

Κατά τη διάρκεια των ηλιακών καταιγίδων του περασμένου φθινοπώρου, το SMEI είχε την πρώτη του μεγάλη ευκαιρία να αποδείξει ότι αξίζει τα 10 εκατομμύρια δολάρια στα οποία εκτιμάται ότι θα ανέλθει το κόστος του. Εδώ και μία εικοσαετία, περίπου 20 επιστήμονες από την πολεμική αεροπορία και από διάφορα πανεπιστήμια αναπτύσσουν το SMEI υπό τη διεύθυνση κυρίως του Ερευνητικού Εργαστηρίου της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ στην Αεροπορική Βάση Χάνσκομ της Μασαχουσέτης. Στο συνέδριο της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης (AGU) που έγινε τον Δεκέμβριο του 2003 στο Σαν Φρανσίσκο, η Janet Johnston, διευθύντρια του προγράμματος SMEI, ανακοίνωσε με υπερηφάνεια ότι το SMEI είχε ανιχνεύσει επιτυχώς δύο από τις μεγαλύτερες ΕΣΥ του φθινοπώρου, περίπου 21 και 10 ώρες προτού πλήξουν τη Γη.

Δυστυχώς, οι επιστήμονες δεν έμαθαν τις δυνατότητες ανίχνευσης και παρακολούθησης του SMEI παρά μόνο αφού οι καταιγίδες έπληξαν τη Γη. Προς το παρόν, τα δεδομένα τού SMEI χρειάζονται περίπου ένα εικοσιτετράωρο για να φτάσουν στο Χάνσκομ, διότι προηγουμένως ταξιδεύουν μέσω πολλών επίγειων σταθμών παρακολούθησης. Σύμφωνα με τον David Webb, φυσικό από το Boston College και μέλος της ομάδας του SMEI, για να μπορέσει το SMEI να κάνει προγνώσεις ακριβείας, ο χρόνος μετάδοσης των δεδομένων χρειάζεται να μειωθεί από 24 ώρες σε 6. Μια τέτοια μείωση θα απαιτήσει να αυξηθούν οι επιστήμονες στους επίγειους σταθμούς παρακολούθησης προκειμένου να επιταχυνθεί η διακίνηση της πληροφορίας και ο έλεγχος των δεδομένων που παράγει το SMEI.

Επιπλέον, ίσως πρέπει να τελειοποιηθεί και ο ίδιος ο τρόπος με τον οποίο το SMEI συλλέγει τα δεδομένα του. Ο Christopher Balch, του Κέντρου Διαστημικού Περιβάλλοντος στο Μπόλντερ του Κολοράντο, διαπρεπής ειδικός στις προγνώσεις καιρού, τονίζει ότι το σήμα των ΕΣΥ πρέπει να διακρίνεται καλύτερα από το υπόλοιπο φως υποβάθρου. Εφόσον βελτιωθεί, το SMEI «θα μπορούσε να καλύψει το κενό που υπάρχει στις παρατηρήσεις μας» δηλώνει ο Balch, με το να επιτρέπει στους επιστήμονες να παρακολουθούν τις ΕΣΥ με ακρίβεια, καθιστώντας έτσι εφικτές τις προγνώσεις σε «πραγματικό χρόνο».
Scientific American

No comments: