Πώς μοιάζει ο καιρός στο διάστημα στο κενό;

Οι περισσότεροι από εμάς γνωρίζουμε πώς μοιάζει ο καιρός - το μόνο που έχουμε να κάνουμε είναι να βγάλουμε το κεφάλι μας έξω από το παράθυρο για να δούμε αν έχει βροχή, ήλιο, χιόνι ή αέρα. Μπορείτε ακόμη να στήσετε έναν εύχρηστο βράχο για να σας πει πώς φαίνεται ο καιρός έξω. Τα καιρικά μας συστήματα εξαρτώνται από ένα πράγμα - την ατμόσφαιρά μας. Γνωρίζατε όμως ότι η ατμόσφαιρα δεν είναι απαραίτητη για να σχηματιστούν καιρικά συστήματα; Υπάρχουν καιρικά συστήματα και στο διάστημα! Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στον διαστημικό καιρό, τις «προβλέψεις» του καιρού στο διάστημα και τις μορφές που παίρνει ο καιρός στο κενό.

Earth’s Shield:The Magnetosphere

Πριν αρχίσουμε να κοιτάμε έξω στο διάστημα, πρέπει να ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στον πλανήτη μας και την ασπίδα που προστατεύει τα εύθραυστα οικοσυστήματά μας από τον απρόβλεπτο και συχνά ασταθή καιρό που συμβαίνει έξω από την ατμόσφαιρά μας.

Αυτή η ασπίδα είναι η μαγνητόσφαιρα του πλανήτη. Αυτό το πεδίο υπάρχει έξω από την ατμόσφαιρά μας και είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη μας με τους ηλιακούς ανέμους που προέρχονται από το άστρο μας. Χωρίς τη μαγνητόσφαιρα, η Γη θα μαγειρευόταν - κυριολεκτικά - από την ηλιακή ακτινοβολία και άλλα σωματίδια που προέρχονται από έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Αυτό το φράγμα είναι το μόνο πράγμα που κάνει τον πλανήτη μας να μπορεί να υποστηρίξει ζωή.

Διαστημικός καιρός στη Γη

Μπορούμε να δούμε την επίδραση του διαστημικού καιρού από το έδαφος και συχνά με γυμνό μάτι. Έχετε δει ποτέ το Aurora Borealis, AKA το βόρειο σέλας; Αν ναι, έχετε δει τον καιρό του διαστήματος.

Τα φορτισμένα σωματίδια εκτοξεύονται από τον ήλιο με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Αλληλεπιδρούν με τα ενεργοποιημένα σωματίδια στη μαγνητόσφαιρα του πλανήτη, δημιουργώντας τα εκπληκτικά όμορφα φωτεινά σόου που μπορούν να προβληθούν κοντά στους πόλους του πλανήτη.

The Sun:The Source of Local Space Weather

Το κίτρινο αστέρι μας κρατά τη γη ζεστή και της δίνει τη δυνατότητα να υποστηρίξει τη ζωή. Μας δίνει ασυνήθιστες εκλείψεις και περιστασιακά ηλιακά εγκαύματα. Είναι επίσης η πηγή όλων των διαστημικών καιρικών συνθηκών στην τοπική μας γαλαξιακή περιοχή.

Ο ήλιος είναι μια κλιμακούμενη εκδοχή των εκρήξεων στον κινητήρα του αυτοκινήτου σας που το κάνουν να κινείται προς τα εμπρός. Αλλά αντί να καίει βενζίνη, ο ήλιος καίει υδρογόνο και ήλιο. Αυτές οι εκρηκτικές αντιδράσεις προκαλούν μερικές φορές ηλιακές εκλάμψεις, αναγκάζουν μεγάλες ποσότητες υλικού να βγουν από την επιφάνεια του άστρου ή πυροδοτούν ενεργητικά σωματίδια προς το σύμπαν.

Αυτά τα συμβάντα είναι η αιτία του διαστημικού καιρού.

Ηλιακές εκλάμψεις

Η NASA ορίζει μια ηλιακή έκλαμψη ως μια «ξαφνική, γρήγορη και έντονη διακύμανση της φωτεινότητας». Παρατηρούμε ηλιακές εκλάμψεις από τα μέσα του 1800.

Μια ηλιακή έκλαμψη μπορεί να απελευθερώσει τόση ενέργεια όση μια βόμβα υδρογόνου 100 μεγατόνων. Μπορούμε να προβλέψουμε πότε θα συμβούν ηλιακές εκλάμψεις και αυτή η διαστημική πρόγνωση καιρού μπορεί να μας ενημερώσει πότε πρέπει να πάμε να ελέγξουμε αυτά τα βόρεια σέλας.

Μια ηλιακή έκλαμψη εμφανίζεται σε τρία στάδια. Το πρώτο, ή «πρόδρομο» στάδιο, είναι όταν το αστέρι αρχίζει να απελευθερώνει μαγνητική ενέργεια. Μπορούμε να αυξήσουμε τα ραδιοκύματα, τις ακτίνες Χ και τις ακτίνες γάμμα που προέρχονται από τον ήλιο. Μια αύξηση σε αυτά τα ενεργειακά κύματα σηματοδοτεί το δεύτερο ή «παρορμητικό» στάδιο.

Το τρίτο στάδιο, το στάδιο της «αποσύνθεσης», χαρακτηρίζεται από μείωση της ισχύος των ακτίνων Χ. Μια ηλιακή έκλαμψη μπορεί να είναι τόσο σύντομη όσο λίγα δευτερόλεπτα ή να διαρκέσει έως και μία ώρα.

Στεφανιαίες εκτοξεύσεις μάζας

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι ο ήλιος είναι απλώς η μηχανή εσωτερικής καύσης για το ηλιακό μας σύστημα. Μερικές φορές, αυτές οι εκρήξεις γίνονται πολύ μεγάλες για να περιοριστούν. Όταν συμβεί αυτό, παίρνουμε αυτό που είναι γνωστό ως εξώθηση μάζας στεφάνης (CME). Πρόκειται για μια τεράστια έκρηξη υπερθερμασμένου πλάσματος και ενέργειας που εκτοξεύεται στο διάστημα.

Αυτά συμβαίνουν πιο συχνά από όσο νομίζετε, αλλά δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Δεν μπορείτε να τα δείτε καν με τηλεσκόπιο εκτός εάν ο φακός έχει έναν μικρό δίσκο που εμποδίζει τον ήλιο. Αυτές οι εκτοξεύσεις απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες ενέργειας καθώς και τόνους ενεργητικών ηλιακών σωματιδίων. Είναι υπεύθυνοι για τις περισσότερες από τις γεωμαγνητικές καταιγίδες του πλανήτη.

Οι γεωμαγνητικές καταιγίδες είναι ένας άλλος τύπος διαστημικού καιρού που μας επηρεάζει εδώ στον πλανήτη Γη. Οι στεφανιαίες εκτοξεύσεις μάζας διαταράσσουν τη μαγνητόσφαιρα της Γης, τινάζοντας την ασπίδα που μας προστατεύει από τους ηλιακούς ανέμους και άλλες βλάβες. Για μια ή δύο μέρες μετά από ένα τεράστιο CME, η μαγνητόσφαιρα πρέπει να εργαστεί σκληρότερα για να διασκορπίσει όλη την επιπλέον ενέργεια που απορρόφησε, με αποτέλεσμα μαγνητικές διαταραχές και προβλήματα με τα ηλεκτρονικά. Το κινητό σας τηλέφωνο μπορεί να μην λειτουργεί το ίδιο καλά αφού ένα CME χτυπήσει στη μαγνητόσφαιρα.

Ηλιακά Ενεργειακά Σωματίδια

Τα ηλιακά ενεργειακά σωματίδια αποτελούνται κυρίως από σωματίδια που εκτοξεύονται από τον ήλιο. Θα έχουν κάποιες ακτίνες γάμμα, αλλά κυρίως περιέχουν ήλιο και ιόντα οξυγόνου, καθώς και μερικά διαστημικά σωματίδια που έχουν παρασύρει στην πορεία. Μερικές φορές ονομάζονται «ηλιακόι άνεμοι», αυτά τα σωματίδια μπορούν να επηρεάσουν συστήματα τόσο εδώ όσο και σε τροχιά του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού.

Αυτά τα ενεργειακά σωματίδια έχουν εμφανιστεί σε πολλές ιστορίες επιστημονικής φαντασίας ως ένας τρόπος να μετακινηθούν φανταστικά διαστημόπλοια σε όλο το σύμπαν. Μεγάλα «πανιά» μπορούν να επεκταθούν για να συλλάβουν αυτούς τους ηλιακούς ανέμους, χρησιμοποιώντας τη δύναμη των ηλιακών ενεργειακών σωματιδίων για να τους οδηγήσουν στο κενό. Επί του παρόντος, δεν διαθέτουμε τεχνολογία που θα μπορούσε να πιάσει ηλιακούς ανέμους για να τους χρησιμοποιήσει για πρόωση, αλλά μπορεί να γίνει μια επιλογή στο μέλλον καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να προοδεύει.

Έξω από το ηλιακό μας σύστημα

Ο καιρός στο διάστημα στο οικιακό μας σύστημα προκαλείται από αλλαγές στον κίτρινο ήλιο μας. Τι γίνεται όμως με άλλα ηλιακά συστήματα;

Η επικρατούσα θεωρία αυτή τη στιγμή είναι ότι κάθε σύστημα έχει τη δική του μορφή διαστημικού καιρού, αλλά ότι μπορεί να μην ταιριάζει με τη δική μας, επειδή η ενέργεια που απελευθερώνεται από κάθε αστέρι είναι τόσο μοναδική όσο ένα ανθρώπινο δακτυλικό αποτύπωμα.

Σκέψεις κλεισίματος

Η πρόβλεψη του διαστημικού καιρού είναι πιο σημαντική για εμάς εδώ στη γη από όσο νομίζετε. Η ενέργεια και τα σωματίδια που απελευθερώνονται από το άστρο του σπιτιού μας αλλάζουν τα πάντα, από τον ουρανό τις καθαρές νύχτες κοντά στις πολικές περιοχές μέχρι την ακρίβεια των ηλεκτρονικών μας συσκευών. Την επόμενη φορά που θα δείτε το βόρειο σέλας ή θα κοιτάξετε ψηλά στον ήλιο, σκεφτείτε αυτά τα σωματίδια και πώς αλλάζουν τον κόσμο γύρω μας.