Ηλιακό σύστημα : Ο ηλιακός κύκλος

Αυτό το κοντινό πλάνο ηλιακής κηλίδας συγκεταλέγεται μεταξύ των ευκρινέστερων φωτογραφιών του Ήλιου που έχουν βγει ποτέ. Αποκαλύπτει μικρά χαρακτηριστικά της τάξεως των 100 χιλιομέτρων, συμπεριλαμβανομένων των σκοτεινών σημειακών και νηματοειδών πυρήνων που τρέχουν κατα μήκος λαμπρών νημάτων τα οποία αναδύονται από την κεντρική σκοτεινή κηλίδα.

Η περισσότερη από την επιφανειακή δραστηριότητα του Ήλιου δεν είναι μόνο μια πυρηνική οργή εκρήξεων : υπάρχει ένας διακριτός ηλιακός κύκλος 11 ετών κατά τη διάρκεια του οποίου, στην γαλήνια - σχετικά - επιφάνεια δημιουργούνται βαθμηδόν μανιασμένοι ανεμοστρόβιλοι και τ' ανάπαλιν. Παρόλο που οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι έχουν κατανοήσει τις αρχές που διέπουν αυτό τον κύκλο, τα μυστικά που κρύβει είναι ακόμα αρκετά.

Απ' ότι φαίνεται, τα περισσότερα εξωτερικά κι εσωτερικά χαρακτηριστικά του Ήλιου συνδέονται με την μαγνητική δραστηριότητα. Αυτά που γνωρίζουμε καλύτερα απ' όλα, είναι ίσως οι ηλιακές κηλίδες : σκοτεινές περιοχές που εμφανίζονται κι εξαφανίζονται σε λίγες εβδομάδες, μπορούν ν' αποκτήσουν μέγεθος μεγαλύτερο της Γης και σχηματίζουν σύνθετες ομάδες. Οι ηλιακές κηλίδες δεν είναι στ' αλήθεια σκοτεινές, μοιάζουν τέτοιες γιατί σε σύγκριση με τον πυρετό που επικρατεί στο περιβάλλον της φωτόσφαιρας είναι ψυχρές : αν την αφαιρούσαμε από τον ήλιο και την αφήναμε στο διάστημα, θα έλαμπε λαμπρά.

Το κοντινό πλάνο μιας ηλιακής κηλίδας αποκαλύπτει την επήρεια του μαγνητικού πεδίου : οι εξώτερες άκρες της μοιάζουν πολύ στα σχέδια που δημιουργούν τα ρινίσματα σιδήρου γύρω από έναν μαγνήτη.

.

Κατά τη διάρκεια της έντονης ηλιακής δραστηριότητας, οι ηλιακές κηλίδες, καθώς ταξιδεύουν διαμέσου της φωτόσφαιρας, εμφανίζονται κατά μεγάλες ομάδες σαν τεράστιες θηλιές του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου. Οι ομάδες αυτές μπορούν να έχουν μέγεθος πολλές φορές μεγαλύτερο από εκείνο της Γης κι η τυπική τους διάρκεια είναι ένας μήνας.

Πάνω από τις κηλίδες, στη χρωμόσφαιρα, βρίσκουμε προεξοχές. Είναι ορατές κυρίως κατά τις ηλιακές εκλείψεις, όταν ο όγκος της Σελήνης σκιάζει την λαμπρότητα του Ήλιου. Πρόκειται για τόξα αερίου που λάμπουν κόκκινα επειδή είναι ψυχρότερα και μοιάζει ότι ακολουθούν τις αόρατες γραμμές του μαγνητικού πεδίου.

Συχνά, μεγάλες θηλειές του πεδίου αυτού μοιάζουν να " προπίπτουν " από τη φωτόσφαιρα στα διαφανή ανώτερα στρώματα της ηλιακής ατμόσφαιρας. Ενδεχομένως το πεδίο σχηματίζει ένα μικρό κύκλωμα σύνδεσης - τις θηλειές - κοντά στην ηλιακή επιφάνεια, με αποτέλεσμα να ελευθερώνονται τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Το περίσσευμά της μπορεί να θερμάνει τεράστια νέφη ηλεκτρικά φορτισμένου αερίου που αναφλέγονται κατά μήκος του ηλιακού συστήματος σαν εκλάμψεις κι ακόμα μεγαλύτερες " εκρήξεις στέμματος ".

.

Κατά τη διάρκεια της ήρεμης περιόδου, μοναδικές, καλά ορισμένες ηλιακές κηλίδες, εμφανίζονται κι εξαφανίζονται σε λίγες μέρες. Στη φωτογραφία κυριαρχεί μια κηλίδα απ' όπου αναδύεται η μαγνητική θηλειά που ξαναβυθίζεται πιο ήρεμα.

Για τον γήϊνο παρατηρητή, οι ηλιακές κηλίδες είναι η πιο προφανής απόδειξη του ηλιακού κύκλου. Στην αρχή κάθε κύκλου, στα γεωγραφικά πλάτη των 35 μοιρών βόρεια και νότια του ηλιακού ισημερινού, συναντάμε λίγες μόνο κηλίδες και μερικά σημεία άλλων δραστηριοτήτων όπως εκλάμψεις και προεξοχές.

Καθώς ο ηλιακός κύκλος προχωρεί, οι κηλίδες πλησιάζουν περισσότερο στον ισημερινό κι ο αριθμός τους αυξάνεται βαθμιαία. Οι προεξοχές γίνονται περισσότερες κι οι εκλάμψεις συχνότερες. Πέντε χρόνια περίπου αργότερα, οι κηλίδες συγκεντρώνονται γύρω από τα γεωγραφικά πλάτη των 15 μοιρών κι ο αριθμός τους φθάνει στην μέγιστη τιμή. Τα επόμενα χρόνια οι κηλίδες πλησιάζουν ακόμα περισσότερο στον ισημερινό, αλλά ο αριθμός τους μειώνεται και μπορεί να εξαφανιστούν όλες μαζί.

Παρόλο που ο ορατός αυτός κύκλος ολοκληρώνεται σε 11 χρόνια κατά μέσο όρο, στο τέλος κάθε κύκλου η μαγνητική πόλωση των κηλίδων αλλά κι ολόκληρο το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου αντιστρέφονται κι έτσι τα χρόνια που χρειάζονται για την επαναφορά του στην αρχική κατάσταση είναι 22.

.

Στη φωτογραφία βλέπουμε μια μεγάλη ακανόνιστη ομάδα ηλιακών κηλίδων αλλά και την αναβράζουσα κόκκωση της ηλιακής επιφάνειας. Με μήκος 700 έως 1.000 χιλιόμετρα, κάθε κόκκος περιέχει καυτό αέριο που προέρχεται από το εσωτερικό του Ήλιου και κοχλάζει.

Οι μεταβολές του ηλιακού μαγνητισμού είναι το κλειδί κατανόησης του ηλιακού κύκλου. Το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου δεν μοιάζει μ' εκείνο της Γης που δημιουργείται από την περιστροφή των υγρών μαζών που βρίσκονται στο κέντρο της. Αντίθετα, σχηματίζεται από την κίνηση μεγάλης κλίμακας του ηλεκτρικά φορτισμένου αερίου στο εσωτερικό του.

Καθώς τα διαφορετικά μέρη του Ήλιου περιστρέφονται με διαφορετική ταχύτητα ( που κυμαίνεται από τις 25 μέρες στον ισημερινό και στις 34 στους πόλους ) , ένα πρωταρχικό μαγνητικό πεδίο ξεφεύγει από την πορεία του μετά από λίγες μόνο περιστροφές. Καθώς οι μάζες αερίου με διαφορετικά μαγνητικά πεδία συναντούν η μία την άλλη, τα πεδία τους μπορεί να μπερδευτούν με μαγνητικές θηλειές αναδύοντάς τες στην επιφάνεια, δημιουργώντας έτσι τα ψυχρότερα " ξέφωτα " των κηλίδων στην φωτόσφαιρα.

Οι θηλειές αυτές, όπως κι οι κηλίδες, εμφανίζονται καταρχήν στα ψηλά γεωγραφικά πλάτη και σταδιακά κατευθύνονται προς τον ισημερινό. Καθώς αυξάνουν σε μέγεθος κι αριθμό, αρχίζουν να σβήνουν η μία την άλλη αδυνατίζοντας το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου. Ύστερα από 11 χρόνια, το εξαφανίζουν εντελώς. Τότε αυτό "αναποδογυρίζει" και ξαναγεννιέται με αντίθετη πόλωση.

Πηγές στοιχείων : Giles Sparrow, Αστρονόμος, Cosmos, Quercus Pubblishing Ltd 2006.
Μετάφραση από τα αγγλικά : Σ. Πάνου, Αύγουστος 2009