Tο μυστήριο της παρατεταμένης εξαφάνισης των ηλιακών κηλίδων

Τρεις κορυφαίοι ειδικοί στα θέματα του ήλιου πιστεύουν ότι επιτέλους έλυσαν το μυστήριο πίσω από την εξαφάνιση των ηλιακών κηλίδων, η οποία μερικές φορές μάλιστα κρατάει περισσότερο από το συνηθισμένο, ένα φαινόμενο που προβληματίζει τους αστροφυσικούς για πάνω από δύο αιώνες.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον ηλιακό φυσικό Πιτ Μάρτενς του πολιτειακού πανεπιστημίου της Μοντάνα, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό «Nature», σύμφωνα με το πρακτορείο Ρόιτερ και το «Science», κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι
οι ηλιακές κηλίδες εξαφανίζονται, όταν συνδυάζονται ασυνήθιστα ασθενή μαγνητικά πεδία στον ήλιο με μια γενικότερη μειωμένη ηλιακή δραστηριότητα.

Οι ηλιακές κηλίδες εμφανίζονται στο ανθρώπινο μάτι ως σκούρες περιοχές στην επιφάνεια του ήλιου, μερικές από τις οποίες έχουν πλάτος 80.000 χιλιομέτρων (δηλαδή είναι πολύ μεγαλύτερες από τον πλανήτη μας). Οι κηλίδες προκαλούνται από έντονη μαγνητική δραστηριότητα και συχνά οδηγούν στην εκτόξευση πιδάκων σωματιδίων στο διάστημα με την μορφή πλάσματος.

Το πλάσμα είναι η τέταρτη κατάσταση της ύλης (εκτός από τα στερεά, υγρά και αέρια), στην οποία τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια και τα θετικά ιόντα ρέουν ελεύθερα. Οι ροές του ηλιακού πλάσματος δημιουργούν μαγνητικά πεδία και αυτά, με τη σειρά τους, προκαλούν τις κηλίδες, τις καταιγίδες και τις εκλάμψεις του ήλιου. Ο ήλιος περιέχει στο εσωτερικό του τεράστιους «ποταμούς» πλάσματος, παρόμοιους με τα ωκεάνια ρεύματα της Γης, όσον αφορά την αέναη ανακύκλωσή τους. Αυτά τα ρεύματα επηρεάζουν την ηλιακή δραστηριότητα με τρόπους που μόλις τώρα αρχίζουν να καταλαβαίνουν οι επιστήμονες, όπως δήλωσε ο ερευνητής Άντρες Μουνιόθ του Κέντρου Αστροφυσικής Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν.

Οι κηλίδες είχαν εξαφανιστεί από το 2008 έως το 2010, αλλά τελευταία ο ήλιος «ξύπνησε» ξανά. Αν και ο ήλιος περνάει από διαδοχικές φάσεις (κύκλους) 11ετούς εναλλασσόμενης έντονης και χαμηλής δραστηριότητας, οι κηλίδες σπάνια εξαφανίζονται για μεγάλες περιόδους, όπως συνέβη πρόσφατα. Όσο πιο έντονη φάση δραστηριότητας περνάει ο ήλιος (ηλιακό μέγιστο), τόσο αυξάνονται οι κηλίδες στην επιφάνειά του και μαζί τους οι εκρήξεις δισεκατομμυρίων τόνων καυτού πλάσματος που μπορεί να πλήξουν τον πλανήτη μας. Αντίθετα, στη φάση της μεγαλύτερης ηρεμίας (ηλιακό ελάχιστο), οι κηλίδες και οι ηλιακές καταιγίδες είναι σπάνιες.

Στον τελευταίο όμως τέτοιο ηλιακό κύκλο, παρατηρήθηκε μεγαλύτερη του συνηθισμένου διάρκεια της φάσης «νηνεμίας» (780 μέρες στη διάρκεια των ετών 2008-2010), με συνέπεια η περίοδος χωρίς κηλίδες να κρατήσει υπερδιπλάσιο χρόνο σε σχέση με τους προηγούμενους κύκλους (περίπου 300 μέρες), πράγμα που προβλημάτισε τους επιστήμονες, οι οποίοι πασχίζουν να καταλάβουν γιατί ο ήλιος έμεινε για τόσο καιρό ήσυχος, περισσότερο από κάθε άλλη φορά μετά το 1913.

Η κατανόηση του φαινομένου των ηλιακών κηλίδων θεωρείται σημαντική, σύμφωνα με τον Μάρτενς, επειδή αυτές επηρεάζουν τον διαστημικό «καιρό», με τις ανάλογες παρενέργειες για τη Γη. Για παράδειγμα, η εξαφάνιση των κηλίδων του 2009 οδήγησε σε εξασθένηση του ηλιακού «ανέμου» και, κατά συνέπεια, σε μεγάλη αύξηση της κοσμικής ακτινοβολίας υψηλής ενέργειας που έρχεται από το διαστρικό διάστημα και η οποία μπορεί να αποβεί καταστροφική για αστροναύτες και πιλότους.

Οι τρεις αμερικανοί επιστήμονες χρησιμοποίησαν στοιχεία από διαστημικά τηλεσκόπια για να συλλέξουν μια πληθώρα δεδομένων σχετικά με τις κηλίδες, τις ηλιακές εκλάμψεις και καταιγίδες και τις μεταβολές των μαγνητικών πεδίων στο βόρειο και στο νότιο πόλο του ήλιου. Οι ποταμοί πλάσματος ρέουν από τον ισημερινό του ήλιου προς τους πόλους του, όπου βυθίζονται, για να επιστρέψουν και πάλι στον ισημερινό του. Αυτός ο αέναος κύκλος, με ταχύτητα περίπου 65 χιλιομέτρων την ώρα, διαρκεί γύρω στα 11 χρόνια. Όμως οι επιστήμονες ανακάλυψαν -μέσα από προσομοιώσεις σε ηλεκτρονικό υπολογιστή- ότι τα ρεύματα του ηλιακού πλάσματος μπορούν να επιταχύνουν ή να επιβραδύνουν τη ροή τους, όπως μια κυλιόμενη σκάλα που δυσλειτουργεί, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε παρατεταμένη εξαφάνιση των κηλίδων.

Οι ερευνητές ελπίζουν ότι η δυνατότητα καλύτερης πρόβλεψης των περιόδων ακραίας «ησυχίας» στον ήλιο (το επόμενο ηλιακό ναδίρ αναμένεται το 2019), που οδηγεί σε εξαφάνιση των ηλιακών κηλίδων, θα βοηθήσει στην καλύτερη προστασία των γήινων συστημάτων επικοινωνιών, αλλάζοντας τις τροχιές των δορυφόρων ή κλείνοντας περιστασιακά ορισμένα άλλα ευαίσθητα ηλεκτρονικά συστήματα.

Πηγή