Μια από τις πιο ισχυρές γεωμαγνητικές καταιγίδες των τελευταίων δεκαετιών χτύπησε πριν από λίγες μέρες τον πλανήτη μας προκαλώντας μια έντονη εκδήλωση του σέλαος στην ατμόσφαιρα αλλά και δυσλειτουργίες στους τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους και τα ηλεκτρικά δίκτυα.
Ένας από τους ανθρώπους που γνωρίζουν καλύτερα από τον καθένα τι ακριβώς συνέβη είναι ο Δρ. Γιάννης Ζουγανέλης που από το 2014 είναι deputy project scientist στην ευρωπαϊκή αποστολή μελέτης του Ήλιου με το διαστημικό παρατηρητήριο Solar Orbiter που παρακολουθεί συνεχώς την ηλιακή δραστηριότητα. Ο Έλληνας επιστήμονας που πρόσφατα έγινε Συντονιστής των αποστολών του ηλιακού συστήματος στον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) μιλά στο Naftemporiki.gr για την πρόσφατη ισχυρή γεωμαγνητική καταιγίδα και το φαινόμενο αυτό γενικότερα καθώς και για το πρόγραμμα διαστημικής εξερεύνησης της ESA.
Ποια ήταν η πηγή της πρόσφατης γεωμαγνητικής καταιγίδας και γιατί ήταν τόσο ισχυρή;
Η πρόσφατη γεωμαγνητική καταιγίδα προκλήθηκε από μια σειρά ηλιακών εκρήξεων, συμπεριλαμβανομένων των εκτινάξεων στεμματικής ύλης (Coronal Mass Ejections – CMEs). Η καταιγίδα ήταν ιδιαίτερα ισχυρή λόγω ενός μεγάλου και μαγνητικά πολύπλοκου σμήνους ηλιακών κηλίδων, γνωστού ως περιοχή NOAA 3664, το οποίο εκτείνεται σε εντυπωσιακό μέγεθος 16 φορές τη διάμετρο της Γης. Αυτή η περιοχή παρήγαγε αρκετές ισχυρές εκλάμψεις, συμβάλλοντας στο αυξημένο επίπεδο συναγερμού και στην ένταση της γεωμαγνητικής καταιγίδας.
Η καταιγίδα κατατάχθηκε ως G4 στην κλίμακα γεωμαγνητικών καταιγίδων, η οποία κυμαίνεται από G1 (ελαφριά) έως G5 (έκτακτη). Αυτές οι καταιγίδες προκύπτουν από διακυμάνσεις στον ηλιακό άνεμο που προκαλούν μεγάλες αλλαγές στα ηλεκτρικά ρεύματα, τις ιδιότητες του πλάσματος και τα πεδία στη μαγνητόσφαιρα της Γης. Οι συνθήκες που οδήγησαν σε αυτή την ισχυρή καταιγίδα περιελάμβαναν παρατεταμένες περιόδους υψηλής ταχύτητας ηλιακού ανέμου και ένα νότια κατευθυνόμενο μαγνητικό πεδίο ηλιακού ανέμου, το οποίο είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό για τη μεταφορά ενέργειας από τον ηλιακό άνεμο στη μαγνητόσφαιρα της Γης.
Ο αντίκτυπος μιας τέτοιας καταιγίδας μπορεί να είναι σημαντικός, με πιθανή διατάραξη των επικοινωνιών, του ηλεκτρικού δικτύου, της πλοήγησης, του ραδιοφώνου και των λειτουργιών των δορυφόρων. Ενώ οι γεωμαγνητικές καταιγίδες είναι φυσικά και συνήθη φαινόμενα, η δύναμη και η πιθανότητα διατάραξης μπορεί να διαφέρει, και αυτή η πρόσφατη καταιγίδα ήταν η ισχυρότερη από το 2003.
Γνωρίζουμε ότι αυτές οι καταιγίδες εκτός από φυσικά φαινόμενα όπως το σέλας προκαλούν προβλήματα λειτουργίας στους τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους. Υπάρχει περίπτωση κάποια γεωμαγνητική καταιγίδα να απειλήσει πιο σοβαρά την ανθρωπότητα;
Οι γεωμαγνητικές καταιγίδες, ενώ είναι κυρίως γνωστές για τις όμορφες εκδηλώσεις τους όπως το βόρειο σέλας, έχουν πράγματι τη δυνατότητα να προκαλέσουν σημαντικές διαταραχές στην τεχνολογικά εξαρτημένη κοινωνία μας. Η πιο σοβαρή απειλή που παρουσιάζουν είναι για τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας, τα συστήματα επικοινωνίας και τους δορυφόρους μας. Μια ιδιαίτερα ισχυρή γεωμαγνητική καταιγίδα θα μπορούσε, θεωρητικά, να προκαλέσει εκτεταμένες διακοπές ρεύματος και να διαταράξει τις λειτουργίες των δορυφόρων, πράγμα που θα είχε κατακλυσμικό αποτέλεσμα σε διάφορες πτυχές της σύγχρονης ζωής, συμπεριλαμβανομένων της πλοήγησης, των τηλεπικοινωνιών και ακόμη και των τραπεζικών συστημάτων.
Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι, ενώ οι γεωμαγνητικές καταιγίδες μπορούν να προκαλέσουν σημαντικές τεχνολογικές διαταραχές, δεν είναι επιβλαβείς για τους ανθρώπους στην επιφάνεια της Γης απευθείας. Η ατμόσφαιρά μας και η μαγνητόσφαιρα παρέχουν αποτελεσματική προστασία από την ακτινοβολία αυτών των γεγονότων. Ο πραγματικός κίνδυνος βρίσκεται στην πιθανότητα αυτές οι καταιγίδες να επηρεάσουν την υποδομή στην οποία βασιζόμαστε.
Όσον αφορά την περίπτωση μιας γεωμαγνητικής καταιγίδας να απειλήσει πιο σοβαρά την ανθρωπότητα, θα χρειαζόταν ένα εξαιρετικά ισχυρό γεγονός, παρόμοιο με εκείνο του Carrington το 1859, για να προκαλέσει καταστροφικές επιπτώσεις. Ένα τέτοιο γεγονός θεωρείται πολύ σπάνιο. Παρ ‘όλα αυτά, οι επιστήμονες και οι ειδικοί του διαστημικού καιρού εργάζονται για τη βελτίωση των ικανοτήτων πρόβλεψής μας και αναπτύσσουν τεχνολογίες για την αντιμετώπιση των επιπτώσεων αυτών των καταιγίδων για να αποτρέψουν τέτοια σενάρια.
πηγή φωτό NASAΒρισκόμαστε σε φάση έξαρσης της ηλιακής δραστηριότητας η οποία παράγει και τα φαινόμενα των εκλάμψεων που οδηγούν στις γεωμαγνητικές καταιγιδες και αν ναι υπάρχει κάποια πρόβλεψη για το πότε θα υπάρξει κάποια ύφεση της ηλιακής δραστηριότητας;
Ναι, βρισκόμαστε στον Ηλιακό Κύκλο 25, ο οποίος ξεκίνησε τον Δεκέμβριο του 2019. Η ηλιακή δραστηριότητα αυξάνεται ενόψει του προβλεπόμενου ηλιακού μέγιστου το 2025. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, ο Ήλιος εμφανίζει αυξημένη μαγνητική δραστηριότητα, που περιλαμβάνει πιο συχνές ηλιακές εκλάμψεις και εκτινάξεις στεμματικής ύλης.
Το ηλιακό μέγιστο είναι η περίοδος κατά την οποία το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου είναι πιο περίπλοκο, με αποτέλεσμα τον μεγαλύτερο αριθμό ηλιακών κηλίδων και ηλιακών εκλάμψεων. Μετά το ηλιακό μέγιστο, τα επίπεδα δραστηριότητας θα μειωθούν σταδιακά προς ένα ηλιακό ελάχιστο, σηματοδοτώντας μια περίοδο χαμηλότερης ηλιακής δραστηριότητας. Η τρέχουσα πρόβλεψη υποδεικνύει ότι το αποκορύφωμα του Ηλιακού Κύκλου 25 θα συμβεί μεταξύ Νοεμβρίου 2024 και Μαρτίου 2026, λαμβάνοντας υπόψη τα σφάλματα της πρόβλεψης.
Μετά την κορύφωση, η ηλιακή δραστηριότητα θα μειωθεί καθώς κινούμαστε προς το επόμενο ηλιακό ελάχιστο. Ωστόσο, η πρόβλεψη του ακριβούς χρόνου και διάρκειας αυτής της πτώσης είναι δύσκολη λόγω της πολύπλοκης φύσης των ηλιακών μαγνητικών πεδίων, τα οποία δεν κατανοούμε πλήρως. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν ιστορικά δεδομένα και μοντέλα για να εκτιμήσουν αυτούς τους κύκλους, αλλά υπάρχει εγγενής αβεβαιότητα σε αυτές τις προβλέψεις.
Σε ποια φάση βρίσκεται πλέον η αποστολή Solar Orbiter και ποιοι είναι οι άμεσοι αλλά και πιο μακρινοί στόχοι των παρατηρήσεων και ερευνών σας στον Ήλιο;
Η αποστολή Solar Orbiter του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), σε συνεργασία με τη NASA, βρίσκεται επί του παρόντος στην κύρια φάση της αποστολής, η οποία ξεκίνησε τον Νοέμβριο του 2021. Το διαστημικό σκάφος έχει σχεδιαστεί για να πραγματοποιήσει λεπτομερείς μετρήσεις της εσωτερικής ηλιόσφαιρας και του αναδυόμενου ηλιακού ανέμου, καθώς και για να πραγματοποιήσει στενές παρατηρήσεις των πολικών περιοχών του Ήλιου, οι οποίες είναι δύσκολο να παρατηρηθούν από τη Γη. Οι άμεσοι στόχοι της αποστολής είναι
– Να λάβει τις πλησιέστερες ποτέ εικόνες του Ήλιου και για πρώτη φορά, να αποτυπώσει εικόνες από κοντά των πολικών περιοχών του Ήλιου.
– Να μετρήσει τη σύνθεση του ηλιακού ανέμου και να τη συνδέσει με την περιοχή προέλευσής του στην επιφάνεια του Ήλιου.
Οι πιο μακροπρόθεσμοι στόχοι έρευνας περιλαμβάνουν τα παρακάτω
– Να κατανοήσει τι κινητοποιεί τον 11ετή κύκλο της μαγνητικής δραστηριότητας του Ήλιου.
– Να διερευνήσει τι θερμαίνει το ανώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας του Ήλιου, το στέμμα, σε εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.
– Να καθορίσει τι παράγει τον ηλιακό άνεμο και τι τον επιταχύνει σε ταχύτητες εκατοντάδων χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο.
– Να μελετήσει πώς ο Ήλιος δημιουργεί και ελέγχει την ηλιόσφαιρα, την τεράστια φούσκα φορτισμένων σωματιδίων και μαγνητικών πεδίων που περιβάλλει το ηλιακό μας σύστημα.
Η αποστολή αναμένεται να συμβάλει καθοριστικά στην κατανόησή μας για το πώς λειτουργεί η εσωτερική ηλιόσφαιρα και τις επιπτώσεις της ηλιακής δραστηριότητας σε αυτήν. Το Solar Orbiter είναι εξοπλισμένο με 10 όργανα, συνδυάζοντας τηλεσκόπια υψηλής ανάλυσης με μετρήσεις από το περιβάλλον ακριβώς γύρω από το διαστημικό σκάφος για να δημιουργήσει μια περιεκτική εικόνα των εσωτερικών λειτουργιών του Ήλιου.
πηγή φωτο ESA
Εκτός από τον Ήλιο με ποιο άλλο πεδίο έρευνας του Διαστήματος και των κοσμικών φαινομένων θα θέλατε να ασχοληθείτε;
Πρόσφατα τοποθετήθηκα στη θέση συντονισμού των αποστολών του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος στο ηλιακό σύστημα, οπότε ήδη ασχολούμαι με ένα πλήθος πεδίων έρευνας. Η ESA εμπλέκεται σε μια ευρεία γκάμα πεδίων διαστημικής έρευνας εντός του ηλιακού συστήματος, πέρα από τη μελέτη του Ήλιου, όπως στα παρακάτω παραδείγματα:
– Εξερεύνηση της Αφροδίτης: Η ESA επέλεξε τον περασμένο Ιανουάριο την πρωτοποριακή αποστολή EnVision, που θα εκτοξευτεί το 2031, για να παρέχει μια ολιστική άποψη του πλανήτη Αφροδίτη, από τον εσωτερικό πυρήνα του μέχρι την ανώτερη ατμόσφαιρα.
– Μελέτες Κομητών: Αποστολές όπως ο Philae lander της Rosetta έχουν εξερευνήσει κομήτες, όπως ο 67P/Churyumov-Gerasimenko. Το 2014 ήταν η πρώτη φορά που η ανθρωπότητα, χάρη στην ESA, προσεδάφισε διαστημική αποστολή πάνω σε κομήτη, για να κατανοήσει τη σύνθεση και την ιστορία του κομήτη καθώς και την ιστορία του ηλιακού συστήματος. Η επόμενη αποστολή Comet Interceptor θα εκτοξευθεί το 2029.
– Ο Κρόνος και οι Δορυφόροι του: Χρησιμοποιώντας δεδομένα από την αποστολή Cassini-Huygens, οι επιστήμονες μελετούν τον μεγαλύτερο δορυφόρο του Κρόνου, τον Τιτάνα, και τις δυναμικές γεωλογικές διαδικασίες του.
– Εξερεύνηση του Ερμή: Η αποστολή BepiColombo που εκτοξεύτηκε το 2018 σε συνεργασία με τον Ιαπωνικό Οργανισμό Διαστήματος, JAXA, στοχεύει στην εξερεύνηση του Ερμή, του εσωτερικότερου πλανήτη του Ηλιακού Συστήματος. Η αποστολή οδεύει στον Ερμή τον οποίο θα πλησιάσε για τρίτη φορά τον Σεπτέμβρη του 2024 και αναμένεται να μπει σε τελική τροχιά στο τέλος του 2025.
– Οι Παγωμένοι Δορυφόροι του Δία: Η αποστολή JUpiter ICy moons Explorer (JUICE), που εκτοξεύτηκε το 2023, θα εξερευνήσει τους παγωμένους δορυφόρους του Δία και ιδιαίτερα τον Γανυμήδη, επικεντρώνοντας στο δυναμικό τους να φιλοξενούν ζωή και στα μοναδικά περιβάλλοντά τους.
Η έρευνα της ESA δεν αφορά μόνο την κατανόηση των ουράνιων σωμάτων, αλλά και την κατανόηση της σχέσης της Γης με άλλους πλανήτες και το ευρύτερο Σύμπαν. Αυτή η έρευνα βοηθά στην απάντηση σημαντικών ερωτημάτων σχετικά με την εξέλιξη του ηλιακού μας συστήματος, την προέλευση της ζωής και εάν είμαστε μόνοι στο Σύμπαν. Διαθέτουμε ένα πλήρες και συναρπαστικό πρόγραμμα διαστημικής εξερεύνησης και διαστημικής επιστήμης στα επόμενα χρόνια το οποίο θα διατηρήσει την Ευρώπη στην κορυφή της επιστημονικής έρευνας, ειδικά σε τομείς στους οποίους η Ευρώπη είναι ήδη πρωτοπόρα.
