Δευτέρα, 6 Ιουλίου 2009

Ο ΗΛΙΟΣ Ο ΗΛΙΑΤΟΡΑΣ
Το ηλιακό μας σύστημα συνιστά ένα μικρό τμήμα του Γαλαξία μας. (Κατά τη μυθολογία ο Γαλαξίας μας φαίνεται στον ουρανό σαν ένα ποτάμι από γάλα, που προερχόταν από το στήθος της Ήρας). Περί τον ήλιο περιστρέφονται οκτώ πλανήτες (Ερμής, Αφροδίτη, Γή, Άρης, Δίας, Κρόνος, Ουρανός, Ποσειδώνας, με τούς 165 μέχρι τώρα γνωστούς φυσικούς δορυφόρους τους), τρείς πλανήτες νάνοι, πρόσφατα ανακαλυφθέντες (Πλούτος, Έριδα, Δήμητρα/Ceres, με τα 4 φεγγάρια τους), και δισεκατομμύρια ουράνια σωματίδια (αστεροειδείς, κομήτες, κλπ). Oi τέσσεροι πρώτοι πλανήτες (εσωτερικοί) έχουν στερεή μάζα, ενώ οι τέσσεροι εξωτερικοί έχουν αέρια μάζα. Ο Ερμής και η Αφροδίτη δεν έχουν δορυφόρους. Ο πλησιέστερος, στον δικό μας, γαλαξίας είναι ο σπειροειδής γαλαξίας Ανδρομέδα και απέχει από τη Γή πάνω από δύο εκατομμύρια έτη φωτός, (δηλ. το φως για να έλθει από εκεί χρειάζεται πάνω από δύο εκατομμύρια χρόνια). Στο Σύμπαν υπάρχουν περισσότεροι από εκατό δισεκατομμύρια Γαλαξίες, που ανάλογα με το μέγεθος τους περιέχουν από δεκάδες εκατομμύρια μέχρι εκατοντάδες δισεκατομμύρια ήλιους,
Ο Ήλιος απέχει από τη Γή 150 εκατομμύρια χλμ. Το φως του φθάνει εδώ σε 8 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα, τρέχοντας με 300.000 χμ κάθε δευτερόλεπτο. Έχει μάζα 2.1027 τόνους, 333 χιλ. φορές μεγαλύτερη τής Γης. Αποτελείται κυρίως από υδρογόνο (74%) και ήλιο (25%), ενώ το υπόλοιπο 1% διεκδικούν διάφορα άλλα στοιχεία. Η ακτίνα του είναι γύρω στα 700 χιλιάδες χμ., δηλ. γύρω στις 109 φορές μεγαλύτερη από την ακτίνα τής Γης. Μία περιστροφή γύρω από τον άξονά του διαρκεί περίπου 25 μέρες, ενώ στη Γή διαρκεί 24 ώρες. Η θερμοκρασία στο κέντρό του πλησιάζει τα 14 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και στην επιφάνεια του (άνω τμήμα φωτόσφαιρας) 6000 βαθμούς Κελσίου . Το κατώτερο τμήμα τής ηλιακής ατμόσφαιρας λέγεται φωτόσφαιρα και το ανώτερο κορώνα (φαίνεται στις εκλείψεις). Το εκπεμπόμενο από τη φωτόσφαιρα λευκό φώς φαίνεται από τη Γη σαν κίτρινο λόγω της διασποράς τής ακτινοβολίας. Ο ήλιος χαρακτηρίζεται ως κίτρινος νάνος. Με κατάλληλα όργανα διαπιστώνεται ότι η επιφάνειά τού ήλιου είναι διάσπαρτη από μαύρες κηλίδες, (τις οποίες πρώτος ανακάλυψε ο Γαλιλαίος το 1611), και μοιάζει με φουρτουνιασμένο ωκεανό. Κατά καιρούς ξεσπούν μεγάλες καταιγίδες.
Μαζί με το φώς εκπέμπεται συνεχώς ένας άνεμος σωματιδίων, το λεγόμενο πλάσμα (φορτισμένα σωματίδια), γνωστό ως ηλιακός άνεμος. Τα σωματίδια αυτά γεμίζουν το χώρο γύρω από τη Γή και τους άλλους πλανήτες, και έτσι αυτοί βρίσκονται ζωσμένοι από τη θερμή ανάσα του. Με τη βοήθεια του ηλιακού ανέμου το μαγνητικό πεδίο της Γής κατασκευάζει μία μαγνητική προστατευτική κουβέρτα, τη μαγνητόσφαιρα, που απαγορεύει την είσοδο φορτισμένων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα μας. (Ο Άρης κι η Αφροδίτη δεν έχουν μαγνητικό πεδίο, γι’ αυτό και ο ηλιακός άνεμος εξαφανίζει προοδευτικά την ατμόσφαιρά τους). Όταν όμως ο Ήλιος είναι πολύ δραστήριος, τότε τα φορτισμένα σωματίδια δεν κρατιούνται και μπαίνουν στην ατμόσφαιρα μας, συγκρούονται με άτομα αζώτου και οξυγόνου και προκαλούν μία κατάσταση σαν αυτή των φωτεινών επιγραφών. Εμφανίζεται έτσι το Πολικό Σέλας (βόρειο και νότιο). Δημιουργούνται επίσης μαγνητικές καταιγίδες που προκαλούν απότομη μείωση του μαγνητικού πεδίου της Γής. Κατά διαστήματα συμβαίνουν στον Ήλιο μεγάλες εκρήξεις που εκτινάσσουν τεράστιες μάζες από σωματίδια μεγάλης ενέργειας, καθώς και από ακτίνες Χ και γ, που μπορεί να προκαλέσουν σοβαρότατες επιπτώσεις στη Γή.
Το φαινόμενο του Σέλαος έχει γίνει αντιληπτό από παλιά. Οι μαγνητικές όμως καταιγίδες έγιναν αντιληπτές μετά την ανακάλυψη της μαγνητικής πυξίδας. Περισσότερο αντιληπτό έγινε το φαινόμενο αυτό όταν διαπιστώθηκε ότι μπορεί να προκαλέσει σημαντικές ζημιές: Το 1989 μία μαγνητική καταιγίδα κατέστρεψε ένα εργοστάσιο ηλεκτρικής ενέργειας στον Καναδά, και άλλαξε την τροχιά σε 1500 δορυφόρους. Το 1994 μία άλλη μαγνητική καταιγίδα κατέστρεψε δύο Καναδικούς τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους και διατάραξε το τηλεφωνικό δίκτυο της χώρας για μήνες. Το 1997 κατεστράφη ένας Αμερικανικός δορυφόρος που εξυπηρετούσε ένα δίκτυο σεισμογράφων. Τίθενται ακόμη σε κίνδυνο οι ζωές των αστροναυτών.
Από τον Ήλιο εκπέμπεται ολόκληρο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα: Ραδιοκύματα, Υπέρυθρες ακτίνες, Ορατό φως, Υπεριώδεις ακτίνες, Ακτίνες Χ, Ακτίνες γ, Κοσμική ακτινοβολία. Στην ουσία πρόκειται για ένα τεράστιο πυρηνικό εργοστάσιο με συνεχείς εκρήξεις δισεκατομμυρίων πυρηνικών βομβών υδρογόνου.
Η πολύ μεγάλη θερμοκρασία που επικρατεί εκεί επιτρέπει τη σύντηξη πυρήνων υδρογόνου σε πυρήνες ήλιου, με έλλειμμα μάζας, το οποίο μετατρέπεται σε ενέργεια, σύμφωνα με την περίφημη εξίσωση Ε=m.c2 τού Αϊνστάιν (ενέργεια ίσον μάζα επί το τετράγωνο τής ταχύτητας του φωτός, που είναι 300.000 χμ το δευτερόλεπτο). Κάθε δευτερόλεπτο 4,3 εκατομμύρια τόνοι μάζας του ήλιου μετατρέπονται, σύμφωνα με την εξίσωση αυτή, σε ενέργεια ίση με 107.1018 κιλοβατώρες (107 πεντάκις εκατομμύρια κιλοβατώρες). (Το δίκτυο τής ΔΕΗ σήμερα δεν μπορεί να υπερβεί τις 3000 Kwh κάθε δευτερόλεπτο). Το ηλιακό πυρηνικό εργοστάσιο λειτουργεί εδώ και τεσσεράμισι δισεκατομμύρια χρόνια, και υπολογίζεται ότι θα λειτουργεί άλλα τόσα και περισσότερα. Στη Γή φθάνει ένα πάρα πολύ μικρό τμήμα ενέργειας.
Λόγω της μεταβαλλόμενης δραστηριότητας των μαύρων κηλίδων στον Ήλιο επέρχεται μεταβολή στην ακτινοβολία του. Αυτό έχει παρατηρηθεί ότι συμβαίνει σε διάστημα εκατονταετιών, με συνέπεια να εμφανίζονται στη Γή ακραία καιρικά φαινόμενα. Από το 900~1250 μ.Χ. η θερμοκρασία της Γής ήταν ιδιαίτερα υψηλή, ενώ το 1550~ 1700 επικρατούσε ψύχος. Σήμερα δεν είναι ακόμη γνωστά τα ποσοστά με τα οποία, αφ’ ενός το φαινόμενο του θερμοκηπίου και αφ’ ετέρου η αύξηση του αριθμού των μαύρων κηλίδων, συμβάλλουν στην παρατηρούμενη στις μέρες μας αύξηση της θερμοκρασίας.
Το ρομποτικό διαστημόπλοιο Ulysses που σε συνεργασία NASA και ESA (European Space Agency) εκτοξεύτηκε το 1990 με σκοπό να εξερευνήσει τον ήλιο, στη διαδρομή του έχει ήδη πλησιάσει τον Δία (1992), το βόρειο πόλο του ήλιου (1994-5), το νότιο πόλο του ήλιου (2001-2), ξανά το Δία (2003-4), και το 2007-8 θα επισκοπήσει εκ νέου τους ηλιακούς πόλους.
Ο γραμμικός μαθηματικός υπολογισμός δίδει απαιτούμενο χρόνο ανάλωσης όλης της μάζας περίπου 15 τρισεκατομμύρια έτη. Πλην όμως όταν το υδρογόνο τελειώσει θα αρχίσουν αντιδράσεις με καύσιμο το ήλιον και άλλα βαρύτερα στοιχεία, έτσι ο ήλιος θα μετατραπεί σε ερυθρό γίγαντα, ο οποίος στη συνέχεια, με την εξάντληση όλων των πυρηνικών καυσίμων, θα συρρικνωθεί αρχικά σε ερυθρό νάνο, και τέλος, με τη μείωση της θερμοκρασίας και της λαμπρότητας του, θα καταλήξει σε μελανό νάνο, δηλ. ένα είδος μαύρης τρύπας. Η διαδικασία αυτή υπολογίζεται πως θα κρατήσει μεταξύ 5 και 10 δις έτη.
Υπολογίζεται πως περί το τέλος τής ζωής του ο Ήλιος θα γίνει δύο φορές κόκκινος γίγαντας. Την πρώτη θα διασταλεί μέχρι τη σημερινή τροχιά τής Γης, ενώ η Γη θα απομακρυνθεί λόγω σημαντικής μείωσης τής μάζας του Ήλιου. Ύστερα από μερικές εκατοντάδες εκ. έτη ο Ήλιος θα έχει συσταλεί σημαντικά και στη συνέχεια θα διασταλεί περισσότερο από την πρώτη φορά, αγγίζοντας σχεδόν τη Γη με το εξωτερικό τμήμα των καυτών αερίων και σε κάποια στιγμή θα τη «ρουφήξει» στο εσωτερικό του, όπου αρχικά για μερικές χιλιάδες έτη η Γη θα περιστρέφεται περί τον πυρήνα του, σιγά-σιγά όμως θα έλκεται προς τον πυρήνα, η θερμοκρασία της θα αυξάνεται και η Γη θα μετατρέπεται σε καυτό μάγμα. Στους 500 χιλ. βαθμούς Κελσίου θα κοχλάζει, θα χάνει μάζα και τελικά θα εξαφανισθεί. (Θυμίζει την Ησιόδου «Κοσμογονία»: Έζεε χθών και ωκεανίω ρείθρα).
Κατά κάποια εκδοχή ίσως η Γή να μη καταβροχθισθεί από τον Ήλιο, όμως θα είναι ένας νεκρός πλανήτης από κάθε άποψη, και όταν ο Ήλιος σβήσει μετατρεπόμενος σε λευκό νάνο, θα πέσει σε κάποια στιγμή πάνω του. Σε κάθε περίπτωση, ακόμη και αν δε πέσει πάνω στο μακάβριο υπόλειμμα τού Ήλιου, θα πολτοποιηθεί μαζί με ολόκληρο το Σύμπαν όταν επέλθει η Μεγάλη Σύνθλιψη (Big Crunch) ή θα κοπεί σε κομμάτια στο Μεγάλο Σχίσμα (Big Rip).
Μέχρι τότε ευτυχείτε.

Αχιλ. Σ. Ξανθουλέας
Dott. Πολιτικός Μηχανικός
MSc Υδραυλικός-Υδρολόγος Μηχανικός
τ. Τομεάρχης ΔΕΗ – Ίλαρχος ε.α.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου