Ανιχνευτές νετρονίων στον Νότιο Πόλο θα καταγράφουν με ακρίβεια την ένταση των ηλιακών καταιγίδων
Ουάσινγκτον
Ανιχνευτές νετρονίων που λειτουργούν εδώ και δεκαετίες στην Ανταρκτική θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για τις ηλιακές καταιγίδες, οι οποίες απειλούν αστροναύτες, δορυφόρους και δίκτυα ηλεκτροδότησης.
Σε περιόδους έντονης ηλιακής δραστηριότητας, όπως αυτή που διανύουμε σήμερα, γιγάντιες εκρήξεις στην επιφάνεια του Ήλιου εκτινάσσουν στο Διάστημα δισεκατομμύρια τόνους υλικού, που κινούνται με ταχύτητες εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα.
Σε περίπτωση που η Γη βρεθεί στην πορεία αυτών των σωματιδίων υψηλής ενέργειας, οι δορυφόροι, οι ραδιοεπικοινωνίες και οι μετασχηματιστές των δικτύων ηλεκτροδότησης μπορούν να τεθούν εκτός λειτουργίας. Ο κίνδυνος είναι σημαντικός και για τους αστροναύτες του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, οι οποίοι δεν απολαμβάνουν την προστασία της γήινης ατμόσφαιρας.
Η πρόβλεψη των γεωμαγνητικών καταιγίδων γίνεται σήμερα με δορυφόρους, οι οποίοι παραμένουν μόνιμα στραμμένοι στον Ήλιο και μπορούν μεν να καταγράψουν τις ηλιακές εκρήξεις, αδυνατούν όμως να εκτιμήσουν πόσο γρήγορα ταξιδεύει προς τη Γη η καταιγίδα.
«Κασσάνδρες» ηλιακών εκρήξεων
Τη λύση θα μπορούσαν να δώσουν οι ανιχνευτές στο Νότιο Πόλο, οι οποίοι καταμετρούν τα πρωτόνια που εκπέμπονται όταν σωματίδια υψηλής ενέργειας χτυπούν άτομα αερίων ψηλά στην ατμόσφαιρα. Δεδομένου ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης εκτρέπει τα εισερχόμενα φορτισμένα σωματίδια προς τους πόλους, οι ανιχνευτές βρίσκονται στην ιδανική θέση για να παρακολουθούν το συνεχή βομβαρδισμό της Γης από σωματίδια που έρχονται από κάθε πλευρά του ουρανού.
Αμερικανοί και Νοτιοκορεάτες ερευνητές θέλησαν να εξετάσουν αν οι ανιχνευτές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σε περίπτωση γεωμαγνητικής καταιγίδας.
Πώς όμως θα μπορούσαν οι ανιχνευτές να καταγράψουν τα εισερχόμενα σωματίδια πριν καν φτάσουν στη γήινη ατμόσφαιρα;
Στην πραγματικότητα, τα σωματίδια που εκτοξεύει ο Ήλιος δεν έχουν όλα την ίδια ενέργεια, και επομένως δεν έχουν όλα την ίδια ταχύτητα. Κάποια από τα πρωτόνια της καταιγίδας κινούνται ταχύτερα και φτάνουν στη Γη ακόμα και ώρες νωρίτερα, συνήθως όμως δεν προκαλούν προβλήματα λόγω του μικρού αριθμού τους. Οι βλάβες είναι πιθανότερο να προκληθούν από το κύριο σώμα της καταιγίδας, το οποίο αποτελείται από πρωτόνια μικρότερης ταχύτητας, που καταφθάνουν όμως σε μεγαλύτερους αριθμούς.
Προκειμένου να ελέγξουν αν οι ανιχνευτές μπορούν να καταγράψουν έγκαιρα και αξιόπιστα τα πρώτα πρωτόνια που φτάνουν στη Γη, οι ερευνητές συνέλεξαν δεδομένα που είχαν δώσει οι ανιχνευτές στη διάρκεια 12 ηλιακών καταιγίδων το διάστημα 1989-2005, και συνέκριναν τα δεδομένα αυτά με αντίστοιχες μετρήσεις από δορυφόρους.
Η ανάλυση έδειξε ότι τα πιο ενεργητικά πρωτόνια φτάνουν στη Γη περίπου 166 λεπτά νωρίτερα από τα βραδύτερα πρωτόνια, τα οποία έχουν ενέργεια 40-80 500 MeV (μεγαηλεκτρονιοβόλτ) και κινούνται με το 29 έως 39 τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός αντίστοιχα.
Παρουσιάζοντας τα αποτελέσματά τους στο Space Weather, μια επιθεώρηση της Αμερικανικής Ένωσης Γεωφυσικής, οι ερευνητές αναφέρουν ότι μπόρεσαν να υπολογίσουν τη μέγιστη έκταση των βλαβών που θα μπορούσε να προκαλέσει μια οποιαδήποτε ηλιακή καταιγίδα.
Το περιθώριο των 167 λεπτών ίσως δεν φαίνεται αρκετά μεγάλο προκειμένου να εκδοθεί προειδοποίηση, πιθανότατα όμως θα ήταν αρκετό για να τεθούν προληπτικά εκτός λειτουργίας οι ευπαθείς δορυφόροι και να καταφύγουν σε έναν θωρακισμένο χώρο οι αστροναύτες του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού.
Οι ερευνητές εκτιμούν μάλιστα ότι επανδρωμένες διαπλανητικές αποστολές θα πρέπει να εφοδιάζονται στο μέλλον με φορητούς ανιχνευτές νετρονίων, οι οποίοι θα προειδοποιούν το πλήρωμα ότι πρόκειται να δεχθεί το μένος του Ήλιου. (tovima.gr)
Ανιχνευτές νετρονίων που λειτουργούν εδώ και δεκαετίες στην Ανταρκτική θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για τις ηλιακές καταιγίδες, οι οποίες απειλούν αστροναύτες, δορυφόρους και δίκτυα ηλεκτροδότησης.
Σε περιόδους έντονης ηλιακής δραστηριότητας, όπως αυτή που διανύουμε σήμερα, γιγάντιες εκρήξεις στην επιφάνεια του Ήλιου εκτινάσσουν στο Διάστημα δισεκατομμύρια τόνους υλικού, που κινούνται με ταχύτητες εκατομμυρίων χιλιομέτρων την ώρα.
Σε περίπτωση που η Γη βρεθεί στην πορεία αυτών των σωματιδίων υψηλής ενέργειας, οι δορυφόροι, οι ραδιοεπικοινωνίες και οι μετασχηματιστές των δικτύων ηλεκτροδότησης μπορούν να τεθούν εκτός λειτουργίας. Ο κίνδυνος είναι σημαντικός και για τους αστροναύτες του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, οι οποίοι δεν απολαμβάνουν την προστασία της γήινης ατμόσφαιρας.
Η πρόβλεψη των γεωμαγνητικών καταιγίδων γίνεται σήμερα με δορυφόρους, οι οποίοι παραμένουν μόνιμα στραμμένοι στον Ήλιο και μπορούν μεν να καταγράψουν τις ηλιακές εκρήξεις, αδυνατούν όμως να εκτιμήσουν πόσο γρήγορα ταξιδεύει προς τη Γη η καταιγίδα.
«Κασσάνδρες» ηλιακών εκρήξεων
Τη λύση θα μπορούσαν να δώσουν οι ανιχνευτές στο Νότιο Πόλο, οι οποίοι καταμετρούν τα πρωτόνια που εκπέμπονται όταν σωματίδια υψηλής ενέργειας χτυπούν άτομα αερίων ψηλά στην ατμόσφαιρα. Δεδομένου ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης εκτρέπει τα εισερχόμενα φορτισμένα σωματίδια προς τους πόλους, οι ανιχνευτές βρίσκονται στην ιδανική θέση για να παρακολουθούν το συνεχή βομβαρδισμό της Γης από σωματίδια που έρχονται από κάθε πλευρά του ουρανού.
Αμερικανοί και Νοτιοκορεάτες ερευνητές θέλησαν να εξετάσουν αν οι ανιχνευτές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης σε περίπτωση γεωμαγνητικής καταιγίδας.
Πώς όμως θα μπορούσαν οι ανιχνευτές να καταγράψουν τα εισερχόμενα σωματίδια πριν καν φτάσουν στη γήινη ατμόσφαιρα;
Στην πραγματικότητα, τα σωματίδια που εκτοξεύει ο Ήλιος δεν έχουν όλα την ίδια ενέργεια, και επομένως δεν έχουν όλα την ίδια ταχύτητα. Κάποια από τα πρωτόνια της καταιγίδας κινούνται ταχύτερα και φτάνουν στη Γη ακόμα και ώρες νωρίτερα, συνήθως όμως δεν προκαλούν προβλήματα λόγω του μικρού αριθμού τους. Οι βλάβες είναι πιθανότερο να προκληθούν από το κύριο σώμα της καταιγίδας, το οποίο αποτελείται από πρωτόνια μικρότερης ταχύτητας, που καταφθάνουν όμως σε μεγαλύτερους αριθμούς.
Προκειμένου να ελέγξουν αν οι ανιχνευτές μπορούν να καταγράψουν έγκαιρα και αξιόπιστα τα πρώτα πρωτόνια που φτάνουν στη Γη, οι ερευνητές συνέλεξαν δεδομένα που είχαν δώσει οι ανιχνευτές στη διάρκεια 12 ηλιακών καταιγίδων το διάστημα 1989-2005, και συνέκριναν τα δεδομένα αυτά με αντίστοιχες μετρήσεις από δορυφόρους.
Η ανάλυση έδειξε ότι τα πιο ενεργητικά πρωτόνια φτάνουν στη Γη περίπου 166 λεπτά νωρίτερα από τα βραδύτερα πρωτόνια, τα οποία έχουν ενέργεια 40-80 500 MeV (μεγαηλεκτρονιοβόλτ) και κινούνται με το 29 έως 39 τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός αντίστοιχα.
Παρουσιάζοντας τα αποτελέσματά τους στο Space Weather, μια επιθεώρηση της Αμερικανικής Ένωσης Γεωφυσικής, οι ερευνητές αναφέρουν ότι μπόρεσαν να υπολογίσουν τη μέγιστη έκταση των βλαβών που θα μπορούσε να προκαλέσει μια οποιαδήποτε ηλιακή καταιγίδα.
Το περιθώριο των 167 λεπτών ίσως δεν φαίνεται αρκετά μεγάλο προκειμένου να εκδοθεί προειδοποίηση, πιθανότατα όμως θα ήταν αρκετό για να τεθούν προληπτικά εκτός λειτουργίας οι ευπαθείς δορυφόροι και να καταφύγουν σε έναν θωρακισμένο χώρο οι αστροναύτες του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού.
Οι ερευνητές εκτιμούν μάλιστα ότι επανδρωμένες διαπλανητικές αποστολές θα πρέπει να εφοδιάζονται στο μέλλον με φορητούς ανιχνευτές νετρονίων, οι οποίοι θα προειδοποιούν το πλήρωμα ότι πρόκειται να δεχθεί το μένος του Ήλιου. (tovima.gr)
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου