Surf είναι στον Ήλιο! Το αγαπημένο μας διαστημικό σκάφος, το Παρατηρητήριο Ηλιακής Δυναμικής (SDO) έχει καταλήξει σε αποδεικτικά στοιχεία για κλασικά «κύματα σέρφερ» στην ατμόσφαιρα του Ήλιου. Ο εντοπισμός αυτών των κυμάτων θα βοηθήσει την κατανόησή μας για το πώς η ενέργεια κινείται μέσω της ηλιακής ατμόσφαιρας, γνωστή ως η κορώνα και ίσως ακόμη και να βοηθήσει τους ηλιακούς φυσικούς να είναι σε θέση να προβλέψουν γεγονότα όπως τα Coronal Mass Ejections.
Ακριβώς όπως ένα κύμα σερφ στη Γη, το αντίστοιχο ηλιακό σχηματίζεται από τους ίδιους μηχανικούς ρευστών - σε αυτήν την περίπτωση είναι ένα φαινόμενο γνωστό ως αστάθεια Kelvin-Helmholtz. Δεδομένου ότι οι επιστήμονες γνωρίζουν πώς αυτά τα είδη κυμάτων διασκορπίζουν την ενέργεια στο νερό, μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτές τις πληροφορίες για να κατανοήσουν καλύτερα την κορώνα. Αυτό με τη σειρά του, μπορεί να βοηθήσει στην επίλυση ενός μόνιμου μυστηρίου του γιατί η κορώνα είναι χιλιάδες φορές πιο ζεστή από την αρχικά αναμενόμενη.
«Ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα σχετικά με την ηλιακή κορώνα είναι ο μηχανισμός θέρμανσης», λέει ο ηλιακός φυσικός Leon Ofman του Goddard Space Flight Center της NASA, Greenbelt, MD και Καθολικό Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον. «Η κορώνα είναι χίλιες φορές πιο ζεστή από την ορατή επιφάνεια του ήλιου, αλλά αυτό που τη θερμαίνει δεν είναι καλά κατανοητή. Οι άνθρωποι έχουν προτείνει ότι τέτοια κύματα μπορεί να προκαλέσουν αναταράξεις που προκαλούν θέρμανση, αλλά τώρα έχουμε άμεσα στοιχεία για τα κύματα Kelvin-Helmholtz ».
Παρόλο που αυτά τα κύματα εμφανίζονται συχνά στη φύση εδώ στη Γη, κανείς δεν τα είχε δει στον Ήλιο. Αλλά αυτό ήταν πριν από το SDO.
Ο Ofman και οι συνάδελφοί του εντόπισαν αυτά τα κύματα σε εικόνες που τραβήχτηκαν στις 8 Απριλίου 2010 σε μερικές από τις πρώτες εικόνες που τραβήχτηκαν στην κάμερα από την SDO, η οποία ξεκίνησε τον Φεβρουάριο του περασμένου έτους και άρχισε να καταγράφει δεδομένα στις 24 Μαρτίου 2010. Η Ofman & η ομάδα μόλις δημοσίευσαν μια εφημερίδα στο Astrophysical Journal Letters.
Οι αστάθειες Kelvin-Helmholtz εμφανίζονται όταν δύο υγρά διαφορετικής πυκνότητας ή ταχύτητας ρέουν το ένα από το άλλο. Στην περίπτωση των ωκεανών κυμάτων, αυτό είναι το πυκνό νερό και ο ελαφρύτερος αέρας. Καθώς ρέουν μεταξύ τους, οι μικροί κυματισμοί μπορούν να ενισχυθούν γρήγορα στα γιγαντιαία κύματα που αγαπούν οι surfers. Στην περίπτωση της ηλιακής ατμόσφαιρας, η οποία αποτελείται από ένα πολύ ζεστό και ηλεκτρικά φορτισμένο αέριο που ονομάζεται πλάσμα, οι δύο ροές προέρχονται από μια έκταση πλάσματος που εκρήγνυται από την επιφάνεια του ήλιου καθώς περνά από πλάσμα που δεν εκρήγνυται. Η διαφορά στις ταχύτητες ροής και στις πυκνότητες σε αυτό το όριο πυροδοτεί την αστάθεια που συσσωρεύεται στα κύματα.
Στον ήλιο, τα δύο υγρά είναι και τα δύο πλάσματα - εκτάσεις εξαιρετικά καυτών, φορτισμένων αερίων - που αλληλεπιδρούν. Το ένα εκρήγνυται από την επιφάνεια και ξεπερνά ένα δεύτερο πλάσμα που δεν εκρήγνυται. Η προκύπτουσα αναταραχή είναι μια μορφή κυμάτων Kelvin-Helmholtz.
Το πλάσμα που εκρήγνυται πιθανότατα από μια εκτοξευτική μάζα, όπως παρατηρήθηκε νωρίτερα αυτή την εβδομάδα, όπου ο Ήλιος ωθεί βίαια τεράστιες ποσότητες σωματιδίων πλάσματος υψηλής ταχύτητας στο διάστημα. Έτσι, γνωρίζοντας περισσότερα για το πώς θερμαίνεται η κορώνα και ποιες είναι οι συνθήκες λίγο πριν από τη μορφή των κυμάτων KH, μπορεί να δώσει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να προβλέψουν ένα επόμενο CME, που είναι ένας μακροχρόνιος στόχος των ηλιακών επιστημόνων.
Όμως, αν βρούμε τον ακριβή μηχανισμό θέρμανσης της κορώνας πιθανότατα, οι ηλιακοί φυσικοί θα απασχοληθούν για αρκετό καιρό. Ωστόσο, η ικανότητα του SDO να καταγράφει εικόνες ολόκληρου του ήλιου κάθε 12 δευτερόλεπτα με τόσο ακριβείς λεπτομέρειες σίγουρα θα παρέχει τα απαραίτητα δεδομένα.
Πηγή: NASA
Μπορείτε να ακολουθήσετε τον ανώτερο συντάκτη του Space Magazine Nancy Atkinson στο Twitter: @Nancy_A. Ακολουθήστε το Space Magazine για τις τελευταίες ειδήσεις για το διάστημα και την αστρονομία στο Twitter @universetoday και στο Facebook.
