Αναρωτηθήκατε ποτέ τι σημαίνει για εμάς στη Γη ο ηλιακός άνεμος ή τι συμβαίνει όταν η επιφάνεια του Ήλιου εκρήγνυται σποραδικά; Η Lucie Green από το Εργαστήριο Mullard της Επιστήμης του Διαστήματος του Πανεπιστημιακού Κολλεγίου του Λονδίνου στο Ηνωμένο Βασίλειο, περιγράφει μερικές από τις πρόσφατες έρευνες στην ατμόσφαιρα του Ήλιου

Μια από αυτές τις ερωτήσεις προέκυψε το 1869, όταν φασματοσκοπικές παρατηρήσεις κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής έκλειψης αποκάλυψαν μια φασματική γραμμή που δεν είχε παρατηρηθεί στα εργαστήρια. Αρχικά θεωρήθηκε ότι επρόκειτο για ένα νέο χημικό στοιχείο το οποίο ονομάστηκε προσωρινά ‘κορώνειο’ (coronium), όμως αργότερα βρέθηκε ότι παραγόταν από ισχυρά ιονισμένα ιόντα σιδήρου, τα οποία απαιτούσαν πολύ υψηλές θερμοκρασίες (περίπου ενός εκατομμυρίου Kelvin) για να σχηματιστούν. Αυτή η ανακάλυψη το 1939 ήταν η πρώτη ένδειξη ότι τα αέρια στην ηλιακή ατμόσφαιρα ήταν πολύ πιο θερμά από τη θερμοκρασία επιφάνειας των 6000 Kelvin. Αυτό αποτέλεσε έναν γρίφο. Καθώς απομακρύνεστε από την πηγή θερμότητας (τον πυρήνα του Ήλιου), η θερμοκρασία πρέπει να μειώνεται. Αυτό συμβαίνει έως ότου φθάνετε στην κορυφή της φωτόσφαιρας, αλλά έπειτα η θερμοκρασία αρχίζει να αυξάνεται με την απόσταση από τον πυρήνα. Αυτό παραβιάζει το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής: ένα κρύο σώμα δεν μπορεί να θερμάνει ένα θερμότερο. Οπότε προκύπτει το ερώτημα, τι θερμαίνει το ηλιακό στέμμα; Το πρόβλημα αυτό είναι πλέον γνωστό ως το πρόβλημα της θέρμανσης του στέμματος.

Παρά το γεγονός ότι η ανακάλυψη της πρώτης γραμμής εκπομπής από το στέμμα αντιστοιχούσε σε μήκος κύματος του ορατού φωτός, το μεγαλύτερο μέρος της εκπομπής από το στέμμα γίνεται στα μήκη κύματος της υπεριώδους ακτινοβολίας και των ακτινών X. Με την έναρξη της διαστημικής εποχής, το 1957, τηλεσκόπια ακτινών X που μεταφέρονταν από πυραύλους και δορυφόρους ήταν σε θέση να συλλέξουν δεδομένα έξω από την απορροφητική ατμόσφαιρα της Γης επιτρέποντας στους επιστήμονες να αρχίσουν να μελετούν αυτά τα ηλιακά φαινόμενα. Οι παρατηρήσεις γρήγορα έδειξαν ότι ισχυρή εκπομπή ακτινών X καταγράφονταν στις περιοχές της ατμόσφαιρας του Ήλιου όπου τα μαγνητικά πεδία εμφάνιζαν υψηλή συγκέντρωση. Υπάρχει άραγε σχέση μεταξύ των μαγνητικών πεδίων και της θέρμανσης;

Οι παρατηρήσεις που έγιναν από διαστημικά σκάφη όπως η αποστολή SOHO, το 1995, της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) και της NASA χρησιμοποιούνται για να ελέγξουν διάφορες θεωρίες. Οι θεωρίες εμπίπτουν σε δύο κατηγορίες: μοντέλα στα οποία η ενέργεια εξάγεται από μαγνητικά πεδία που διαπερνούν το στέμμα, και κυματικά μοντέλα στα οποία η ενέργεια αποτίθεται από κύματα που διαδίδουν από κάτω προς τα επάνω. Η ιδέα που προς το παρόν φαίνεται να ευνοείται είναι ότι η ενέργεια προέρχεται από τα μαγνητικά πεδία που «σπρώχνονται» και κινούνται συνεχώς τριγύρω, αλλά η έρευνα βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη.

Η χρωμόσφαιρα όπως φωτογραφήθηκε από το διαστημικό σκάφος SOHO
Χορηγία εικόνας από SOHO (ESA & NASA)

Το στέμμα όπως φωτογραφήθηκε από το διαστημικό σκάφος SOHO
Χορηγία εικόνας από SOHO (ESA & NASA)

Οι δομές που σχηματίζονται στην ηλιακή ατμόσφαιρα από τα μαγνητικά πεδία
Χορηγία εικόνας από SOHO (ESA & NASA)

Ο ηλιακός άνεμος εκτείνεται σε όλους τους πλανήτες και τα υπόλοιπα σώματα του ηλιακού συστήματος. Μερικοί πλανήτες, όπως τη Γη, παράγουν το δικό τους μαγνητικό πεδίο: πρόκειται για εκείνους που έχουν είτε έναν πυρήνα από λειωμένο σίδηρο (όπως η Γη) είτε μια ατμόσφαιρα υδρογόνου που είναι τόσο συμπυκνωμένη που συμπεριφέρεται ως μέταλλο (όπως ο Δίας). Αυτό σχηματίζει μια μαγνητική φυσαλίδα γύρω από τον πλανήτη, γύρω από την οποία ο ηλιακός άνεμος ρέει κανονικά. Ο πλανήτης και το μαγνητικό πεδίο του ενεργούν όπως μια πέτρα σε έναν ποταμό, που εκτρέπει το ρεύμα. Εντούτοις, ο ηλιακός άνεμος μεταφέρει μαζί του ένα μαγνητικό πεδίο και όταν αυτό έχει έναν ισχυρό νότιο προσανατολισμό, ευθυγραμμίζεται με το γήινο μαγνητικό πεδίο. Τότε, παράγεται το σέλας (τα Βόρεια και τα Νότια φώτα). Γίνεται έρευνα για να κατανοηθεί ο τρόπος με τον οποίο η ενέργεια του ηλιακού ανέμου μεταφέρεται στο μαγνητικό πεδίο και την ατμόσφαιρα της Γης. Έρευνα διεξάγεται επίσης για να κατανοηθεί πώς ο ηλιακός άνεμος επηρεάζει τους πλανήτες που δεν διαθέτουν μαγνητικό πεδίο. Για παράδειγμα, η αποστολή Venus Express είναι αυτή την περίοδο σe τροχιά γύρω από την Αφροδίτη και μετρά την επίδραση του ηλιακού ανέμου στην ατμόσφαιρα της Αφροδίτης.

Ο διαρκής ηλιακός άνεμος και οι σποραδικές CME σημαίνουν ότι η Γη αισθάνεται πάντα την παρουσία του Ήλιου. Στην πραγματικότητα, μπορεί να ειπωθεί ότι καθόμαστε μέσα στην ατμόσφαιρα του Ήλιου, η οποία εκτείνεται μέσα στο ηλιακό σύστημα. Έτσι, όπως η επιστήμη προσπαθεί να κατανοήσει το γειτονικό μας αστέρι, θέλουμε κι εμείς να καταλάβουμε τη θέση μας στο ηλιακό σύστημα.