Ὁ Ἥλιος

  Ὁ Ἥλιος εἶναι ἡ σχεδόν ἀποκλειστικὴ πηγή ἐνέργειας τῆς Γῆς καὶ τοῦ ἡλιακοῦ μας συστήματος. Εἶναι ἐπίσης ὁ μόνος ἀστέρας τοῦ ὁποίου τὴν ἐπιφάνεια μποροῦμε νὰ μελετήσουμε, λόγῳ τῆς ἐγγύτητός του πρὸς τὴν Γῆ. Τὰ περισσότερα ποὺ γνωρίζουμε περὶ ἀστέρων γενικῶς προέρχονται ἀπὸ παρατηρήσεις τοῦ Ἡλίου. Ἡ σύσταση τοῦ Ἡλίου ἀποτελεῖται ἀπὸ 91% ὑδρογόνο καὶ 9% ἥλιον κατὰ ἄτομα ἢ ἀπὸ 75% ὑδρογόνο καὶ 25% ἤλιον κατὰ μάζα. Περιέχει καὶ κάποια ἄλλα στοιχεῖα ποὺ ὅμως δὲν ὑπερβαίνουν τὸ 0.1%. Ἡ σύσταση μεταβάλλεται βραδύτατα καθὼς ὁ Ἥλιος κατὰ τὴν καύση του, μετατρέπει τὸ ὑδρογόνο εἰς ἥλιον ἐντὸς τοῦ πυρήνος του.

  Ὁ πυρήνας ὑπολογίζεται πὼς ἔχει διάμετρο 400.000 χλμ. περίπου καὶ ὅτι ἀποτελεῖ κάπου τὸ 10% τῆς ἡλιακῆς μάζας. Ἐκεῖ ἡ θερμοκρασία ἐκτιμᾶται ὅτι ἀγγίζει τοὺς 15.000.000 °C καὶ ἡ πίεση τὰ 250.000.000 ἀτμ., ἐνῶ ἡ πυκνότητα εἶναι 150 φορὲς μεγαλυτέρα τοῦ ὕδατος.

  Τὸ ἐπόμενο στρῶμα εἶναι ἡ ζώνη ἀκτινοβολίας, πάχους 40% τῆς ἡλιακῆς ἀκτῖνος, ὅπου ἡ θερμοκρασία κυμαίνεται ἀπὸ 2.000.000 ἔως 8.000.000 °C. Μέσῳ τοῦ στρώματος αὐτοῦ ἡ παραχθείσα ἐνέργεια τοῦ πυρήνος μεταφέρεται διὰ ἀκτινοβολίας εἰς τὴν ἐπιφάνεια. Ἀκολουθεῖ ἡ ζώνη θερμικῆς μεταφορᾶς (ἢ συναγωγῆς), πάχους 15% τῆς ἡλιακῆς ἀκτῖνος, ὅπου ἡ θερμοκρασία εἶναι περίπου 2.000.000 °C. Ἐδῶ ἡ μεταφορά τῆς ἐνέργειας πρὸς τὴν ἐπιφάνεια γίνεται κυρίως διὰ ἀνοδικῶν ῥευμάτων τῆς ἀερίας ὕλης.

  Ὑπάρχει μεταξὺ τῶν δύο ζωνῶν καὶ ἐνδιάμεσο στρῶμα, συνδετικὸ τῆς ἥρεμης ζώνης ἀκτινοβολίας καὶ τῆς στροβιλώδους ζώνης μεταφορᾶς, ὅπου ἡ ἀέρια ὕλη περνάει ἀπὸ σημαντικὲς μεταβολές. Αὐτὸ τὸ στρῶμα ἔχει ἔλξει τὰ τελευταῖα ἔτη τὸ ἐνδιαφέρον τῶν ἐπιστημόνων διότι πιθανῶς ἀποτελεῖ τὴν πηγὴ τοῦ μαγνητικοῦ πεδίου τοῦ Ἡλίου.

  Ἡ φωτόσφαιρα εἶναι ἡ ὁρατὴ ἐπιφάνεια τοῦ Ἡλίου, ὅπου τὰ ἀέρια γίνονται ἀδιαφανή, καὶ εἶναι πάχους μόνον ὀλίγων ἐκατοντάδων χιλιομέτρων· ἡ δὲ μέση θερμοκρασία φθάνει σχεδόν τοὺς 6.000 °C. Ἡ ἐνέργεια ποὺ δέχονται οἱ πλανῆτες ἀπὸ τὸν Ἥλιο ἐξαρτᾶται ἀπὸ τὴν θερμοκρασία τῆς ἐπιφάνειάς του καὶ ἀπὸ τὴν ἀπόστασή τους ἀπὸ αὐτόν. Ἀπὸ μελέτες τῶν γηίνων ἀπολιθωμάτων ἐξήχθη τὸ συμπέρασμα ὅτι ἡ ἐνεργειακὴ παραγωγή τοῦ Ἡλίου εἶναι σχετικὰ σταθερή ἐδῶ καὶ περισσότερο ἀπὸ 3 ἐκατομμύρια ἔτη. Ὅλη αὐτὴ ἡ ἐνέργεια ἐξέρχεται ἀπὸ τὴν ἐπιφάνειά του.

Ἡ ἡλιακὴ ἀτμόσφαιρα: Χρωμόσφαιρα καὶ Στέφανος (Κορώνα)

  Ἡ ἀτμόσφαιρα τοῦ Ἡλίου ἔχει δύο στρώματα ἐπίπεδα, τὴν χρωμόσφαιρα καὶ τὸν στέφανο (κορώνα). Ἡ χρωμόσφαιρα εἶναι λεπτὸ καὶ ἀκανόνιστο ἀέριο στρῶμα πάχους 2.000 χλμ. περίπου καὶ καταλαμβάνει μικρῆς ἐκτάσεως χῶρο ἄνω τῆς φωτόσφαιρας. Εἶναι ἐντόνως θερμότερο τῆς ἐπιφάνειας καὶ ἡ θερμοκρασία του φθάνει τοὺς 20.000 °C. Ὠνομάσθη ἔτσι γιὰ τὸ λαμπερὸ ἐρυθρό της φαινόμενο χρῶμα, ποὺ γίνεται ὀρατὸ κατὰ τὴν ἀρχὴ καὶ τὸ τέλος τῆς ἡλιακῆς ἐκλείψεως.

  Ἡ ἀνώτατη περιοχὴ τῆς χρωμόσφαιρας σχηματίζει τὴν κορώνα ἢ στέφανο. Ἡ κορώνα ἐκτείνεται σὲ μεγάλη ἀπόσταση “σβήνοντας” βαθμιαῖα εἰς τὸν ἡλιακὸ ἄνεμο καὶ εἶναι ὀρατὴ ἀπὸ τὴν Γῆ μόνον κατὰ τὴν ὁλικὴ ἡλιακὴ ἔκλειψη. Παρά τὴν ἐξαιρετικὰ ὑψηλὴ θερμοκρασία της, περὶ τοὺς 1.000.000 °C, περιέχει ἐλάχιστη θερμικὴ ἐνέργεια λόγῳ τῆς λεπτοφυοῦς συστάσεώς της. Τὰ ἀέρια τῆς περιοχῆς τῆς κορώνας (κυρίως ὑδρογόνο καὶ ἥλιον) εἶναι τόσο θερμά ποὺ ἐκπέμπουν σχεδόν ἀποκλειστικῶς ἀκτῖνες Χ.

  Ἡ λεπτοφυὴς ἀραιὴ ἐξωτερικὴ ἀτμόσφαιρα (ἡλιόσφαιρα) ἐκτείνεται καὶ πέραν τῆς τροχιᾶς τοῦ Πλούτωνος ἔως τὴν ἡλιόπαυση. Πρόκειται γιὰ τὸ θεωρητικὸ ὄριο ὅπου ὁ ἡλιακὸς ἄνεμος δὲν εἶναι πλέον ἀρκετὰ δυνατὸς νὰ ἀπωθήσῃ τοὺς ἀστρικοὺς ἀνέμους τῶν περιβαλλόντων ἀστέρων καὶ ὅπου σχηματίζεται ἕνα ἀπότομο μέτωπο – ὅριο μὲ τὴν διαστρικὴ ὕλη (ἀέρια ὑδρογόνου καὶ ἡλίου ποὺ διατρέχουν τὸν γαλαξία). Ὁρίζεται καὶ ὡς μαγνητόπαυση, δηλαδή τὸ ὅριο μεταξὺ τῆς μαγνητόσφαιρας τοῦ ἡλιακοῦ συστήματος καὶ τῶν ῥευμάτων πλάσματος τοῦ γαλαξία.

ΤΟ ΗΛΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ: Ἡ ἔκταση τῆς ἡλιόσφαιρας καὶ τὸ ὅριό της ἡ ἡλιόπαυση, ἡ ζώνη Κούιπερ καὶ τὸ νεφέλωμα Ὄορτ.

  Πρὶν τὸ σημεῖο τῆς ἡλιοπαύσεως ὑπάρχει ἡ περιοχὴ ποὺ ὀνομάζεται ὅριο κύματος κρούσεως (termination shock). Πρόκειται γιὰ τὸ σημεῖο ὅπου ὁ ἡλιακὸς ἄνεμος ἐπιβραδύνεται καὶ ἡ ταχύτητά του εἶναι μικρότερη ἀπὸ τὴν ταχύτητα τοῦ ἦχου. Τὸ τρίτο στρῶμα μετὰ τὴν ἡλιόπαυση εἶναι τὸ τοξοειδὲς κύμα κρούσεως (bow shock), ποὺ σχηματίζεται καθὼς ἡ ηλιόσφαιρα πιέζει τὸ τοπικό γαλαξιακό νέφος περίπου ὅπως ἕνα αεροπλάνο σπρώχνει τὸν ἀέρα γύρω του καθὼς κινεῖται. Τέτοιο στρῶμα παρατηρεῖται συχνὰ σὲ ἀρκετοὺς ἀστέρες στὸ σύμπαν.

  Τὸ 2012 ἡ ὕπαρξή του ἀμφισβητήθηκε ὑπὸ μερίδας ἐπιστημόνων μὲ τὴν αἰτιολογία ὅτι ἡ κίνηση τῆς ἡλιόσφαιρας εἰς τὴν ὁριακὴ ἐκείνη περιοχὴ εἶναι λίγο μικρότερη ἀπὸ ὅσο πιστευόταν νωρίτερα καὶ ὑπέθεσαν ὅτι δὲν ἀρκεῖ γιὰ νὰ σχηματίσῃ ἕνα τέτοιο κύμα. Τὸ 2013 ὅμως ἐδείχθη ὑπὸ ἄλλης μερίδας ὅτι σχηματίζεται κύμα, ἁπλῶς ὄχι τόσο ἔντονο καὶ μᾶλλον ἐπιβεβαιώνεται ἀπὸ τὰ πιὸ πρόσφατα δεδομένα τοῦ Voyager 1 (τὸ μικρὸ ἐρευνητικὸ σκάφος ἀπὸ τὸ 2015 ταξιδεύει στὸν διαστρικὸ χῶρο, ἔξω ἀπὸ τὴν ἡλιόσφαιρα).

Ἡλίου φαινόμενα: ἡλιακὲς κηλίδες, πυρσοί, προεξοχές, ἐκλάμψεις καὶ στεφανιαῖες ἐκτινάξεις μάζας

  Ἡ ἡλιακὴ δραστηριότητα περιλαμβάνει πολλὰ φαινόμενα ὄπως κηλίδες, πυρσοὺς καὶ προεξοχές. Ἐπειδή ὁ Ἥλιος παράγει πολλὴ ἐνέργεια ἐντός τοῦ ὁρατοῦ φάσματος, οἱ ἐπιστήμονες χρησιμοποιοῦν διάφορα εἴδη κυμάτων καὶ φίλτρων γιὰ νὰ ἐξετάσουν τὴν ἐπιφάνεια καὶ τὴν ἀτμόσφαιρα τοῦ Ἡλίου. Ἔτσι καθίσταται ἐμφανὴς ἡ κοκκώδης ὑφή τῆς ἐπιφάνειας, δηλαδή ἕνα ἀκανόνιστο πεδίο φωτεινοτέρων καὶ σκουροτέρων περιοχῶν ποὺ δίδει τὴν ἐντύπωση κόκκων.

  Οἱ κόκκοι αὐτοὶ εἶναι διαμέτρου περίπου 1.000 χλμ., ὀλιγολέπτου διαρκείας καὶ ἀποτελοῦν τὶς κορυφὲς ἀνοδικῶν ῥευμάτων ἀερίων (διὰ τῶν ὁποίων μεταφέρεται ἡ ἐνέργεια ἀπὸ τὸ ἐσωτερικὸ πρὸς τὴν ἐπιφάνεια) καὶ ὁμοιάζουν μὲ φυσαλλίδες ὕδατος ἐν βρασμῷ. Ἐνίοτε, μεγαλύτερα ῥεύματα δημιουργοῦν τὴν ὑπερκοκκίαση μὲ μεγαλύτερους κοκκώδεις σχηματισμοὺς διαμέτρου 35.000 χλμ. Οἱ πυρσοί φαίνονται ὡς λαμπρὲς περιοχές, σχεδόν λευκές, μεταξὺ τῶν κόκκων, καὶ παρουσιάζουν ἔντονη μαγνητικὴ δραστηριότητα.

  Οἱ ἡλιακὲς κηλίδες (sunspots) εἶναι μαγνητικὲς καταιγίδες τῆς φωτόσφαιρας, οἱ ὁποῖες συμβαίνει νὰ εἶναι ψυχρότερες τῶν γύρω περιοχῶν. Ἐμφανίζονται ὡς σχετικὰ σκοῦρες περιοχὲς τῆς φωτεινῆς ἐπιφάνειας τοῦ Ἡλίου καὶ ὁ φαινομενικὸς σκουρότερος χρωματισμός τους ὀφείλεται εἰς τὴν χαμηλοτέρα θερμοκρασία τῶν 4.000 °C ἐν συγκρίσει μὲ τοὺς 6.000 °C τῆς ὑπολοίπου ἐπιφάνειας. Προκειται γιὰ περιοχὲς συγκεντρωθέντων ἰσχυρῶν μαγνητικῶν πεδίων καὶ δύνανται νὰ εἶναι πολυώρου ἔως καὶ πολυμήνου διαρκείας. Οἱ ἡλιακὲς κηλίδες ἀναπτύσσονται πάντοτε σὲ ζεύγη ὅπου ἡ μία κηλίδα ἀποτελεῖ τὸν βόρειο καὶ ἡ ἄλλη τὸν νότιο πόλο τοῦ μαγνητικοῦ τους πεδίου.

  Ὁ ἀριθμός τῶν ἡλιακῶν κηλίδων αὐξομειώνεται φθάνοντας ἐλάχιστο καὶ μέγιστο ἀνὰ κύκλο 11 ἐτῶν, γνωστὸν ὡς ἡλιακὸς κύκλος. Ἀνα 11 ἔτη ἐναλάσσεται καὶ ἡ πολικότητα τῆς κυρίαρχης κηλίδος ἑκάστου ζεύγους καὶ ἐάν ἦταν βόρεια τὸν προηγούμενο κύκλο θὰ εἶναι νότια τὸν ἀμέσως ἐπόμενο. Ὁ ἡλιακὸς κύκλος ἐπηρεάζει σημαντικὰ τὸν διαστημικὸ καιρὸ και τὸ κλῖμα τῆς Γῆς. Ἡ χαμηλή δραστηριότητα ἡλιακῶν κηλίδων τείνει νὰ ἐπιφέρῃ χαμηλότερες θερμοκρασίες ἐνῶ ἡ ἔντονη ὑψηλότερες. Αὐτὸ διότι οἱ κηλίδες ἀποτελοῦν χαρακτηριστικὴ ἔνδειξη τῆς αὐξημένης ἢ μειωμένης ἡλιακῆς δραστηριότητας.

  Ἐκλάμψεις (solar flares) ὀνομάζονται τὰ ἐκρηγνυόμενα ἀέρια νέφη ποὺ ποὺ προκαλοῦνται ἀπὸ τὶς κηλῖδες. Προέρχονται ἀπό σημεῖα πλησίον τῶν κηλίδων καὶ τὸ μαγνητικὸ πεδίο τοῦ ἡλίου δύναται νὰ συντηρήσῃ τὶς ἐκλάμψεις αὐτὲς ἐπὶ σειρᾶς ἡμερῶν καθὼς συγκεντρώνουν τὴν ἐνέργειά τους. Χρειάζονται ὅμως μόνον ὀλίγα λεπτά γιὰ τὴν ἀπελευθέρωσή της εἰς φαντασμαγορικὴ ἔκρηξη ἰσχύος δεκάδων ἐκατομμυρίων βομβῶν ὑδρογόνου, ποὺ συχνὰ ἐκτείνεται σὲ μεγάλα ὕψη. Οἱ ἐκλάμψεις ἐπηρεάζουν τὴν χρωμόσφαιρα καὶ τὸν στέφανο θερμαίνοντας πλάσμα καὶ παράγοντας ἠλεκτρομαγνητικὴ ἀκτινοβολία εἰς ὅλο τὸ ἠλεκτρομαγνητικὸ φάσμα καὶ μῆκος κυμάτων, ποὺ ἀπελευθερώνεται εἰς τὸ διάστημα.

  Ἄλλος παρεμφερής τῶν ἐκλάμψεων ἀλλὰ μεγαλύτερος σχηματισμός εἶναι οἱ προεξοχὲς (prominences). Αὐτὰ εἶναι ἐπίσης ἐκρηγνυόμενα ἀέρια νέφη προερχόμενα πλησίον τῶν κηλίδων. Εἶναι ἀκανόνιστου σχήματος καὶ ἐκτείνονται ἕως καὶ τὴν κορώνα ἢ ἀκόμη καὶ πέραν αὐτῆς. Ἀλλά καὶ ἡ κορώνα ἐμφανίζει ἀξιοσημείωτα φαινόμενα, ὅπως τὶς στεφανιαῖες ὁπές. Πρόκειται γιὰ ἀνοίγματα τῆς κορώνας ἀπὸ ὅπου ὁ ταχύτερα κινούμενος ἡλιακὸς ἄνεμος διαφεύγει.

Ἡλιακὲς κηλίδες (TRACE).

Ἡλιακὴ ἔκλαμψη (SOHO).

Ἡλιακὴ προεξοχὴ (SOHO).

Στεφανιαῖος βρόγχος (TRACE).

Στεφανιαία ἐκτίναξη μάζας (SOHO).

Ὁ στέφανος ἢ κορώνα τοῦ Ἡλίου (SOHO).

     Τὸ πλέον ὅμως ἐνδιαφέρον φαινόμενο εἶναι οἱ στεφανιαῖες ἐκτινάξεις μάζας ἢ ΣΕΜ (coronal mass ejections, CME), ὅπου τεράστια νέφη μαγνητικῶν πεδίων καὶ πλάσμα φορτισμένων σωματιδίων ἐκτινάσσονται μὲ δύναμη πρὸς τὸ διάστημα. Μία τέτοια ἐκτίναξη δύναται νὰ μεταφέρῃ 20.000.000 τόνους ὑλικοῦ καὶ ἡ ἐνέργεια ποὺ ἀπελευθερώνει ἐπὶ δύο ὧρες εἶναι τέτοιου μεγέθους ποὺ θὰ ἀρκοῦσε γιὰ τὴν ἐνεργειακὴ τροφοδότηση μιᾶς γηίνης ἠπείρου ἐπὶ 10.000 ἔτη! Οἱ ΣΕΜ ἔχουν εὔστοχα ἀποκληθεῖ οἱ τυφῶνες τοῦ διαστημικοῦ καιροῦ.

  Ὅταν μία ΣΕΜ ἐκρύγνηται στὸν ἡλιακὸ ἀνέμο, εἶναι δυνατὸν νὰ προκαλέσῃ κύμα ποὺ ἐπιταχύνει τὰ σωματίδια σὲ ἐπικίνδυνα ὑψηλὲς ἐνέργειας. Ὄπισθεν τοῦ κύματος ἡ ΣΕΜ ἀπλώνεται εἰς τεραστίου μεγέθους νέφος ποὺ τυλίγει τυχόν πλανῆτες ἐπὶ τῆς διαδρομῆς του μὲ πλάσμα. Ἐάν μία ΣΕΜ ἐκραγεῖ πρὸς τὴν κατεύθυνση τῆς Γῆς δύναται νὰ ἐπιφέρῃ ἔντονο σέλας, στατικὸ ἠλεκτρισμὸ σὲ ραδιοφωνικὲς καὶ τηλεοπτικὲς ἐγκαταστάσεις, προβλήματα πλοηγήσεως γιὰ τὰ πλοῖα καὶ τὰ ἀεροπλάνα ποὺ χρησιμοποιοῦν μαγνητικὲς πυξίδες καὶ νὰ προκαλέσῃ ζημίες σὲ δορυφόρους καὶ διαστημικὰ σκάφη.

  Ἡ χρωμόσφαιρα καὶ ὁ στέφανος εἶναι ἐντόνως θερμότερα ἀπὸ τὴν φωτόσφαιρα, ἡ αἰτία ὅμως μόλις προσφάτως ἀποσαφηνίσθη. Τὸ 1997, ἐρευνητὲς ἀνακοίνωσαν ὅτι ἡ αὐξημένη θερμοκρασία ὀφείλεται σὲ “βρόγχους ἑνός μαγνητικοῦ τάπητος”, δημιουργηθέντος εἰς τὸ ἐνδιάμεσο στρῶμα μεταξὺ τῶν ζωνῶν ἀκτινοβολίας καὶ μεταφορᾶς.

Ὁ στέφανος (κορώνα) τοῦ Ἡλίου, ὁρατὸς κατὰ τὴν ἡλιακὴ ἔκλειψη.

  Διὰ τῆς ἀποστολῆς τοῦ ἐρευνητικοῦ σκάφους TRACE ἀπὸ τὴν NASA, παρατηρήθη καλλίτερα ὁ μηχανισμὸς τοῦ φαινομένου. Τὸ μεγαλύτερο μέρος τῆς θερμαντικῆς διαδικασίας συμβαίνει χαμηλά ὑπὸ τῆς κορώνας, περίπου 16.000 χλμ. ἀπὸ τὴν ἐπιφάνεια.

  Καθῶς τὰ ἀέρια ἐξέρχονται ἀπὸ τὸ ἐσωτερικὸ τοῦ ἀστέρος σχηματίζουν τεραστίου μεγέθους πίδακες καὶ διαστελλόμενα ὑψώνονται ἕως τὴν κορώνα, ὅπου ψύχονται καὶ κατέρχονται πάλι ταχύτατα πρὸς τὴν ἐπιφάνεια. Σχηματίζονται λοιπόν ἐκατομμύρια τέτοιες ἀψίδες, οἱ καλούμενοι στεφανιαῖοι βρόγχοι, ποὺ οὐσιαστικῶς ἀποτελοῦν τὴν κορώνα. Δὲν εἶναι πάντοτε ἐξίσου ὁμοιόμορφα κατανεμημένη γύρω ἀπὸ τὴν ἐπιφάνεια τοῦ ἀστέρος ἀλλὰ ὑποκειται καὶ αὐτὴ εἰς τὸν 11ετὴ ἡλιακὸ κύκλο.

  Κατὰ τὴν διάρκεια τῆς περιόδου ἡρεμίας ὁ στέφανος περιορίζεται κυρίως γύρω ἀπὸ τὴν ἰσημερινὴ ζώνη καὶ στεφανιαῖες ὀπὲς ἐμφανίζονται ἀνω τῶν πόλων. Ὅταν ἀντιθέτως ὁ Ἥλιος εὑρίσκεται εἰς περίοδον ἐντόνου δραστηριότητος τότε καὶ ὁ στέφανος ἐκτείνεται ὁμοιόμορφα παντοῦ καλύπτοντας καὶ τὸν ἰσημερινὸ καὶ τοὺς πόλους, οἱ δέ ἰσχυρότερες περιοχὲς τοῦ στεφάνου εἶναι ἀκριβῶς ἄνω τῶν ἡλιακῶν κηλίδων.

  Ὅμως δὲν εἶναι οἱ στεφανιαῖοι βρόγχοι τὸ κύριο αἴτιο τῆς θερμάνσεως ἀλλὰ μικρότερου μεγέθους πολυάριθμοι μαγνητικοὶ βρόγχοι, ποὺ σχηματίζονται ὑπὸ τῆς ἐπιφάνειας δημιουργῶντας ἕναν μαγνητικὸ τάπητα. Ἐπειδή ἡ διασταύρωση τῶν γραμμῶν τῶν μαγνητικῶν πεδίων εἶναι ἀδύνατη, κάτι ποὺ ἀποτελεῖ φυσικὸ νόμο τοῦ ἠλεκτρομαγνητισμοῦ, ὅποτε οἱ γραμμὲς πλησιάζουν μεταξύ τους “ἐπανατακτοποιοῦνται” δυναμικὰ μὲ ἀποτέλεσμα τὴν παραγωγὴ μαγνητικῆς ἐνέργειας καὶ τὴν θέρμανση τῆς κορώνας.

Τὸ μαγνητικὸ πεδίο καὶ ὁ ἡλιακὸς ἄνεμος

  Ὁ Ἥλιος διαθέτει ἰσχυρὸ καὶ πολύπλοκο μαγνητικὸ πεδίο που διακυμαίνεται ἐτησίως καὶ ἀντιστρέφει τὸν προσανατολισμό του περίπου ἀνά 11 ἔτη, κατὰ τὸ μέγιστο τοῦ ἡλιακοῦ κύκλου· εἶναι δὲ αἴτιο τῶν φαινομένων ποὺ συλλογικῶς καλοῦνται ἡλιακὴ δραστηριότητα. Τὰ ἐξωτερικὰ στρώματα τοῦ Ἡλίου περιστρέφονται μὲ διαφορετικὴ ταχύτητα λόγῳ τοῦ ὅτι ὁ Ἥλιος δὲν εἶναι γεώδης ὡς ἡ Γῆ, ἀλλά ἀέριος καὶ φλεγόμενος.

  Τὰ στρώματα ἐκατέρωθεν τοῦ ἰσημερινοῦ περιστρέφονται εἰς 25.4 ἡμέρες ἐνῶ αὐτὰ τῶν πόλων πιὸ ἀργά, ἐντός 36 περίπου ἡμερῶν. Αὐτὸ ὀνομάζεται διαφορικὴ περιστροφὴ καὶ ἐπηρεάζει τὸ σχῆμα τῶν μαγνητικῶν πεδίων τοῦ ἀστέρος τὰ ὁποῖα συστρέφονται προκαλῶντας μαγνητικὰ πεδία – βρόγχους, ποὺ ἐκρήγνυνται εἰς τὴν ἐπιφάνεια τοῦ ἡλίου καὶ ἐνεργοποιοῦν τὸν σχηματισμὸ τῶν ἡλιακῶν κηλίδων καὶ τῶν προεξοχῶν.

  Τὰ ἡλιακὰ μαγνητικὰ πεδία παράγονται βαθιὰ εἰς τὸ ἐσωτερικὸ ἀπὸ ἕνα φυσικὸ δυναμό, ποὺ δημιουργεῖται ἀπὸ τὴν ἀλληλεπίδραση μεταξὺ α. τῆς ἀνόδου καὶ πτώσεως τεραστίων ἀερίων μαζῶν εἰς τὸ ἀκριβῶς ὑπὸ τῆς ἐπιφάνειας στρῶμα καὶ β. τῆς διαφορικῆς ἡλιακῆς περιστροφῆς ποὺ προκαλεῖ συστροφὴ τῶν μαγνητικῶν πεδίων.

  Ὅλη ἡ ἐπιφάνεια τοῦ Ἡλίου ἀποτελεῖται ἀπὸ συνεχῶς μεταβαλλόμενα μαγνητικὰ πεδία ἐνῶ ὁ στέφανος συνίσταται σχεδὸν ἀποκλειστικῶς ἀπὸ θερμὰ ἀέρια δομημένα σὲ σχηματισμούς βρόγχων, οἱ ὁποῖοι ἀκολουθοῦν τὶς γραμμὲς τῶν μαγνητικῶν πεδίων. Ὁ 11ετὴς ἡλιακὸς κύκλος καὶ ἡ δραστηριότητα τῶν κηλίδων θὰ μποροῦσε κάλλιστα νὰ περιγραφῇ ἐναλλακτικῶς ὡς ἡ περιοδικὴ αὔξηση καὶ μείωση τῆς ποσότητος τοῦ ἡλιακοῦ μαγνητισμοῦ.

Ἡ διαφορικὴ περιστροφὴ τῆς ἐπιφάνειας τοῦ ἡλίου στὸ κέντρο καὶ τοὺς πόλους.

Τὰ μαγνητικὰ πεδία καὶ βρόγχοι τοῦ ἡλίου (SOHO).

Ἡ περιστροφὴ τοῦ ἥλιου καὶ τῶν μαγνητικῶν του πεδίων.

Τὸ ἡλιοσφαιρικὸ φύλλο ρευμάτων (Wilcox-Heil).

     Ἄτομα ὅπως τὰ γνωρίζουμε δὲν εἶναι δυνατὸν νὰ διατηρηθοῦν εἰς τὴν κυρίως ἀτμόσφαιρα τοῦ Ἡλίου, τὸν στέφανο, ὅπου ἡ θερμόκρασία φθάνει τοὺς 2.000.000 °C. Ἀντιθέτως “χάνουν” τὰ ἠλεκτρόνιά τους γινόμενα πλάσμα. Τὰ θετικὰ ἢ ἀρνητικὰ φορτισμένα σωματίδια τοῦ πλάσματος τυλίγονται σπειροειδῶς κατὰ μῆκος τῶν μαγνητικῶν γραμμῶν ἀκολουθῶντας τὴν κίνηση τοῦ μαγνητικοῦ πεδίου. Ἄλλά καὶ ἡ μεγάλης κλίμακος κίνηση τοῦ πλάσματος δύναται ἐπίσης νὰ μετακινήσῃ τὸ μαγνητικὸ πεδίο. Σὲ αὐτὰ τὰ σωματίδια, ποὺ λόγῳ τῆς ὑψηλῆς τους θερμότητος καὶ κινητικῆς ἐνέργειας δύνανται νὰ διαφύγουν ἀπὸ την βαρύτητα τοῦ Ἡλίου, εἶναι ποὺ ἔχει τὴν ἀρχή του ὁ ἡλιακός ἄνεμος. Τὸ μαγνητισμένο πλάσμα τοῦ ἡλιακοῦ ἀνέμου μεταφέρει τὸ μαγνητικὸ πεδίο τοῦ Ἡλίου βαθιὰ εἰς τὸ διάστημα, πέραν τῶν ὁρίων τοῦ Πλούτωνος, ὅπου σχηματίζει τὸ διαπλανητικὸ μαγνητικὸ πεδίο.

  Αὐτὸ ἀρχικῶς ἐκτείνεται ἀπὸ τὸν Ἥλιο ἀκτινωτὰ ἀλλὰ ἡ περιστροφὴ τοῦ Ἡλίου τὸ συστρέφει ὁμοῦ μετὰ τοῦ ἡλιοσφαιρικοῦ φύλλου ῥευμάτων (τὸ λεπτὸ οὐδέτερο στρῶμα εἰς τὸ ἐπίπεδο τοῦ ἰσημερινοῦ τοῦ ἡλίου, ποὺ ὑφίσταται ἐπειδη τὰ πεδία ἄνω καὶ κάτω τοῦ ἰσημερινοῦ ἔχουν ἀντίθετη πολικότητα). Σὲ μεγάλες ἀποστάσεις ἡ συστροφή λαμβάνει σχῆμα τύπου Ἀρχιμηδείας σπείρας, ποὺ ὀνομάζεται σπείρα Parker. Τὸ διαπλανητικὸ μαγνητικὸ πεδίο εἶναι κατὰ πολὺ ἰσχυρότερο τοῦ διπόλου ἡλιακοῦ μαγνητικοῦ πεδίου καὶ ἐκτείνεται ἕως τὸ σημεῖο τῆς ἡλιοπαύσεως. Ἐπιπλέον τὸ σπειροειδὲς σχῆμα ἐνισχύει σημαντικὰ τὴν δύναμη τοῦ ἡλιακοῦ πεδίου.

  Ἡ συστροφή ἀρχίζει εἰς ἀπόσταση περίπου μίας ἡλιακῆς διαμέτρου ἄνω τῆς ἐπιφάνειας τοῦ Ἡλίου. Γιὰ τοῦτο καὶ ἡ κορώνα ἐμφανίζεται ἀκόμη ἀκτινωτή. Ὁ ἡλιακὸς ἄνεμος ἐμφανίζεται νὰ ἐξέρχεται ἀπὸ ὅλη τὴν κορώνα, τὸ κύριο ὅμως μέρος του προέρχεται ἀπὸ τὰ σημεῖα ἄνωθεν τῶν πόλων, ὅπου σχεδόν μονίμως ὑπάρχουν στεφανιαῖες ὁπές. Ἡ ἐκπομπή του εἶναι σφοδρότατη καὶ εἰς τὴν ἐπίδρασή του ἐκτίθονται οἱ πλανῆτες μὲ μόνη προστασία τὸ δικό τους μαγνητικὸ πεδίο – ὅπου ὑπάρχει. Εἰκάζεται ὅτι ὁ πλανήτης Ἄρης διέθετε κάποτε ἀτμόσφαιρα ἀλλά δίχως ἰδίο μαγνητικὸ πεδίο αὐτὴ παρασύρθη σταδιακῶς ἐκ τοῦ ἡλιακοῦ ἀνέμου, ἐνῶ ἀνάλογη ἀπώλεια διαπιστώνουμε σήμερον εἰς τὴν Ἀφροδίτη, ἕναν πλανήτη ἐπίσης δίχως μαγνητόσφαιρα. Ὅλο τὸ ἡλιακό μας σύστημα “πλέει” μέσα στὸ πλάσμα τοῦ ἡλιακοῦ ἀνέμου.

Βόρειο Σέλας, ἀπὸ τὸν Διεθνὴ Διαστημικὸ Σταθμὸ (ISS).

  Ἐπηρεάζει σημαντικὰ τὴν Γῆ, προκαλῶντας ἀπὸ παρεμβολὲς εἰς ῥαδιοσυχνότητες καὶ ἠλεκτροφόρα σύρματα ἕως τὸ μαγευτικὸ φαινόμενο τοῦ βορείου καὶ νοτίου σέλαος, (aurora borealis καὶ aurora australis), ποὺ σχηματίζεται ἀπὸ τὴν ἐκλυόμενη ἐνέργεια τῆς συγκρούσεως ἰονισμένων σωματιδίων τοῦ ἡλιακοῦ ἀνέμου καὶ ἀτόμων τῆς γηίνης ἀτμόσφαιρας. Τὸ μαγνητικὸ πεδίο τῆς Γῆς σπρώχνει τὰ σωματίδια πρὸς τοὺς πόλους, μὲ ἀποτέλεσμα τὴν φωτεινὴ αὔρα ποὺ κυκλώνει τὶς πολικὲς περιοχάς. Τὸ σέλας ἐμφανίζεται συχνότερα καὶ μὲ φωτεινότερα χρώματα ἐπὶ περιόδων ἐντόνου δραστηριότητος τοῦ ἡλιακοῦ κύκλου.

  Ὁ ἡλιακὸς ἄνεμος ἔχει περιοδικότητα φαινομένων περίπου 27 ἡμέρες, ὅσο καὶ ὁ μέσος χρόνος ἀξονικῆς περιστροφῆς τοῦ Ἡλίου καὶ χρειάζεται 2 – 4 ἡμέρες γιὰ νὰ φθάσῃ τὴν Γῆ. Ἡ ἐπιρροή του διαφαίνεται καὶ εἰς τὶς οὐρὲς τῶν κομητῶν ἐνῶ λαμβάνεται ὑπόψιν κατὰ τὴν κατασκευὴ τῶν διαστημοπλοίων.

Ἡ ἐπίδραση τοῦ Ἡλίου στὸ γήινο κλίμα

  Ὁ συσχετισμός μεταξὺ τῆς δραστηριότητος τῶν ἡλιακῶν κηλίδων καὶ τῆς αὐξήσεως τῆς θερμοκρασίας στὸν πλανήτη μας (καθὼς καὶ στοὺς ὑπολοίπους πλανῆτες τοῦ ἡλιακοῦ μας συστήματος) εἶναι καλῶς γνωστὸς σήμερα. Τὸ καλούμενο “φαινόμενο τοῦ θερμοκηπίου” ἢ “παγκόσμια ὑπερθέρμανση” εἶχε ἀρχικῶς νομισθεῖ ὅτι προεκλήθη ἀπὸ ἀνθρώπινη δραστηριότητα καὶ χρειάσθη ἀρκετὸς καιρός ἕως νὰ συλλεχθοῦν περισσότερα δεδομένα καὶ νὰ ἀποσαφηνισθῇ ὅτι δὲν ἐπρόκειτο οὔτε γιὰ παγκόσμια ἄνοδο θερμοκρασίας, δηλαδὴ σὲ ὅλον τὸν πλανήτη, οὔτε γιὰ κάτι τὸ ἀνθρωπογενές. Τίποτε στὸ κλίμα τοῦ πλανήτη μας δὲν εἶναι ἀνθρωπογενές, ἀλλὰ προέρχεται ἐξ ὁλοκλήρου ἀπὸ μαθηματικοὺς – ἀστρονομικοὺς καὶ ἡλιακοὺς παράγοντες.

  Ἡ ἐκπομπὴ θερμότητος κι ἐνέργειας τοῦ Ἡλίου δὲν εἶναι σταθερή, μήτε καὶ ἡ συχνότητα ἢ ἡ ἔνταση τῶν φαινομένων τοῦ 11-ετοῦς κύκλου του. Ἡ διαφορὰ τῆς ἡλιακῆς δραστηριότητος σὲ κάθε ἕνα ἔτος τοῦ κύκλου τῶν ἐτῶν 1996 – 2006 ἀπεικονίζεται στὶς ἀκόλουθες σύνθετες εἰκόνες, ποὺ εἶναι διαδοχικὲς ἐτήσιες λήψεις στὸ ὑπεριῶδες φάσμα.

Λήψη στὸ μῆκος κύματος 284 Angstrom τοῦ ὑπεριώδους φωτός ἀπὸ κάθε ἔτος σχεδὸν ἑνὸς ὁλοκλήρου ἡλιακοῦ κύκλου (εἰκόνα: SOHO).

Λήψη στὸ μῆκος κύματος 304 Angstrom τοῦ ὑπεριώδους φωτός ἀπὸ κάθε ἔτος σχεδὸν ἑνὸς ὁλοκλήρου ἡλιακοῦ κύκλου (εἰκόνα: SOHO)

ΕΝΑΛΛΑΓΗ ΕΙΚΟΝΩΝ

     Οὔτε ὁ κάθε 11ετής κύκλος εἶναι παρόμοιος ἀλλὰ διαφέρῃ ἀπὸ τὸν προηγούμενο σὲ μικρὸτερο ἢ μεγαλύτερο βαθμό, ἔνταση καὶ διάρκεια φαινομένων, ἐνῶ ὑπάρχουν διαδοχικὲς σειρὲς τέτοιων ἡλιακῶν κύκλων μὲ λιγότερη ἢ περισσότερη δραστηριότητα, ποὺ μπορεῖ νὰ διαρκέσουν αἰῶνες. Ὑπῆρξε μία περίοδος πολὺ χαμηλῆς δραστηριότητος ἡλιακῶν κηλίδων κατὰ τὸ δεύτερο ἥμισυ τοῦ 17^ου αἰῶνος, τὸ Maunder Minimum. Συνέπεσε μὲ μία ἰδιαιτέρως ψυχρὴ περίοδο στὴν βόρεια Εὐρώπη, γνωστὴ καὶ ὡς ἡ μικρὴ ἐποχὴ τῶν πάγων (the Little Ice Age), μὲ διάρκεια περίπου ἕναν αἰώνα.

Οἱ ἡλιακὲς κηλίδες δείχνουν τὴν ἡλιακὴ δραστηριότητα καὶ ἐκπομπή. Συμπίπτουν μὲ τὶς αὐξομειώσεις θερμοκρασίας στὸν πλανήτη μας.

Ἡ «κλιματικὴ ἀλλαγὴ» δὲν εἶναι ἀνθρωπογενὴς

  Συμφώνως μὲ παρατηρήσεις τῶν τελευταίων δεκαετιῶν ὁ Ἥλιος πέρασε ἀπὸ μιὰ ἰδιαιτέρως ἐνεργὴ περίοδο τὴν δεκαετία τοῦ ’50 καὶ τοῦ ’80 καὶ ἔπειτα ἡ δραστηριότητά του αὐξήθη τὴν ἴδια περίπου ἐποχὴ ὅπου παρατηρήθησαν ἐλαφρὲς αὐξήσεις θερμοκρασίας σὲ κάποιες μόνον περιοχὲς τοῦ πλανήτη.

  Ὅμως μιὰ ὁρισμένη μερίδα ἐπιστημόνων, μὲ ἐρευνητικὴ χρηματοδότηση κυρίως ἀπὸ ἕνα ἀμερικανικὸ κόμμα, ἀπέδωσαν μειωμένη σημασία στὴν ἡλιακὴ ἐπίδραση καὶ ὑπερβολικὴ σημασία σὲ ἕνα ἀπὸ τὰ ἀέρια-ὑπολείμματα (αὐτὰ ποὺ ὑπάρχουν στὸν πλανήτη μας σὲ ἀπειροελάχιστη ποσότητα, καὶ ποὺ τὸ σύνολο ὅλων τους δὲν ὑπερβαίνει τὸ 0,04%). Βασίστηκαν γι’ αὐτὸ σὲ κάποια ὑπολογιστικὰ προγράμματα μοντέλων δικῆς τους κατασκευῆς, ποὺ προέβλεπαν ὑπέρογκη αὔξηση τῆς πλανητικῆς θερμοκρασίας παντοῦ, σὲ λίγα μάλιστα ἔτη.

  Ἀλλὰ οἱ νέες παρατηρήσεις καὶ δεδομένα ποὺ ἀκολούθησαν, εἰδικὰ ἀπὸ τὸ δεύτερο ἥμισυ τῆς δεκαετίας ’00 καὶ μετά, ἐπιβεβαίωσαν τὴν μεγάλη σημασία τῆς ἡλιακῆς δραστηριότητας, γιὰ τὸ κλίμα τοῦ πλανήτη μας, ποὺ ἐπηρεάζει ἀπὸ ὡκεάνιους κύκλους μέχρι ἡλεκτρομαγνητικὲς καταιγίδες καὶ ἄλλα σημαντικὰ φαινόμενα. Ὁ Ἥλιος εἰσῆλθε τότε σὲ περίοδο χαμηλῆς δραστηριότητος – ἰδιαιτέρως χαμηλῆς ἐν σχέσει μὲ ἄλλους του κύκλους – μὲ ἀποτέλεσμα μειώσεις θερμοκρασίας κατὰ περιοχὲς στὸν πλανήτη.

Οἱ 11ετεῖς κύκλοι ἡλιακῆς δραστηριότητος καὶ κηλίδων 23, 24 και 25 ἀπὸ τὸ 1990 ἕως τώρα (εἰκόνα: Solar Cycle Science).

  Πρέπει ἐδῶ νὰ τονίσουμε ὅτι ὅλες οἱ αὐξομειώσεις θερμοκρασίας εἶναι πάντα κατὰ περιοχὲς καὶ ὄχι σὲ ὅλον τὸν πλανήτη. Γιὰ παράδειγμα ἡ Ἀνταρκτικὴ παρουσιάζει μηδενικὴ αὔξηση θερμοκρασίας τὰ τελευταῖα 70 ἔτη, καὶ εἶναι σχεδὸν βέβαιο ὅτι ἡ σταθερότητα αὐτὴ ἔχει διαρκέσει πολὺ περισσότερο. Ἡ σημαντικὴ συζήτηση γιὰ τὰ δεδομένα ἀπὸ τὴν Ἀνταρκτικὴ διεξάγεται μακριὰ ἀπὸ τὰ μάτια τῆς κοινῆς γνώμης, διότι καταρρίπτει τὴν ἀναπόδεικτη ὑπόθεση ὅτι ἡ ἀπειροελάχιστη ποσότητα διοξειδίου τοῦ ἄνθρακος ποὺ προσθέτει ὅλη ἡ ἀνθρώπινη δραστηριότητα στὴν ἀτμόσφαιρα (ἑνὸς ἀερίου-ὑπολείμματος, δηλαδὴ ἀμελητέας ποσότητας συνολικά), εἶναι ὁ κύριος καθοριστικὸς παράγοντας τοῦ γήινου κλίματος.

  Ἀντιθέτως, ἡ Ἀρκτικὴ ζώνη, ἡ ὁποία λόγῳ τῆς μειώσεως ἢ ἐπεκτάσεως τῶν πάγων της, μελετᾶται ὑπὸ πολλῶν ἐπιστημονικῶν ὁμάδων, διανύει μία περίοδο θερμάνσεως ἀπὸ τὸ 1930 – γεγονὸς ποὺ ἐπέτρεψε τὴν πραγματοποίηση τῆς πρώτης μεγάλης ἐξερευνητικῆς ἀποστολῆς τότε, γιὰ τὸ ἄνοιγμα καὶ χαρτογράφηση τῆς Βόρειας Θαλασσίας Διόδου (Northern Sea Route). Τὸ 1932 ὁ σοβιετικὸς ἐπιστήμονας κι ἐξερευνητὴς Ὄτο Σμὶτ μὲ τὸ ἀτμοηλεκτρικὸ παγοθραυστικὸ Σιμπιριάκοφ καὶ τὸν πλοίαρχο Βορόνιν, πραγματοποίησαν γιὰ πρώτη φορὰ στὴν ἱστορία ἕνα ταξίδι ἀπὸ τὸ Ἀρχάγγελσκ στὸν Εἰρηνικὸ ὡκεανὸ χωρὶς στάση (γιὰ νὰ ξεχειμωνιάσουν).

  Τὸ ἄνοιγμα τῆς διόδου ἦταν πολὺ σημαντικὸ γιὰ τὴν Σοβιετικὴ Ἕνωση: «ἡ Βόρεια Θαλάσσια Διόδος θα πρέπει νὰ γίνῃ διαθέσιμη γιὰ τακτικὴ ναυσιπλοΐα, ὥστε νὰ τροφοδοτήσῃ μελλοντικὰ τὶς παράκτιες πόλεις καὶ κωμοπόλεις» (1932). Ἀπὸ τὸ 1970 χρησιμοποιοῦνται παγοθραυστικὰ ἀτομικῆς ἐνέργειας, καὶ ἡ περίοδος τῶν τελευταίων 40 ἐτῶν λόγῳ τῆς σημαντικῆς μειώσεως τοῦ πάγου τὴν θερινὴ περίοδο στὴν Ἀρκτικὴ διευκόλυνε σὲ μεγάλο βαθμὸ τὴν χαρτογράφηση καὶ τὴν ἐπιστημονικὴ ἔρευνα.

  Παρόλα αὐτὰ σήμερα ἀναμένεται μία περίοδος ψύξεως, ποὺ θὰ ἐπιφέρει προβλήματα πλεύσεως λόγῳ τῶν πάγων καί, σύμφωνα μὲ ἐκτιμήσεις εἰδικῶν, περὶ τὸ 2050 θὰ εἶναι σὰν νὰ μὴν ὑπάρχῃ καλοκαίρι. Γιὰ ὅσους ἐνδιαφέρονται νὰ μάθουν περισσότερα προτείνουμε:

  Δὲν εἶναι ὅμως μόνον τὸ κλίμα τοῦ πλανήτη μας ποὺ ἐπηρεάζεται τόσο ἀπὸ τὸν Ἥλιο ἀλλὰ καὶ ἡ ἀτμόσφαιρα. Ἕως τώρα πιστευόταν ὅτι ἡ μαγνητόσφαιρα τῆς Γῆς ἀρκεῖ γιὰ νὰ τὴν προφυλάξῃ ἀπὸ τὸν ἡλιακὸ ἄνεμο, ὅμως νεώτερες ἔρευνες ἔδειξαν ὅτι ἡ ἴδια ἡ μαγνητόσφαιρα ὑποβοηθεῖ τὴν διαφυγὴ διεγερμένων σωματιδίων τῆς ἀτμόσφαιρας. Αὐτὸ συμβαίνει ὡς ἐξῆς: Ἡ μαγνητόσφαιρα συλλέγει ἡλιακὴ ἐνέργεια ἀπὸ τὴν ἀλληλεπίδρασή της μὲ τὸν ἡλιακὸ ἄνεμο, μὲ σχηματισμούς δινῶν (ὁμοιάζοντων μὲ χωνιά). Κατόπιν ὅμως κατευθύνει αὐτὴ τὴν ἐνέργεια εἰς τὰ ἀνώτερά της στρώματα καὶ τὴν χρησιμοποιεῖ γιὰ νὰ θερμάνῃ τὴν ἀτμόσφαιρα, ἐπιτρέποντας τὴν διαφυγὴ σωματιδίων ἀπὸ τὶς ἴδιες δίνες ποὺ συνέλλεξαν ἀρχικῶς τὴν ἡλιακὴ ἐνέργεια.

  Ὁ ἀκριβῆς μηχανισμός τοῦ παράδοξου αὐτοῦ φαινομένου δὲν ἔχει ἀκόμη κατανοηθεῖ, γνωρίζουμε ὅμως ὅτι ἡ Γῆ ἤδη σήμερα χάνει περισσότερο ὀξυγόνο καὶ ὑδρογόνο ἀπὸ τὴν Ἀφροδίτη. Ὁ παρὼν ῥυθμός ἀπώλειας δὲν προκαλεῖ ἀνησυχία· ἡ γήινη ἀτμόσφαιρα θὰ διαρκέσει τουλάχιστον ἕως ὅτου ὁ Ἥλιος εἰσέλθη στὴν φάση τοῦ ἐρυθροῦ γίγαντος, ὁπότε καὶ θὰ ἀπορροφήσει τοὺς πλησιέστερους πλανῆτες, συμπεριλαμβανομένης καὶ τῆς Γῆς μᾶλλον.

Ὁ ἡλιακὸς κύκλος ζωῆς

     Ὁ Ἥλιος ἐσχηματίσθη περίπου πρὸ 4,57 ἐκ. ἐτῶν ἀπὸ τὴν κατάρρευση τοῦ πρωταρχικοῦ μοριακοῦ νεφελώματος ὑδρογόνου ποὺ ἀποτέλεσε τὴν πρώτη ὕλη τοῦ ἡλιακοῦ μας συστήματος. Ὡς ἀστὴρ εὑρίσκεται περίπου εἰς τὸ μέσο τῆς κυρίας φάσεώς του, ὅπου μετατρέπει τὸ ὑδρογόνο τοῦ πυρήνος του σὲ ἥλιον διὰ πυρηνικῆς τήξεως· στάδιο ποὺ ὑπολογίζεται ὅτι διαρκεῖ περίπου 10 ἐκατ. ἔτη. Ἀπὸ γενέσεως τοῦ ἡλιακοῦ μας συστήματος ἕως σήμερα ἡ ἐκπομπὴ τοῦ Ἡλίου πιστεύεται ὅτι ἔχει αὐξηθεῖ κατὰ 40%. Θὰ συνεχίσει νὰ ἀκτινοβολῇ γιὰ τουλάχιστον ἄλλα τόσα ἔτη, ἂν καὶ σταδιακὰ ἡ φωτεινότητά του σχεδὸν θὰ διπλασιασθεῖ.

  Ὅταν ἐξαντλήσῃ τὸ ὑδρογόνο τοῦ πυρήνος του δὲν θὰ ἐκραγεῖ σὲ ὑπερκαινοφανὴ ἀστέρα (supernova), ἀλλὰ ἀντιθέτως θὰ περάσει στὸ στάδιο ἑρυθροῦ γίγαντος. Τὰ ἐξωτερικά του στρώματα θὰ ἐπεκταθοῦν καθὼς ὁ πυρήνας θὰ συστέλλεται καὶ θὰ θερμαίνεται ἀκόμη περισσότερο. Τότε θὰ ἀρχίσει ἡ φάση τῆς τήξεως ἡλίου στὸν πυρήνα, μὲ θερμοκρασία ποὺ θὰ φθάνει τοὺς 100.000.000 °C καὶ ὁ Ἥλιος θὰ ἔχει μετατραπεῖ σὲ γιγαντίου μεγέθους ἀστέρα ἐρυθρῆς ἐκπομπῆς φωτός.

  Παρά τὸ μέγεθός του ἕως τότε θὰ ἔχει χάσει περίπου τὸ 30% τῆς παρούσας μάζας του ἐξ αἰτίας τοῦ ἡλιακοῦ ἀνέμου καὶ οἱ τροχιὲς τῶν πλανητῶν εἰς τὸ ἡλιακό μας σύστημα θὰ ἔχουν μετακινηθεῖ πρὸς τὰ ἔξω. Ἡ δὲ Γῆ, θεωρεῖται πιθανότερο νὰ ἀπορροφηθῇ ἀπὸ τὸν Ἥλιο, ἀκόμη ὅμως καὶ ἐάν διαφύγῃ τῆς βαρυτικῆς ἔλξεως τὸ ὕδωρ της ἴσως θὰ ἐξατμιζόταν καὶ σχεδόν ὅλη της ἡ ἀτμόσφαιρα θὰ χανόταν. Ὅμως ἡ ζωὴ ἐπὶ Γῆς θὰ εἶχε ἤδη πρὸ πολλοῦ ἐκλείψει, λόγῳ τῆς αὐξημένης φωτεινότητος τοῦ Ἡλίου.

  Παλαιότερα ὁ Ἥλιος ἦταν ἀμυδρότερος καὶ ἴσως αὐτὴ νὰ εἶναι ἡ αἰτία ποὺ ζωὴ ἐν ξηρᾷ ὑπάρχει μόνον τὸ τελευταίο 1 δισεκατομμύριο ἔτη. Σὲ ἀκόμη 1 δις ἔτη ἀπὸ τώρα ἡ θερμότητα τοῦ Ἡλίου θὰ ἔχει αὐξηθεῖ ὁμοῦ μετὰ τῆς φωτεινότητός του κατὰ 10% καὶ ἡ ἐπιφάνεια τῆς Γῆς θὰ ἔχει γίνει τόσο θερμὴ ποὺ δὲν θὰ εἶναι δυνατὸν νὰ ὑπάρξῃ ὕδωρ σὲ ὑγρὴ μορφή. Ἔπειτα ἀπὸ τὸ στάδιο τοῦ ἐρυθροῦ γίγαντος ὁ Ἥλιος δι’ ἐντόνων θερμικῶν παλμῶν θὰ ἀποβάλλει τὰ ἐξωτερικά του στρώματα, ποὺ θὰ σχηματίσουν πλανητικὸ νεφέλωμα, γυμνώνοντας τὸν λίαν θερμὸ πυρήνα του ποὺ θὰ ἀκτινοβολεῖ ἐπὶ μακρὸν ὡς λευκὸς νάνος. Σταδιακὰ θὰ ψυχρανθεῖ καὶ τὸ φῶς του θὰ γίνεται ὅλο καὶ ἀμυδρότερο.

  Οἱ λευκοὶ νάνοι, πιστεύεται ὅτι εἶναι τὸ τελικὸ στάδιο τοῦ κύκλου ζωῆς ἐνός μέσου ἀστέρος – ποὺ δὲν ἔχει ὑπερβολικὴ μάζα – καὶ τετοιοι εἶναι τὸ 97% τῶν ἀστέρων τοῦ γαλαξία μας. Ἡ συνήθης σύσταση τῶν λευκῶν νάνων εἶναι ἄνθρακας καὶ ὀξυγόνο, προϊόντα τῆς πυρηνικῆς τῆξεως τοῦ ἡλίου κατὰ τὸ προηγούμενο στάδιο καὶ ἔχουν πάρα πολὺ μεγάλη πυκνότητα. Ὅμως δὲν συμβαίνει ἄλλη τήξη καὶ ὁ ἀστέρας δὲν ἔχει πλέον πηγὴ ἐνέργειας, οὔτε καὶ ὑποστήριξη κατὰ τῆς βαρυτικῆς καταρρεύσεως, ὅπως ἦταν ἡ ἐκλυόμενη θερμότητα τοῦ ἄλλοτε ἐνεργοῦ πυρήνος του. Ἡ ἀκτινοβολία του μειώνεται ἀργὰ καὶ κάποια στιγμή παῦει νὰ εἶναι ὁρατὸς. Τότε θὰ ἔχει γίνει ἀμαυρὸς νάνος, ἕνα ὑποθετικὸ τὴν σήμερον σῶμα ἀφοῦ τὸ διάστημα ποὺ χρειάζεται ὁ λευκὸς νάνος ἀστήρ γιὰ νὰ “σβήσῃ” ὑπολογίζεται θεωρητικῶς ὅτι εἶναι κατὰ πολὺ μεγαλύτερο τῆς ἐπίσης θεωρητικῆς ἠλικίας τοῦ γνωστοῦ μας σύμπαντος Κόσμου.