«Και αν ο ήλιος θυμώσει;» – Ο αστροφυσικός David J. McComas μιλάει για τα μυστικά του Ήλιου

Γράφει ο Σωτήρης Κυριακίδης

 

Η κλίμακα του είναι κάτι που δεν μπορεί να συλλάβει ο νους μέσα από τα κλασικά σχολικά εγχειρίδια. Ως μια σχεδόν τέλεια σφαίρα με διάμετρο στα 1,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα, ο ήλιος μας είναι τόσο μεγάλος που θα μπορούσαν μέσα του να χωρέσουν πάνω από ένα εκατομμύριο πλανήτες με το μεγέθος της Γης. Ναι, σωστά διαβάσατε, ένα εκατομμύριο πλανήτες όπως ο δικός μας. Κι όμως, πέρα από το ζήτημα του μεγέθους του αστέρα του ηλιακού μας συστήματος, αυτά που ξεχωρίζουν σε ότι αφορά την επίδραση του ήλιου στην κοσμική μας πραγματικότητα είναι εκείνα που δεν βλέπουμε με… γυμνό μάτι.
 

Είναι δράσεις του ήλιου που μπορούν να καθορίσουν το σήμερα, όπως και το αύριο της Ανθρωπότητας στην τεχνολογική της εποχή. Και είναι αυτά ακριβώς τα φαινόμενα που προκαλεί ο ήλιος και “κρύβονται” στα μη ορατά μήκη κύματος, τα φαινόμενα που τα τελευταία χρόνια δεκάδες εξειδικευμένοι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο αναλύουν, εξορύσσοντας μοναδικά δεδομένα για τον ονομαζόμενο «διαστημικό καιρό». Δεδομένα μάλιστα που θα καθορίσουν σε μεγάλο βαθμό ακόμη και το πως θα γίνουν τα επόμενα βήματα της διαστημικής εξερεύνησης της ανθρωπότητας μέσα από επανδρωμένες αποστολές…

 

«Εμείς ως όντα βλέπουμε το φως από τον Ήλιο σε κάποια μήκη κύματος, αυτά που μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι. Υπάρχουν και άλλα μήκη κύματος που δεν μπορεί να δει το ανθρώπινο μάτι και χρησιμοποιούμε ειδικά όργανα για να τα δούμε. Με παρόμοιο τρόπο μετρούμε σωματίδια τα οποία εξέρχονται του Ήλιου. Ο ηλιακός άνεμος στην ουσία είναι ένα σύνολο από φορτισμένα σωματίδια όπου άτομα έχουν διαλυθεί και τα ηλεκτρόνια -αρνητικά φορτισμένα σωματίδια- έχουν διαχωριστεί από τα θετικά φορτισμένα. Το πλάσμα είναι η τέταρτη κατάσταση της ύλης, πολύ κοινή και σε αφθονία μέσα στο σύμπαν. Και αυτό ακριβώς το πλάσμα – ή αλλιώς το ιονισμένο αέριο – ρέει από τον Ήλιο προς όλες τις κατευθύνσεις. Με ειδικά όργανα που εκτοξεύουμε στο Διάστημα, με διαστημικά σκάφη, μπορούμε να δούμε και να μετρήσουμε τα διάφορα σωματίδια καθώς αυτά εξέρχονται του Ήλιου», εξηγεί μιλώντας στον ραδιοφωνικό σταθμό του ΑΠΕ ΜΠΕ, “Πρακτορείο 104.9FM” ο καθηγητής του καθηγητής του Πρίνστον των ΗΠΑ Ντέβιντ Μακόμας (David J. McComas).

 

Ο καθηγητής Μακόμας υπεύθυνος στο Space Physics στο Princeton Group του Πανεπιστημίου του Πρίνστον, αντιπρόεδρος του εργαστηρίου Princeton Plasma Physics Laborator, μια ηγετική επιστημονική προσωπικότητα στο χώρο της μελέτης της ηλιόσφαιρας, περιέγραψε τις θαυμαστές αλλά και εξόχως σημαντικές εξελίξεις των τελευταίων δεκαετιών στον τομέα καθώς ήδη σχεδιάζονται νέες αποστολές επιστροφής του ανθρώπου στη Σελήνη.

 

Πρέπει να είμαστε έτοιμοι για τις στιγμές που ο ήλιος θα έχει… κακή ηλιακή “διάθεση”

 

Ο ειδικός αυτός, υπεύθυνος στο Space Physics στο Princeton Group εξηγεί με σαφήνεια πως το ζήτημα του Διαστημικού Καιρού είναι σημαντικό ειδικά σήμερα που η ανθρωπότητα διάγει μια βιοτεχνολογικά προηγμένη περίοδο. «Έχουμε διαστημικά όργανα και διαστημικά σκάφη γύρω από την Γη για να τα μελετούμε αυτά. Έχουν συμβεί πολύ μεγαλύτερες ηλιακές εκρήξεις εκατοντάδες χρόνια πριν από τότε που αρχίσαμε να κάνουμε μετρήσεις, ενώ κάποια από αυτά τα γεγονότα θα είχαν μια τρομακτική και ιδιαίτερα ισχυρή επίδραση στην hi tech κοινωνία μας. Εκτιμώ λοιπόν πως τα ακραίας έντασης γεγονότα διαστημικού καιρού είναι κάτι για το οποίο δεν γνωρίζουμε αρκετά πράγματα ακόμη.

 

Εκτιμώ πως μπορεί να συμβούν μέσα στον δικό μου βίο ή ενδεχομένως στον βίο των παιδιών μου, πιστεύω όμως πως η ημέρα θα έρθει όταν ένα πολύ μεγάλου μεγέθους γεγονός διαστημικού καιρού θα έχει μια πολύ σημαντική επίδραση στην κοινωνία μας που βασίζεται ιδιαίτερα στην τεχνολογία. Αυτό π.χ. θα μπορεί να διακόψει κάποιες τηλεπικοινωνίες ίσως του συστήματος προσδιορισμού θέσης GPS ή κάτι τέτοιο. Δεν σημαίνει πως θα απενεργοποιηθεί π.χ το διεθνές διατραπεζικό σύστημα για τόσο μεγάλο διάστημα ώστε να υπάρχουν σημαντικές επιπλοκές για τις συναλλαγές, αλλά υπάρχουν κάποια πράγματα που ο Ήλιος μπορεί να τα κάνει, σε κάποιες σπάνιες περιπτώσεις, αυτό θα μπορούσε να έχει σημαντική επίδραση στις κοινωνίες μας» εξηγεί ο Αμερικανός καθηγητής.

 

Πέρα από τον διαστημικό καιρό και την επίδραση του πάνω στη Γη, το να γνωρίζουμε τι προκαλεί ο ήλιος είναι πιο σημαντικό ακόμη για τους αστροναύτες στο διάστημα γιατί εκεί υπάρχει μικρότερη προστασία. «Φεύγει π.χ. ένας αστροναύτης από τη μαγνητόσφαιρα της Γης, δηλαδή το μαγνητικό πεδίο της Γης που βοηθάει ώστε να προστατευτούμε από φορτισμένα σωματίδια. Μπαίνουμε τότε στο διαπλανητικό χώρο πια, στο δρόμο για το Φεγγάρι, στο δρόμο για την Αρη, ενώ έχουμε την επίδραση εκρηκτικών περιστατικών του ήλιου, σωματιδιακά γεγονότα, ηλιακές εκλάμψεις, μεγάλες εκτοξεύσεις μάζας της στέμματος του Ήλιου. Γεγονότα που μπορούν να είναι κακά για τους αστροναύτες. Το να μπορούμε να μετρήσουμε αυτά τα γεγονότα και, ελπίζουμε, να τα προβλέψουμε ώστε οι αστροναύτες να μπαίνουν σε κάποιο προστατευόμενο χώρο μέσα στο διαστημικό σκάφος, αυτό είναι κάτι σημαντικό» τόνισε.

 

Τα πρότζεκτ στα οποία έχει εμπλακεί σε όλα τα χρόνια είναι πολλά, για την ηλιόσφαιρα όμως που είναι η βασική ειδίκευση του, ο καθηγητής Μακόμας όταν μιλάει νιώθει ακόμη και σήμερα ενθουσιασμένος. Είναι η… φούσκα χάρη στην οποία υπάρχουμε άλλωστε! «Εγώ μελετώ την ηλιόσφαιρα που είναι ουσιαστικά η περιοχή επιρροής του Ήλιου μας στον Γαλαξία μας. Κατά βάση ο Ήλιος έχει έναν άνεμο ο οποίος προέρχεται από αυτόν, από και προς όλες τις κατευθύνσεις και “φυσά” με ταχύτητες των 100 με 300 εκατομμυρίων μέτρων/το δευτερόλεπτο. Ενώ διαμορφώνει μια κοσμική φυσαλίδα μέσα στο διαστρική ύλη, και παρέχει στην ουσία και προστασία σε όλους μας που βρίσκονται μέσα στο ηλιακό σύστημα. Προστασία από την γαλαξιακή κοσμική ακτινοβολία και όλα τα άλλα που βρίσκονται από έξω (σ.σ από αυτή τη κοσμική φυσαλίδα)». «Έχουμε όμως και τη γαλαξιακή κοσμική ακτινοβολία που δεν είναι καλή για τους ανθρώπους. Αν αυτή η προστασία που μας παρέχει η ηλιόσφαιρα ήταν το μισό από αυτό που είναι τώρα, θα ήταν ουσιαστικά αδύνατον για τους ανθρώπους να ταξιδέψουν στον πλανήτη ‘Αρη. Έτσι λοιπόν το να καταλάβουμε αυτή τη διάδραση και το πως ακριβώς αυτή αφαιρεί το 90% αυτών των γαλαξιακών κοσμικών ακτίνων, είναι κάτι πολύ σημαντικό ώστε να καταλάβουμε το πως είναι εφικτή η ανθρώπινη εξερεύνηση πέρα από την ίδια μας τη Γη», εξηγεί ο διακεκριμένος Αμερικανός επιστήμονας.

 

Τρεις ιδιαίτερα σημαντικές για την ανθρωπότητα αποστολές

 

Ο καθηγητής Μακόμας θα δυσκολευτεί όταν θα ερωτηθεί να ξεχωρίσει τις αποστολές που έχει περισσότερο κοντά στην “ερευνητική καρδιά” του και θα παρομοιάσει την απάντηση του με την αγάπη ενός γονέα για τα παιδιά του. Θα περιγράψει τότε διαστημικές αποστολές που θα αποκαλέσει τρεις κορυφαίες περιοχές επιστημονικής αναζήτησης στο πεδίο που ερευνά, σήμερα:

«Είναι δύσκολο πράγματι για οποιονδήποτε, όχι μόνο για έναν επιστήμονα να αποφασίσει ποιο από τα τρία… παιδιά του είναι το πιο έξυπνο! Θα σας δώσω λοιπόν τρεις απαντήσεις. Το πρώτο ιδιαίτερο για εμένα πρότζεκτ είναι το Parker Solar Probe. Είμαι επικεφαλής του energetic particle instrument suite – πειράματος ενεργειακών σωματιδίων- πάνω στο Parker Solar Probe.

 

Το δεύτερο ιδιαίτερο για τον διακεκριμένο επιστήμονα, πρότζεκτ είναι η αποστολή Interstellar Boundary Explorer (IBEX). «Είναι κάτι που προτείναμε το 2000 και εκτοξεύσαμε το 2008. Με αυτή την αποστολή μαθαίνουμε τα όρια της ηλιόσφαιράς μας», εξηγεί.

 

Ως δε τρίτο πρότζεκτ, ο καθηγητής Μακόμας περιγράφει το Ιnterstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) που είναι μια νέα αποστολή. «Είναι, κυρίως, μια αποστολή της NASA, η οποία θα εκτοξευτεί σε έναν χρόνο περίπου από το Ακρωτήριο Κένεντι. Με αυτή την αποστολή θα μετράμε με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια αυτά τα σωματίδια που έρχονται από τα ακραία όρια της ηλιόσφαιρας και την ίδια ώρα τα σωματίδια που εξέρχονται από τον Ήλιο και αυτά που βρίσκονται εδώ, γύρω από την τροχιά της Γης», εξηγεί ο καθηγητής του Πρίνστον. Η αποστολή είναι μια διεθνής προσπάθεια, αφού υπάρχουν έξι χώρες που συμμετέχουν.

 

Πόσα περισσότερα γνωρίζουμε σήμερα για τον ήλιο μας;

 

«Νομίζω πως είμαστε πολύ πιο γνώστες από όσο ήμασταν πριν από την διαστημική εποχή. Πριν να αρχίσουμε να εκτοξεύουμε πυραύλους και διαστημικά σκάφη στο διάστημα, μπορούσαμε να κάνουμε πράγματα από απόσταση. Μπορούσαμε π.χ να δούμε τις ουρές των κομητών, και βλέπαμε πως υπήρχαν δύο ενώ η μια σχηματίζονταν όταν το πλάσμα αλληλεπιδρούσε με τον κομήτη. Αλλά ήταν όταν αρχίσαμε να εκτοξεύουμε δορυφόρους στη δεκαετία του 60 που μετέφεραν επιστημονικά όργανα αρχίσαμε να αντιλαμβανόμαστε τον ηλιακό άνεμο, τα σωματίδια και πολλά άλλα που λαμβάνουν χώρα στον χώρο του διαστήματος γύρω μας», είναι η απάντηση του καθηγητή Μακόμας.

 

Όσο για το πως και κατά πόσο η μεγάλη αύξηση της γνώσης των τελευταίων δεκαετιών είναι “όπλο” αντιμετώπισης πιθανών συμβάντων, ο Αμερικανός καθηγητής εξηγεί πως η ανθρωπότητα είναι απαραίτητο να αυξήσει τις γνώσεις της για τον Ηλιακό Καιρό.

 

«Πρέπει πάντα να προσπαθούμε να μαθαίνουμε περισσότερα. Το να είμαστε αδαείς δεν μας βοηθάει ποτέ. Όταν μαθαίνουμε περισσότερα μπορούμε να καταλάβουμε όσα έχουν κάποια επίδραση πάνω μας. Αυτό π.χ θα μπορούσε να είναι ένα πρόβλημα για την κοινωνία, εάν διαστημικά σκάφη που χρησιμοποιούνται για το σύστημα GPS ώστε να έχουμε προσδιορισμό θέσης σε όλο τον κόσμο σήμερα, ή έχουμε τηλεπικοινωνίες, μπορούν να επηρεαστούν από αυτές τις μεγάλες ηλιακές καταιγίδες. Το καλύτερο που μπορείς να κάνεις είναι να δαπανήσεις χρόνο και ενέργεια για να μάθεις για αυτά τα φυσικά φαινόμενα. Κάποια στιγμή και το πως θα μπορείς να κάνεις προβλέψεις, όπως και το πως θα μπορείς να κάνεις πράγματα εδώ πάνω στη Γη για να αποφύγεις τις χειρότερες παρενέργειες τους. Από την άλλη, είναι όμως σημαντικό και το να καταλαβαίνεις πράγματα γενικά, να κάνεις έρευνα για τον κόσμο γύρω μας αλλά και πέρα από αυτόν, το διάστημα γύρω μας…», τονίζει ο ειδικός στη μελέτη της ηλιόσφαιρας.

 

Από την.. “βιοψία” στην “ακτινογραφία”

 

Οι αποστολές τις οποίες περιέγραψε ο Αμερικανός ειδικός είναι κάτι διαφορετικό από τα δύο διάσημα διαστημικά σκάφη, τα Voyager, που έχουν φτάσει μακρύτερα από κάθε άλλο ανθρώπινο κατασκεύασμα στο σύμπαν. «Ο τρόπος με τον οποίο εγώ θα προτιμούσα να περιγράψω τις παραπάνω αποστολές θα ήταν με μια ιατρικού τύπου παρομοίωση. Οι άνθρωποι κάνουν λοιπόν όπως ξέρουμε συχνά βιοψίες όταν πιστεύουν ότι μπορεί να υπάρχει κάποιο πρόβλημα σε μια συγκεκριμένα τοποθεσία. Παίρνεις μια βελόνα και κάνεις μια βιοψία σε ένα σημείο και αντιλαμβάνεσαι πολύ καλά τι συμβαίνει σε κύτταρα στο συγκεκριμένο σημείο. Ταυτόχρονα όμως και πριν από την βιοψία βάζεις κάποιον σε ένα σύστημα απεικόνισης, όπως ένα μαγνητικό τομογράφο. Οπότε παίρνεις μια πλήρη εικόνα της περιοχής. Αυτή λοιπόν είναι η διαφορά των παραπάνω αποστολών με τα παλαιότερα διαστημόπλοια. Έχουμε λοιπόν μόνο δύο διαστημικά σκάφη που έχουν φτάσει ως εκεί, το Voyager 1 και το Voyager 2. Αυτά έχουν ξεπεράσει τα δύο κυρίως όρια στην απώτερη ηλιόσφαιρα. Το ένα, το κρουστικό κύμα όπου ο γρήγορος ηλιακός άνεμος απότομα επιβραδύνει και ζεσταίνεται, και το άλλο ένα όριο που ονομάζεται Ηλιόπαυση που είναι το όριο στο οποίο κυρίως θα βρεις υλικά ηλιακής προέλευσης από τη μια και γαλαξιακής προέλευσης από την άλλη.

 

Τα Voyager έχουν πια περάσει αυτά τα δύο όρια, έχουν όμως πάει μόνο προς δύο συγκεκριμένες κατευθύνσεις. Με το ΙΒΕΧ -όπως και με το ΙΜΑΡ που ξεκινά του χρόνου- λοιπόν, οι επιστήμονες μπορούμε να δημιουργήσουμε από απόσταση μια εικόνα σε τρεις διαστάσεις. Έτσι μπορούμε να τοποθετήσουμε και αυτές τις δύο επιτόπιες παρατηρήσεις από τα δύο Voyager σε αυτό το παγκόσμιο σύνολο της εικόνας και μέσα σε μια τρισδιάστατη δομή. Υπάρχουν λοιπόν τόσο πολλά περισσότερα που μπορούμε να μάθουμε από αυτή την μεγάλη δομή».

 

Όσο για το λόγο για τον οποία χρειάστηκε μισός σχεδόν αιώνας από τις αποστολές Voyager για να δημιουργηθούν αυτές οι νέας φιλοσοφίας αποστολές, ο Μακόμας απαντά με ειλικρίνεια για την αιτία της καθυστέρησης. «Νομίζω πως δεν… ήμασταν αρκετά έξυπνοι!. Εκτοξεύσαμε το διαστημικό σκάφος ΙΒΕΧ το 2008, κάτι που σημαίνει πως έχουν περάσει κάπου, 15 με 16 χρόνια. Το είχαμε δε προτείνει πέντε χρόνια πριν, και μόλις κάπου δέκα χρόνια πριν, στο 2000 κοντά, αντιληφθήκαμε πως μπορούμε να κάνουμε πολλά με τις μετρήσεις από απόσταση. Αντιλαμβάνεσαι πως μπορείς να πάρεις μια μέτρηση με έναν νέο και έξυπνο τρόπο και να κάνεις διαφορετικές επιστημονικές ερωτήσεις από όσες έκανες μέχρι τότε», συμπληρώνει.

 

Μια προσπάθεια διαστημικής συνεργασίας

 

Ο Αμερικανός επιστήμονας μίλησε και για το Princeton Athens center, ένα γραφείο που διατηρεί το πανεπιστήμιο του Πρίνστον που είναι «ένας χώρος για συνεργάτες π.χ. από την Ελλάδα, σημείο όπου σπουδαστές και ερευνητές μπορούν να προωθήσουν τα όρια της γνώσης», όπως είπε και τόνισε πως κάθε συνεργασία με τους Έλληνες επιστήμονες είναι κέρδος για την επιστήμη. Το Princeton Athens center υπάρχει, όπως είπε, από το 2016 και διοργανώνει συναντήσεις επιστημόνων που σχετίζονται με το διάστημα τα τελευταία τρία χρόνια και αυτό είναι κάτι που ελπίζει πως θα συνεχίστει ώστε να παραμείνει ενεργή η επαφή με τους «εξαιρετικούς Έλληνες συναδέλφους».

 

«Θεωρώ πράγματι τους Έλληνες επιστήμονες με τους οποίους συνεργαζόμαστε πολύ σημαντικούς για τη συνεργασία μας, και, όπως το βλέπω προσωπικά, το καλύτερο είναι όταν η συνεργασία είναι τέτοια που οι άνθρωποι δουλεύουν μαζί με διαφορετικούς τρόπους. Κάποιοι από αυτούς με τους οποίους έχουμε συνεργαστεί έχουν έρθει στις ΗΠΑ για να κάνουν ένα postdoc, μπορεί να έχουν έρθει για ένα χρόνο, μερικούς μήνες ή κάτι τέτοιο και μετά να επιστρέφουν σπίτι τους, αυτό όμως είναι κάτι που αναζωογονεί και τους δύο πλευρές. Πιστεύω πως υπάρχουν πολλές ευκαιρίες για συνεργασία και δεν το σκέφτομαι ως brain drain -κάτι τέτοιο μπορεί να συμβεί σε μερικούς τομείς- αλλά εκτιμώ πως δεν συμβαίνει στον συγκεκριμένο επιστημονικό τομέα», τόνισε ο καθηγητής Μακόμας.

 

Ειρήνη και επιστήμη

 

Είναι τελικά το Διάστημα ένας… ειρηνοποιός; «Είμαι καθηγητής αστροφυσικής και όχι καθηγητής κοινωνιολογίας και προσπαθώ να μην μιλώ για κοινωνιολογικά ζητήματα! Δεν γνωρίζω πολλά για άλλους τομείς μεν, θα ήθελα όμως να πιστέψω το Διάστημα είναι ένας τομέας στον οποίο οι άνθρωποι θα μπορούσαν να αφήσουν στην άκρη άλλες ανησυχίες τους και να συνεργαστούν».

 

Τελικά είναι ο “ελληνικός ήλιος” κάτι ιδιαίτερο κύριες καθηγητά; Εύθυμα και με μια ισχυρή δόση διπλωματίας ο Αμερικανός επιστήμονας δεν αποφύγει να απαντήσει : «Τον ελληνικό ήλιο τον γνωρίζω καλά, επιστρέφω στην Ελλάδα συχνά από το 1970 όταν ήμουν ακόμη στο κολέγιο και έχω έρθει ξανά πολλές φορές από τότε ξανά κάτω από τον ήλιο του Αιγαίου. Νομίζω πως έχετε ένα πολύ καλό… κομμάτι του! Το αγαπημένο μου είναι όταν βρίσκομαι μέσα στο νερό, κολυμπάω με τον ήλιο να πέφτει πάνω μου. Είναι κάτι υπέροχο. Όλα εδώ στην Ελλάδα έχουν ένα τόσο όμορφο φως να τα λούζει. Ξέρετε, οι άνθρωποι ήθελαν πάντα να καταλάβουν τον ρόλο τους στο σύμπαν και αυτό είναι μέρος αυτής της αναζήτησης που κάνουμε (εμείς) οι επιστήμονες…».

 

πηγή