Σε ένα άκρως τροπικό πρωινό στην περιοχή του κόλπου του Σαν Φρανσίσκο, το έδαφος σκουριάζει με κύματα θερμότητας και είναι αδύνατο να κοιτάξει κανείς στον ουρανό χωρίς να κοροϊδεύει. Αλλά η πραγματική θερμότητα βρίσκεται μέσα στο εργαστήριο Solar & Astrophysics του Lockheed Martin στο Palo Alto. Εκεί, σε ένα σκοτεινό δωμάτιο που στοιβάζεται με επεξεργαστές υπολογιστών, μια θέα υψηλής ευκρίνειας στον ήλιο γεμίζει εννέα συνδεδεμένες οθόνες τηλεόρασης για να δημιουργήσει μια ηλιακή υπερβολή με επτά ποδαράκια.
Από αυτή την ιστορία
[×] ΚΛΕΙΣΤΕ
VIDEO: Χρήση του Ήλιου για τη δημιουργία μουσικής
[×] ΚΛΕΙΣΤΕ
Τα νέα τηλεσκόπια έχουν δώσει στους επιστήμονες άνευ προηγουμένου απόψεις για τον ήλιο, βοηθώντας τους να κατανοήσουν καλύτερα την ηλιακή δραστηριότητα
Βίντεο: Μια καταπληκτική ματιά στις ηλιακές φλόγες
σχετικό περιεχόμενο
- Τα στροβιλιζόμενα πράσινα αέρια του ήλιου του ήλιου
- Μια ισπανική επανάσταση στην αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας
- Φανταστικές φωτογραφίες του ηλιακού μας συστήματος
Ο ηλιακός φυσικός Karel Schrijver εισάγει εντολές για να ξεκινήσει την εκπομπή: μια επιταχυνόμενη ταινία μιας σειράς εκρήξεων που κατέστρεψαν τον ήλιο την 1η Αυγούστου 2010. "Αυτή είναι μια από τις πιο εκπληκτικές ημέρες που έχω δει ποτέ στον Ήλιο", λέει ο Schrijver . Εξετάζει το πλησιέστερο αστέρι μας για δύο δεκαετίες.
"Στην αρχή αυτή η μικροσκοπική μικρή περιοχή αποφασίζει ότι δεν είναι ευτυχισμένη", λέει, ακούγοντας σαν αστρονομικός ψυχίατρος που αντιμετωπίζει τις ηλιακές νεύξεις. Δείχνει μια φωτοβολίδα, ένα μέτριο σπασμό λευκού φωτός. "Στη συνέχεια, αυτή η κοντινή περιοχή αρχίζει να είναι δυσαρεστημένη, και φωτοβολίδες. Στη συνέχεια, ένα τεράστιο νήμα ξεσπάει και κόβει το μαγνητικό πεδίο σαν μαχαίρι. Βλέπουμε αυτό το τόξο του λαμπερού υλικού και μεγαλώνει με το χρόνο. Ένα μικρό νήμα κάτω από το τόξο λέει, «δεν μου αρέσει αυτό το κομμάτι, » και γίνεται ασταθές και σβήνει ».
Ποιος γνώριζε ότι ο Ήλιος έχει τόσο μεγάλη προσωπικότητα;
Μέσα σε λίγες ώρες - μέσα στο ψηφιοποιημένο επαναληπτικό σήμα - ένα μεγάλο μέρος του μαγνητικού πεδίου «αναστατώνεται», λέει ο Schrijver και αναδιατάσσει τον εαυτό του, απελευθερώνοντας φωτοβολίδες και τεράστιες ροές μαγνητισμένου αερίου. Η αλυσιδωτή αντίδραση είναι πιο έντονη από οποιαδήποτε απεικόνιση του Χόλιγουντ. "Όταν παρουσιάζουμε αυτές τις ταινίες στους συναδέλφους μας για πρώτη φορά", λέει ο Schrijver, "η επαγγελματική έκφραση είναι γενικά" Whoa! "
Ο χείμαρρος των εικόνων προέρχεται από τον πιο προηγμένο δορυφόρο για μελέτη του Ήλιου: το Παρατηρητήριο της Solar Dynamics της NASA ή το SDO. Ξεκίνησε το Φεβρουάριο του 2010, το SDO κοιτάζει στο αστέρι από ένα σημείο 22.300 μίλια πάνω από τη Γη. Η τροχιά του δορυφόρου τη διατηρεί σταθερή σε σχέση με δύο κεραίες ραδιοφώνου στο Νέο Μεξικό. Κάθε δευτερόλεπτο, 24 ώρες την ημέρα, το SDO στέλνει 18 εκατομμύρια δεδομένα στο έδαφος. Οι εικόνες υψηλής ανάλυσης, καθώς και οι χάρτες των βασανισμένων μαγνητικών πεδίων του Ήλιου, δείχνουν τη γένεση των ηλιακών ματιών και την προέλευση των εκρήξεων τους.
Αυτή η ηλιακή ταινία θα πρέπει να προσφέρει νέες ιδέες για τον καιρό στο διάστημα - τις επιδράσεις που γίνονται αισθητές στη Γη όταν οι εκβολές του Ήλιου βρίσκονται στο προσκήνιο. Μερικές φορές ο καιρός είναι ήπιος. Οι εκρήξεις της 1ης Αυγούστου 2010 κατέστρεψαν πολύχρωμες επιδείξεις του aurora borealis στις Ηνωμένες Πολιτείες δύο ημέρες αργότερα, όταν μια ταχέως μεταβαλλόμενη θύελλα φορτισμένου αερίου διαταράξει το μαγνητικό πεδίο της Γης. Αλλά όταν ο Ήλιος πραγματικά θυμώνει, τα βόρεια φώτα μπορούν να σηματοδοτήσουν δυνητικά αδύνατες απειλές.
Η πιο έντονη ηλιακή θύελλα που σημειώθηκε ποτέ χτυπήθηκε το καλοκαίρι του 1859. Ο Βρετανός αστρονόμος Ρίτσαρντ Κάρρινγκτον παρατήρησε ένα γιγαντιαίο δίκτυο ηλιακών κηλίδων την 1η Σεπτεμβρίου, ακολουθούμενο από την πιο έντονη φλόγα που αναφέρθηκε ποτέ. Μέσα σε 18 ώρες, η Γη ήταν υπό μαγνητική πολιορκία. Τα εκθαμβωτικά βόρεια φώτα λάμψουν τόσο μακρυά όσο η Καραϊβική Θάλασσα και το Μεξικό και πυροδοτούν καλώδια που κλείνουν τηλεγραφικά δίκτυα - το Διαδίκτυο της ημέρας - σε ολόκληρη την Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική.
Μια μαγνητική καταιγίδα το 1921 χτύπησε το σύστημα σηματοδότησης για τις σιδηροδρομικές γραμμές της Νέας Υόρκης. Μια ηλιακή καταιγίδα τον Μάρτιο του 1989 έπληξε το ηλεκτρικό δίκτυο στο Κεμπέκ, στέρησε εκατομμύρια πελάτες ηλεκτρικής ενέργειας για εννέα ώρες. Και το 2003, μια σειρά καταιγίδων προκάλεσε διακοπή ρεύματος στη Σουηδία, κατέστρεψε ιαπωνικό δορυφορικό δορυφόρο 640 εκατομμυρίων δολαρίων και ανάγκασε τις αεροπορικές εταιρείες να εκτρέψουν πτήσεις από το Βόρειο Πόλο με κόστος $ 10.000 έως $ 100.000 το καθένα.
Η σύγχρονη, παγκοσμίως συνδεδεμένη μας ηλεκτρονική κοινωνία εξαρτάται τώρα τόσο πολύ από τους μετασχηματιστές και τα σμήνη των δορυφόρων, που μια μεγάλη έκρηξη από τον Ήλιο θα μπορούσε να αποφέρει πολλά από αυτά. Σύμφωνα με μια έκθεση του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας του 2008, μια ηλιακή καταιγίδα με το μέγεθος των συμβάντων του 1859 ή του 1921 θα μπορούσε να ενεργοποιήσει τους δορυφόρους, να απενεργοποιήσει τα δίκτυα επικοινωνιών και τα συστήματα GPS και να βγάλει τα δίκτυα ηλεκτρικού ρεύματος με κόστος 1 τρισεκατομμυρίου δολαρίων ή περισσότερο.
"Ο χώρος γύρω μας δεν είναι τόσο ευχάριστος, φιλικός και εξυπηρετικός με την τεχνολογία μας, όπως είχαμε υποθέσει", λέει ο Schrijver.
Με την τεκμηρίωση της προέλευσης αυτών των καταιγίδων σε πρωτοφανή λεπτομέρεια, η SDO δίνει στους ερευνητές την καλύτερη ευκαιρία να κατανοήσουν ακόμη τις καταστρεπτικές δυνατότητες του Ήλιου. Ο στόχος είναι να προβλέψουμε τον διαστημικό καιρό - για να διαβάσουμε τις διαθέσεις του Ήλιου αρκετά νωρίς ότι μπορούμε να πάρουμε προφυλάξεις εναντίον τους. Η επιτυχία θα βασιστεί στην ατενίζοντας την επιφάνεια του ήλιου για να δείτε τις μαγνητικές εκρήξεις που αναπτύσσονται, με τον ίδιο τρόπο που οι μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν το ραντάρ που διαπερνά το σύννεφο για να δει τα σημάδια ενός ανεμοστρόβιλου πριν βρυχάται στο έδαφος.
Αλλά προς το παρόν, η δραστηριότητα του Ήλιου είναι τόσο περίπλοκη ώστε οι σπασμοί του να διαταράξουν τα κορυφαία μυαλά του τομέα. Όταν του ζητήθηκε να εξηγήσει τη φυσική που οδηγεί στη βία του Ήλιου, ο επιστήμονας του SDO Philip Scherrer του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ δεν μιλάει λέξεις: «Δεν ξέρουμε ουσιαστικά».
Το γονικό μας αστέρι απέχει μόλις οκτώ λεπτά, καθώς το φως πετάει. Ο Ήλιος παίρνει περισσότερο χρόνο τηλεσκοπίου από οποιοδήποτε άλλο αντικείμενο στο διάστημα, και η έρευνα είναι μια παγκόσμια επιχείρηση. Ο πιο επιτυχημένος δορυφόρος πριν από την SDO, μια κοινή αποστολή της NASA-Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος που ονομάζεται Solar and Heliospheric Observatory (SOHO), εξακολουθεί να στέλνει πίσω εικόνες του Ήλιου 15 χρόνια μετά την εκτόξευσή του. Ένας μικρότερος εξερευνητής στο διάστημα, ονομάζεται Hinode, είναι μια συνεργασία Ιαπωνίας-NASA που μελετά πώς τα μαγνητικά πεδία του Ήλιου αποθηκεύουν και απελευθερώνουν ενέργεια. Και η αποστολή παρατηρητηρίου της ηλιακής γήινης σχέσης (STEREO) της NASA αποτελείται από δύο σχεδόν πανομοιότυπους δορυφόρους που ταξιδεύουν στην τροχιά της Γης, ένα μπροστά από τον πλανήτη μας και ένα πίσω. Οι δορυφόροι επιτρέπουν στους επιστήμονες να δημιουργούν εικόνες 3-D από ηλιακές εκβολές. Τώρα στις αντίθετες πλευρές του Ήλιου, τον περασμένο Φεβρουάριο πήραν την πρώτη φωτογραφία της ολόκληρης επιφάνειας του Ήλιου. Στο έδαφος, τα τηλεσκόπια στις Καναρίους Νήσους, στην Καλιφόρνια και αλλού εξετάζουν τον ήλιο με τεχνικές που εξαλείφουν τις θολές επιδράσεις της ατμόσφαιρας της Γης.
Ο Ήλιος είναι μια μπάλα γυρίσματος αερίου αρκετά μεγάλο ώστε να περιέχει 1, 3 εκατομμύρια Γη. Ο πυρήνας του είναι ένας φούρνος πυρηνικής σύντηξης, μετατρέποντας 655 εκατομμύρια τόνους υδρογόνου σε ήλιο κάθε δευτερόλεπτο σε θερμοκρασία 28 εκατομμυρίων βαθμών Φαρενάιτ. Αυτή η σύντηξη δημιουργεί ενέργεια που τελικά μας φτάνει ως ηλιακό φως. Αλλά ο πυρήνας και τα εσωτερικά στρώματα του Ήλιου είναι τόσο πυκνά ώστε μπορεί να χρειαστούν ένα εκατομμύριο χρόνια για ένα φωτόνιο της ενέργειας για να πολεμήσουν μόλις τα δύο τρίτα της διαδρομής. Εκεί φτάνει σε αυτό που οι ηλιακοί φυσικοί ονομάζουν "μεταφορική ζώνη". Πάνω από αυτό είναι ένα λεπτό στρώμα που αντιλαμβανόμαστε ως επιφάνεια του Ήλιου. Τα ηλιακά αέρια συνεχίζουν πολύ στο διάστημα πέρα από αυτό το ορατό άκρο σε μια καυτή ατμόσφαιρα που ονομάζεται κορώνα. Ένας λεπτός ηλιακός άνεμος φυσάει ολόκληρο το ηλιακό σύστημα.
Τα πράγματα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέροντα στη ζώνη μεταφοράς. Τα γιγαντιαία gyres των φορτισμένων αερίων ανέβουν και πέφτουν, όπως σε ένα δοχείο βραστό νερό, μόνο πιο ταραχώδη. Ο ήλιος περιστρέφεται με διαφορετικές ταχύτητες - περίπου μία φορά κάθε 24 ημέρες στον ισημερινό του και αργότερα, περίπου κάθε 30 ημέρες, στους πόλους του. Αυτή η διαφορά στην ταχύτητα ψαλιδίζει το αέριο και μπερδεύει τα ηλεκτρικά ρεύματα του, τροφοδοτώντας τα μαγνητικά πεδία του Ήλιου. Το γενικό μαγνητικό πεδίο έχει μια κατεύθυνση, ακριβώς όπως οι βόρειοι και νότιοι πόλοι της Γης προσελκύουν τις πυξίδες μας. Ωστόσο, το πεδίο του Ήλιου είναι γεμάτο από καμπύλες και στροφές, και κάθε 11 χρόνια, στρέφεται: ο βόρειος πόλος γίνεται νότος και στη συνέχεια πίσω στο βορρά πάλι 11 χρόνια αργότερα. Είναι ένας δυναμικός κύκλος που οι επιστήμονες δεν κατανοούν πλήρως και βρίσκεται στην καρδιά των περισσότερων προσπαθειών για να καταλάβει πώς συμπεριφέρεται ο Ήλιος.
Κατά τη διάρκεια αυτών των περιστροφών, το βαθύ μαγνητικό πεδίο του Ήλιου παίρνει πραγματικά gnarled. Ανυψώνεται και πετάει μέσα από την ορατή επιφάνεια για να δημιουργήσει ηλιακές κηλίδες. Αυτά τα σκουρόχρωμα μπαλώματα αερίου είναι πιο δροσερά από την υπόλοιπη επιφάνεια του Ήλιου, επειδή τα μαγνητικά πεδία με κόμπους δρουν ως εμπόδια, εμποδίζοντας τη διαφυγή ενέργειας από τον ήλιο στο διάστημα. Τα πεδία σε ηλιακές κηλίδες έχουν τη δυνατότητα να εκραγούν. Πάνω από τις ηλιακές κηλίδες, το μαγνητικό πεδίο του ήλιου στροβιλίζεται και στροβιλίζεται μέσα από το στέμμα. Αυτά τα σμήνη αναφλέγουν τις εκρήξεις στις οθόνες βίντεο του Lockheed στο Palo Alto.
Ο Schrijver και ο προϊστάμενος του, ο Τίτλος Alan, εργάστηκαν μαζί για 16 χρόνια, αρκετά για να ολοκληρώσουν τις προτάσεις του άλλου. Η τελευταία δημιουργία του ομίλου τους, η Συγκρότηση Ακτινολογικής Απεικόνισης - ένα σύνολο τεσσάρων τηλεσκοπίων που καταγράφουν αέρια εκατομμυρίων βαθμών στο κορώνα - είναι ένα από τα τρία όργανα που αναπτύσσονται στο SDO. Η NASA τη συγκρίνει με μια κάμερα IMAX για τον Ήλιο.
"Αυτή η φυσαλίδα φυσικού αερίου είναι 30 φορές μεγαλύτερη από τη διάμετρο της Γης, κινούνται σε ένα εκατομμύριο μίλια την ώρα", λέει ο τίτλος, δείχνοντας την οθόνη σε μια διεύρυνση της κόκκινης δίνης που αλιεύθηκε από την SDO αμέσως μετά την εκτόξευση του δορυφόρου. Και, σημειώνει σχεδόν απροσδόκητα, ήταν μια αρκετά μικρή έκρηξη.
Τα μαγνητικά πεδία διατηρούν τα αέρια του ήλιου στη γραμμή, καθώς αψώνονται στο διάστημα, λέει ο Τίτλος, όπως ένας μαγνητικός ράβδος τοποθετεί τις ρινίσματα σιδήρου σε τακτοποιημένα μοτίβα. Όσο πιο μπερδεμένα τα πεδία γίνονται, τόσο λιγότερο σταθερά είναι. Οι ηλιακές εκρήξεις συμβαίνουν όταν τα μαγνητικά πεδία παγιδεύονται σε ένα νέο σχέδιο - ένα γεγονός που οι φυσικοί ονομάζουν "επανασύνδεση".
Μια τυπική εκτόξευση της ηλιακής έκρηξης προς τη Γη, που ονομάζεται κορωνική εκτόξευση μάζας, μπορεί να περιέχει δέκα δισεκατομμύρια τόνους φορτισμένων αερίων που αγωνίζονται στο διάστημα. "Πρέπει να φανταστείτε ένα σύνολο δυνάμεων που να επαρκεί για να ξεκινήσει όλο το νερό στον ποταμό Μισισιπή σε ταχύτητα 3.000 φορές πιο γρήγορα από το αεροπλάνο που πετάει μέσα σε 15 με 30 δευτερόλεπτα", λέει, πατώντας μια στιγμή για να αφήσει να βυθιστεί "Δεν υπάρχει αντίστοιχο σε αυτό στη Γη. Έχουμε πρόβλημα να εξηγήσουμε αυτές τις διαδικασίες. "
Οι προηγούμενες ηλιακές αποστολές έκαναν ασαφή στιγμιότυπα μεγάλων εκβολών μάζας των στεφανιαίων. Άλλα τηλεσκόπια έχουν μεγεθυνθεί για λεπτομερείς λεπτομέρειες, αλλά θα μπορούσαν να επικεντρωθούν μόνο σε ένα μικρό μέρος του Ήλιου. Η υψηλή ανάλυση του SDO από ένα ολόκληρο ημισφαίριο του Ήλιου και τις καταγραφές ταχύτητας φωτιάς αποκαλύπτει πως η επιφάνεια και η ατμόσφαιρα αλλάζουν λεπτά σε λεπτό. Ορισμένα χαρακτηριστικά είναι τόσο απροσδόκητα που οι επιστήμονες δεν τους έχουν ακόμα κατονομάσει, όπως ένα σχέδιο αερίου που μοιάζει με τιρμπουσόν, το οποίο ο Schrij-ver εντοπίζει στην οθόνη με το δάκτυλό του. Νομίζει ότι είναι ένα μαγνητικό σπειροειδές πεδίο που βλέπει κατά μήκος της άκρης του, διασχίζοντας το αέριο καθώς ανεβαίνει στο διάστημα. "Είναι σαν το [φυσικό αέριο] ανυψώνεται σε ιμάντες", λέει.
Πριν από την αποστολή ήταν ένα έτος, οι επιστήμονες είχαν αναλύσει εκατοντάδες εκδηλώσεις, που κάλυπταν πολλές χιλιάδες ώρες. (Οι εκρήξεις του 1ου Αυγούστου, που διαπιστώθηκαν, συνδέθηκαν με μαγνητικές "ζώνες βλαβών" που εκτείνεται σε εκατοντάδες χιλιάδες μίλια.) Η ομάδα εργάζεται υπό πίεση, από τη NASA και αλλού, για καλύτερες προβλέψεις για το διάστημα.
"Καλή Κύριε, αυτό είναι περίπλοκο", λέει ο Schrijver, παίζοντας μια ταινία της διάθεσης του Ήλιου σε μια άλλη μέρα. "Δεν υπάρχει ήσυχη μέρα στον Ήλιο."
Λίγα μίλια μακριά, στην πανεπιστημιούπολη του Στάνφορντ, ο ηλιακός φυσικός Philip Scherrer παλεύει με το ίδιο ερώτημα που φέρνει στο προσκήνιο τον όμιλο Lockheed Martin: Θα μπορέσουμε να προβλέψουμε πότε ο ήλιος θα κατακλυστικά βλάψει φορτισμένο αέριο προς τη Γη; "Θα θέλαμε να δώσουμε μια καλή εκτίμηση για το αν μια δεδομένη ενεργή περιοχή θα προκαλέσει φλόγες ή μαζικές εκβιασμούς ή αν θα φύγει απλά", λέει.
Ο Scherrer, ο οποίος χρησιμοποιεί μια downlink δορυφόρου για τηλεοπτική λήψη, εξηγεί τον αντίκτυπο του διαστημικού καιρού υπενθυμίζοντας ένα γεγονός το 1997. "Ένα Σάββατο, ξυπνήσαμε και όλοι είδαμε ήταν ασαφής", λέει. Μια απότομη εκτόξευση μάζας είχε σάρωσε τη Γη το προηγούμενο βράδυ. Το μαγνητικό σύννεφο προφανώς έβγαλε τον δορυφόρο Telstar 401 που χρησιμοποιούσε η UPN και άλλα δίκτυα.
"Το πήρα προσωπικά, γιατί ήταν" Star Trek "[δεν κατάφερα να παρακολουθήσω], " λέει ο Scherrer με ένα κακό χαμόγελο. "Αν είχε συμβεί το πρωί του Super Bowl, όλοι θα το γνώριζαν".
Η ομάδα του Scherrer και οι μηχανικοί του Lockheed Martin ανέπτυξαν τον Ηλιοσεισμικό και μαγνητικό ανιχνευτή SDO, ένα όργανο που ανιχνεύει το εσωτερικό του σπιράλ και παρακολουθεί την κατεύθυνση και τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου δημιουργώντας ασπρόμαυρους χάρτες που ονομάζονται μαγνητόγραμμα. Όταν οι ηλιακές κηλίδες έρχονται μαζί, οι χάρτες δείχνουν μαγνητική αναταραχή στις βάσεις των αρχιτεκτονικών δομών στην ατμόσφαιρα του Ήλιου.
Το όργανο μετρά επίσης κραδασμούς στην επιφάνεια του Ήλιου. Στη Γη, οι σεισμολόγοι μετρούν τις επιφανειακές δονήσεις για να αποκαλύψουν σφάλματα σεισμού και γεωλογικές δομές πολύ κάτω από το έδαφος. Στον ήλιο, οι δονήσεις δεν προέρχονται από τις ηλιαχτίδες αλλά από παλμούς που προκαλούνται από τα αέρια που ανεβαίνουν πάνω και κάτω στην επιφάνεια με ταχύτητες περίπου 700 μίλια ανά ώρα. Καθώς κάθε γέμισμα αερίου καταρρέει, ωθεί τα ηχητικά κύματα στον Ήλιο και ζυγίζουν ολόκληρο το αστέρι. Η συσκευή του Scherrer μετρά αυτές τις δονήσεις σε όλο το πρόσωπο του Ήλιου.
Το κλειδί, λέει ο Scherrer, ένας κορυφαίος εμπειρογνώμονας στον τομέα της ηλιόσπισης, όπως είναι γνωστό, είναι ότι τα ηχητικά κύματα κινούνται ταχύτερα μέσα από το θερμότερο αέριο, όπως οι ταλαντούχοι κόμβοι πολύ κάτω από την επιφάνεια που συχνά πιέζουν τις ηλιακές κηλίδες. Τα ηχητικά κύματα επιταχύνουν επίσης όταν κινούνται μέσω αερίων που ρέουν προς την ίδια κατεύθυνση. Παρόλο που αυτές οι μετρήσεις δημιουργούν μαθηματικούς εφιάλτες, οι υπολογιστές μπορούν να δημιουργήσουν εικόνες για το τι συμβαίνει κάτω από την επιφάνεια του Ήλιου.
Με αυτό τον τρόπο, η ομάδα του Scherrer μπορεί να ανιχνεύσει ηλιακές κηλίδες στην άκρη του Ήλιου πριν από την περιστροφή τους και πριν μπορέσουν να βάλουν βλαβερά σωματίδια και αέρια προς τη Γη. Οι επιστήμονες ελπίζουν επίσης να εντοπίσουν ενεργές περιοχές που αναβλύζουν από τον ήλιο μια ή περισσότερες μέρες πριν είναι ορατές ως ηλιακές κηλίδες.
Αυτές οι τεχνικές παρέχουν προεπισκοπήσεις των προσελκύσεων. Η πρόκληση, λέει ο Scherrer, είναι η εύρεση των σωστών σημείων μαγνητικής εμπλοκής που - όπως και οι εικόνες ραντάρ ενός νεοφερμένου ανεμοστρόβιλου - δίνουν αξιόπιστες προειδοποιήσεις. Μερικοί ερευνητές έχουν εισαγάγει τα σχήματα των μαγνητικών πεδίων, σημειώνοντας ότι μια συγκεκριμένη καμπυλότητα σχήματος S συχνά αναγγέλλει μια έκρηξη. Άλλοι εξετάζουν αν η μαγνητική δύναμη στο κέντρο ενός ηλιακού κηλίδου αλλάζει γρήγορα - μια ένδειξη ότι μπορεί να είναι έτοιμη να σπάσει.
Ο Scherrer καλεί κάποιες φωτογραφίες στην οθόνη του, ζητώντας συγγνώμη ότι δεν ανταγωνίζονται τις ταινίες Lockheed. Οι ηλιόσφαιρες εικόνες μου θυμίζουν την κοκκινωπή επιφάνεια ενός πορτοκαλιού, με οζίδια αερίου να ανεβαίνουν προς τα πάνω στην ολόκληρη σφαίρα του Ήλιου. Τα μαγνητικά γραφικά ρίχνουν τον Ήλιο σε στίγματα με γκρίζους τόνους, αλλά όταν ο Scherrer μεγεθύνει, τα ασπρόμαυρα πετάλια μεγαλώνουν σε ακανόνιστα μπαλώματα. Αυτές είναι οι κορδέλες μαγνητικής δύναμης, που σπρώχνουν μέσα ή έξω από τη συνεχώς μεταβαλλόμενη επιφάνεια του Ήλιου.
Όταν οι γραμμές μαγνητικού πεδίου επανασυνδεθούν υψηλά στην ατμόσφαιρα του Ήλιου, ο Scherrer λέει, "μοιάζει πολύ με ένα βραχυκύκλωμα όταν αγγίζετε δύο καλώδια με ρεύμα. Η ενέργεια που ρέει στο ρεύμα μετατρέπεται σε θερμότητα ή φως. "Οι ξαφνικοί σπινθήρες καταρρίπτονται κατά μήκος του μαγνητικού πεδίου και χτυπάνε στην επιφάνεια του Ήλιου, ξεκινώντας από μια ισχυρή φλόγα.
Το ισχυρότερο από τα μαγνητικά πεδία του Κυρ μπορεί να παγιδεύει δισεκατομμύρια τόνους αερίου κάτω από αυτά, θέτοντας το σκηνικό για εκτοξεύσεις μάζας. Όταν μια μαγνητική επανασύνδεση απελευθερώνει ξαφνικά όλη αυτή την ένταση, το αέριο ανασηκώνεται στο διάστημα με τον ηλιακό άνεμο. "Είναι σαν να κόβετε τη χορδή σε ένα μπαλόνι ηλίου", λέει ο Scherrer.
Μελετώντας πολλά τέτοια γεγονότα, ο Scherrer σκέφτεται ότι αυτός και οι συνάδελφοί του μπορούν να σχεδιάσουν ένα σύστημα που κατατάσσει τις πιθανότητες του Ήλιου να επιδιώκει μια έκρηξη στη Γη - μια κλίμακα που θα μπορούσε να τρέξει από "όλα ξεκάθαρα" έως "να λάβει προφυλάξεις". προβλέψεις, παραδέχεται, και αναγνωρίζει επίσης ότι η ηλιακή πρόβλεψη δεν μπορεί ποτέ να ανταγωνιστεί τις γήινες καιρικές εκθέσεις. Η ηλιακή πρόβλεψη απαιτεί από την ομάδα να συγκρίνει την πρόσφατη δραστηριότητα στον Ήλιο με μοντέλα υπολογιστών. Αλλά τα μοντέλα εμπλέκονται τόσο πολύ ώστε, από τη στιγμή που ο υπολογιστής φουσκώνει μια απάντηση, ο Ήλιος μπορεί να έχει ήδη ξεσπάσει ή να παραμείνει ήσυχος.
Μία από τις μεγαλύτερες ηλιακές εκπλήξεις τα τελευταία 50 χρόνια δεν ήταν κάτι που έκανε ο Ήλιος αλλά κάτι που δεν έκανε: δεν παράγει πολλά ηλιακά σημεία για το μεγαλύτερο μέρος του 2008 και του 2009. «Θα πάμε 60, 70, 80, 90 ημέρες χωρίς ένα μόνο ηλιακό σημείο ", λέει ο συντάκτης της επιστημονικής επιστήμης της NASA Tony Phillips, ο οποίος δημοσιεύει ανεξάρτητα το SpaceWeather.com. "Κατά τη διάρκεια της ζωής των ηλιακών φυσικών, κανείς δεν είχε δει αυτό. Έκπληξε ολόκληρη την κοινότητα. "
Κανείς δεν ξέρει τι προκάλεσε την απόκοσμη ησυχία. Το βαθύ μαγνητικό πεδίο προφανώς δεν στρίβει με τον συνηθισμένο τρόπο, ίσως επειδή τα ηλεκτρικά ρεύματα μέσα στον Ήλιο έγιναν πιο αδύναμα. Μερικοί επιστήμονες εξέφρασαν την εικασία ότι ο ήλιος εξουδετερώνει, τουλάχιστον προσωρινά. Μια ομάδα ηλιακών φυσικών μελετούσε αυτές τις αλλαγές και προέβλεπε ότι η δραστηριότητα του Ήλιου θα μπορούσε να φτάσει μόλις τα μισά από τα πρόσφατα επίπεδα στον επόμενο 11ετή κύκλο ηλιακών κηλίδων. Αυτό θα μπορούσε να έχει ελάχιστες επιπτώσεις στην κλιματική αλλαγή. Για τον περασμένο αιώνα, η ανθρώπινη δραστηριότητα υπερέβαινε κατά πολύ τις διαμορφώσεις του Ήλιου που επηρέασαν το κλίμα της Γης. Εάν το πρότυπο μειωμένης ηλιακής δραστηριότητας συνεχίζεται μέσω ενός άλλου κύκλου του Ήλιου και πέρα από αυτό, η λεπτή μείωση της ενέργειας από τον Ήλιο θα μπορούσε να αντισταθμίσει ελαφρώς την υπερθέρμανση του πλανήτη.
Ο ήλιος αναμένεται να φτάσει στο αποκορύφωμα του τρέχοντος κύκλου της ηλιακής κηλίδας στα τέλη του 2013 ή στις αρχές του 2014. Αλλά δεν υπάρχει λόγος να σκεφτούμε ότι ένας πιο ήρεμος Ήλιος θα παραμείνει με αυτόν τον τρόπο. «Το μεγαλύτερο γεγονός των σωματιδίων και η γεωμεγνητική καταιγίδα στην καταγραμμένη ιστορία» - το 1859 γεγονός που παρατηρήθηκε από τον Carrington - «συνέβησαν κατά τη διάρκεια ενός ηλιακού κύκλου περίπου το ίδιο μέγεθος με αυτό που προβάλλουμε τα επόμενα δύο χρόνια», λέει ο Phillips. Επιπλέον, πρόσφατη μελέτη του Suli Ma και συναδέλφων του στο Κέντρο Αστροφυσικής του Χάρβαρντ-Σμινσόνιαν έδειξε ότι το ένα τρίτο των ηλιακών καταιγίδων που χτυπάει τη Γη δημιουργούνται χωρίς ηλιακές εκλάμψεις ή άλλα προειδοποιητικά σημάδια. Αυτές οι επιθέσεις μάχης υποδηλώνουν ότι ο Ήλιος μπορεί να είναι επικίνδυνος ακόμη και όταν φαίνεται ήρεμος.
Δεν υπάρχει τρόπος να προστατεύσουμε τη Γη από τις εκρήξεις του Ήλιου. ισχυρές καταιγίδες θα διακόψουν πάντα το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας. Αλλά η προειδοποίηση μπορεί να περιορίσει τον αντίκτυπό τους. Οι προφυλάξεις περιλαμβάνουν τη μείωση των φορτίων ισχύος για την αποτροπή των υπερτάσεων στις ηλεκτρικές γραμμές, την τοποθέτηση των δορυφόρων σε ηλεκτρονική ασφαλή λειτουργία και - στους αστροναύτες της NASA για να καταφύγουν στα πιο ενισχυμένα τμήματα του διαστημικού σκάφους τους.
Ακόμη και με τα μέτρα αυτά, ένα γεγονός τόσο σοβαρό όσο οι ηλιακές καταιγίδες του 1859 ή του 1921 θα προκαλέσουν τον όλεθρο, λέει ο ίδιος ο φυσικός του χώρου, Daniel Baker του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, επικεφαλής της έκθεσης του Εθνικού Συμβουλίου Έρευνας του 2008. Οι άνθρωποι αναπτύσσονται όλο και περισσότερο εξαρτημένοι από την τεχνολογία των επικοινωνιών κατά το έτος, λέει ο Μπέικερ, καθιστώντας μας όλο και πιο ευάλωτους στο ηλεκτρομαγνητικό χάος. "Αυτά τα σοβαρά γεγονότα πιθανώς συμβαίνουν κάθε δεκαετία", λέει. "Είναι απλώς ένα θέμα χρόνου πριν κάποιος από αυτούς μας χτυπήσει."
Ο Μπέικερ και οι συνάδελφοί του προέτρεψαν την NASA και την Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση, η οποία διοικεί το Κέντρο Πρόγνωσης του Καιρού στο Boulder του Κολοράντο, να αναπτύξει ένα σύστημα προειδοποιητικών δορυφόρων για το διάστημα. Σήμερα, το μόνο όργανο που μπορεί να καθορίσει την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου μέσα σε μια πλησιάζουσα εκτίναξη της μάζας του σώματος - ένας κρίσιμος παράγοντας για τον προσδιορισμό της βίαιης αλληλεπίδρασης της με τη Γη - είναι ένας δορυφόρος 13 ετών που δεν έχει αντικαταστήσει τη χρονική στιγμή.
"Ο Ήλιος είναι ένα πολύ μεταβλητό αστέρι", προειδοποιεί ο Μπέικερ. "Ζούμε στην εξωτερική του ατμόσφαιρα και το κυβερνο-ηλεκτρικό κουκούλι που περιβάλλει τη Γη υπόκειται στις ιδιοτροπίες του. Θα έπρεπε να συμβιβαστούμε με αυτό. "
Ο Robert Irion διευθύνει το πρόγραμμα επιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στη Σάντα Κρουζ.
Μια ακραία υπεριώδης εικόνα του ήλιου. Οι μπλε περιοχές είναι οι πιο καυτές, σε 1, 8 εκατομμύρια βαθμούς Φαρενάιτ. (NASA / GSFC / ΑΙΑ) 
Όταν μια εκβολή της μάζας του σώματος φτάνει στη Γη, τα ηλιακά σωματίδια ρέουν κατά μήκος των γραμμών μαγνητικού πεδίου, ενεργοποιούν τα αέρια στην ατμόσφαιρα και λάμπουν στα βόρεια φώτα (στη Μανιτόμπα). (Federico Buchbinder) 
Το Παρατηρητήριο Ηλιακής Δυναμικής, που παρουσιάζεται εδώ με τη σύλληψη ενός καλλιτέχνη, ξεκίνησε το 2010 και παρέχει μια άνευ προηγουμένου άποψη του Ήλιου. (NASA) 
Μια οδυνηρή εβδομάδα στον Ήλιο κορυφώθηκε με εκρήξεις την 1η Αυγούστου 2010, που ανάβουν τα βόρεια φώτα στις Ηνωμένες Πολιτείες. (NASA) 
Ήταν "μια από τις πιο εκπληκτικές ημέρες που έχω δει ποτέ στον Ήλιο", λέει ο Karel Schrijver από τις εκρήξεις του Αυγούστου του 2010. (John Lee / Aurora Select) 
Παρατηρήσεις από το Παρατηρητήριο Solar Dynamics παρουσιάζουν εκπληκτική πολυπλοκότητα στην επιφάνεια του Ήλιου. Οι ηλιακοί άνεμοι ρέουν στο διάστημα από μια σκοτεινή "στεφανιαία τρύπα". (NASA) 
Ένα μαγνητικό νήμα που χορεύει στο νότιο ημισφαίριο του Ήλιου έχει μήκος περίπου 340.000 μίλια, ή περίπου 40% μεγαλύτερο από την απόσταση από τη Γη έως τη Σελήνη. (Didier Favre) 
Μια ηλιακή φωτοβολίδα που εκρήγνυται από τον Ήλιο εντοπίζει φωτεινούς μαγνητικούς βρόχους. (NASA) 
Ο Philip Scherrer, κοντά στο ηλιακό παρατηρητήριο του Στάνφορντ, χρησιμοποιεί ηλιόσφαιρα και μαγνητική απεικόνιση για να κατανοήσει τις βαθιές δομές του Ήλιου και να δει τι συμβαίνει στην μακρινή πλευρά του αστεριού - προτού να μετατραπεί σε πιθανό πρόβλημα. (John Lee / Aurora Select) 
Μια μαγνητική εικόνα του Ήλιου. (NASA) 
Τα εργαλεία Παρατηρητηρίου Solar Dynamics στέλνουν τις εικόνες του Ήλιου σε διαφορετικά μήκη κύματος. Ένα μήκος κύματος μίας εκτοξεύσεως μάζας της στεφανιαίας το περασμένο καλοκαίρι δείχνει έκρηξη ακτινοβολίας και μαγνητισμένου υλικού που εκρήγνυται από τον Ήλιο. (NASA) 
Αυτό το μήκος κύματος δίνει μια σαφέστερη εικόνα του κύματος έκρηξης καθώς η έκρηξη εξαπλώθηκε στην επιφάνεια του Ήλιου. (NASA)
