Την παραμονή των Χριστουγέννων, 24 Δεκεμβρίου 2024, το διαστημικό σκάφος Parker Solar Probe τελικά «άγγιξε» με επιτυχία τον Ήλιο. Αναπτύσσοντας ταχύτητα 700.000 km/h έφτασε σε απόσταση ρεκόρ από το άστρο μας, μόλις 6,1 εκατομμύρια χιλιόμετρα από την «επιφάνειά» του. Η ομάδα επιχειρήσεων της αποστολής στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής Johns Hopkins (APL) έλαβε σήμα λίγο πριν τα μεσάνυχτα της 26ης Δεκεμβρίου, από το διαστημικό σκάφος που δείχνει ότι είναι καλά στην υγεία του και λειτουργεί κανονικά. Το διαστημόπλοιο αναμένεται να στείλει στη Γη λεπτομερή δεδομένα τηλεμετρίας για την κατάστασή του την 1η Ιανουαρίου 2025.
Βασικά, σχεδόν προσγειωνόμαστε σε ένα άστρο, είχε δηλώσει πάνω στον ενθουσιασμό του ο Dr Nour Raouafi, μέλος της ερευνητικής ομάδας PSP. Όμως, τι σόι προσγείωση(*) είναι αυτή σε απόσταση 6,1 εκατομμύρια χιλιόμετρα από την επιφάνειά του; Αφού όταν λέμε «επιφάνεια» του Ήλιου εννοούμε την σφαιρική επιφάνεια με ακτίνα περίπου 700.000 χιλιόμετρα από το κέντρο του – την επιφάνεια που ορίζει το κάτω όριο της φωτόσφαιρας.
Σε αντίθεση με τη Γη, ο Ήλιος προφανώς δεν έχει στερεά επιφάνεια για να λέμε ότι το διαστημικό σκάφος προσγειώθηκε ή προσεδαφίστηκε. Είναι ένα καυτό ιονισμένο αέριο που ονομάζεται πλάσμα. Η φωτόσφαιρα, απ΄οπου προέρχεται το φως που βλέπουμε είναι η ορατή επιφάνεια του Ήλιου. Πέρα από αυτή συνεχίζει να υπάρχει υλικό που συγκρατείται από την βαρύτητα και τις μαγνητικές δυνάμεις. Καθώς αυτό το υλικό απομακρύνεται από τον Ήλιο εξαιτίας της θερμότητας και της πίεσης, φτάνει σε ένα σημείο όπου οι βαρυτικές δυνάμεις και τα μαγνητικά πεδία είναι πολύ αδύναμα για να το συγκρατήσουν. Αυτό καθορίζει μια νέα επιφάνεια που είναι γνωστή ως «επιφάνεια Alfvén». Εκτιμάται ότι βρίσκεται σε απόσταση 10 έως 20 ηλιακών ακτίνων. Δεδομένου ότι ό Ήλιος έχει ακτίνα 696.340 χιλιόμετρα, η περιοχή Alfvén εκτείνεται από 6,96 έως 15,93 εκαταμμύρια χιλιόμετρα από το κέντρο του Ήλιου ή 6,27 εκατομμύρια χιλιόμετρα από την επιφάνεια που καθορίζει η ακτίνα του Ήλιου.
Η επιφάνεια Alfvén είναι το όριο όπου ο ηλιακός άνεμος – το καυτό ιονισμένο αέριο που εκπέμπεται από τον Ήλιο – απελευθερώνεται από τον Ήλιο και εκτοξεύεται στο διάστημα. Και το Parker Solar Probe την παραμονή των Χριστουγέννων διείσδυσε πολύ βαθειά -σχεδόν 200.000 χιλιόμετρα – κάτω από αυτή την επιφάνεια.
Το θερμό αέριο εκτοξεύεται από τον Ήλιο, όλο και πιο γρήγορα λόγω της πίεσής του, παρότι έλκεται βαρυτικά προς το εσωτερικό του Ήλιου. Και κάποια στιγμή κινείται πιο γρήγορα από την ταχύτητα του ήχου! Εκεί βρίσκεται η επιφάνεια Alfvén. Πέρα από αυτή την επιφάνεια, ο ηλιακός άνεμος γίνεται υπερηχητικός, επομένως καμία διαταραχή στη ροή του δεν μπορεί να επηρεάσει τον Ήλιο από κάτω.
Βέβαια ο «ήχος» στον ηλιακό άνεμο είναι πολύ διαφορετικός από τον ήχο στη Γη. Στη Γη υπάρχει ο άερας. Ο Ήλιος έχει ιόντα – άτομα αερίου τόσο θερμά που έχουν απογυμωνθεί από τα ηλεκτρόνιά τους – τα οποία αλληλεπιδρούν με ισχυρά μαγνητικά πεδία. Μπορούμε να φανταστούμε αυτά τα πεδία ως τεντωμένα λαστιχάκια, με τα ιόντα δεμένα σε αυτά που δονούνται μπρος-πίσω μαζί! Θα μπορούσαμε να ονομάσουμε αυτές τις δονήσεις ως «ήχο», αλλά ο τεχνικός όρος είναι κύματα Alfvén . Ο Hannes Alfvén ήταν αυτός που μελέτησε και κατάλαβε πόσο γρήγορα κινούνται αυτά τα κύματα. Ο Eugene Parker μελέτησε την επιφάνεια όπου η ταχύτητα του ηλιακού ανέμου υπερβαίνει την ταχύτητα των κυμάτων Alfvén.
Και την παραμονή των Χριστουγέννων ένα ανθρώπινο κατασκεύασμα διείσδυσε αρκετά κάτω από αυτή την επιφάνεια! Αυτή η περιοχή είναι παράξενη, και όσο περισσότερο την μελετάμε, τόσο πιο περίπλοκη φαίνεται.
Πιθανότατα έχετε ακούσει το αστείο με την έκφραση «έστω μια σφαιρική αγελάδα». Το αρχικό μοντέλο του ηλιακού ανέμου του Eugene Parker ήταν σφαιρικά συμμετρικό, έτσι φαντάστηκε τον ηλιακό άνεμο να εκτοξεύεται κατευθείαν έξω από τον Ήλιο προς όλες τις κατευθύνσεις. Σε αυτό το μοντέλο, η επιφάνεια Alfvén είναι η σφαιρική επιφάνεια όπου ο ηλιακός άνεμος γίνεται πιο γρήγορος από τα κύματα Alfvén. Αλλά στην πραγματικότητα η επιφάνεια του Ήλιου είναι τρελή και δυναμική, με ηλιακές κηλίδες να κάνουν ηλιακές εκλάμψεις, και κάθε είδους παράξενες δομές από πλάσμα και μαγνητικά πεδία (όπως spicules, ‘coronal streamers’ και ‘pseudostreamers’) … δύσκολα και πολύ περίπλοκα πράγματα. Άλλωστε, πρόκειται για έναν ολόκληρο κλάδο επιστήμης! Η επιφάνεια του Alfvén δεν είναι μια απλή σφαίρα: είναι αφρώδης και μεταβάλλεται τυχαία. Και το Parker Solar Probe θα μας βοηθήσει να μάθουμε τι συμβαίνει εκεί.
Υπάρχει και κάτι ακόμα πολύ πιο ενυπωσιακό. Ένα άστρο – κόκκινος νάνος – που βρίσκεται σε απόσταση 41 έτη φωτός από τη Γη, το TRAPPIST-1, είναι πιθανό να έχει έξι πλανήτες κάτω από την επιφάνειά του Alfvén! Αυτό σημαίνει ότι αυτοί οι πλανήτες μπορούν να δημιουργήσουν κύματα Alfvén στην ατμόσφαιρα του άστρου. Την μουσική των σφαιρών;
Διαβάστε περισσότερα:
1. NASA’s Parker Solar Probe Reports Successful Closest Approach to Sun – https://blogs.nasa.gov/parkersolarprobe/
2. The Parker Solar Probe – https://johncarlosbaez.wordpress.com/2024/12/25/the-parker-solar-probe/
(*) για τους λεξικολογούντες προσεδάφιση (ή μήπως προσηλίωση κατά το προσελήνωση)
Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ, ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ
physicsgg 
Σχολιάστε