Γιατί μερικοί άνθρωποι αποκαλούν την άκρη του ηλιακού συστήματος “Το τείχος της φωτιάς”

Η ηλιόπαυση, η περιοχή όπου σταματά η επιρροή του ηλιακού ανέμου και αρχίζει ο διαστρικός χώρος, έχει ονομαστεί «Τείχος της Φωτιάς» που περιβάλλει το Ηλιακό Σύστημα. Το όνομα είναι υπερβολικό και τεχνικά ανακριβές, αλλά δείχνει μια αξιοσημείωτη ανακάλυψη που ήταν ένα από τα σημαντικότερα επιτεύγματα για τις αποστολές Voyager.

Τα διαστημόπλοια Voyager έχουν περάσει τόσα πολλά, είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι το ένα από αυτά εξακολουθεί να λειτουργεί και ότι υπάρχουν ελπίδες για την αποκατάσταση του άλλου. Ωστόσο, ένα “Wall of Fire” ακούγεται σαν μια πιο σκληρή δοκιμασία από όλα όσα έχουν επιζήσει μαζί, περισσότερο μια ρητορική απόδειξη αφοσίωσης παρά κάτι που θα έπρεπε να έχει ένα διαστημικό σκάφος για να πλοηγηθεί.

Ωστόσο, αυτή είναι η φράση που έχουν χρησιμοποιήσει ορισμένοι για να περιγράψουν την ηλιόπαυση, και από την πρώτη ματιά έχουν μια υπόθεση. Άλλωστε, οι τυχεροί ανιχνευτές μέτρησαν θερμοκρασίες 30.000-50.000 Κέλβιν (54.000-90.000 βαθμούς Φαρενάιτ) στο πέρασμά τους από την ηλιόπαυση, κάτι που κάνει τις γήινες φωτιές δροσερές συγκριτικά.

Φυσικά, δεν υπάρχει κυριολεκτική φωτιά με την έννοια του καυσίμου που υφίσταται καύση αντιδρώντας με το οξυγόνο. Όπως ο Ήλιος, η ηλιόπαυση αποτελείται από καυτό πλάσμα. Ωστόσο, το πέρασμα από την ηλιόπαυση δεν έμοιαζε καθόλου με το να συναντάς τον Ήλιο. ούτε καν το ηλιακό στέμμα.

Ο λόγος που τα δύο σκάφη δεν εξατμίστηκαν, πόσο μάλλον δυσλειτουργούσαν, είναι ότι η πυκνότητα του υλικού έξω από τα όρια του ηλιακού ανέμου είναι απίστευτα χαμηλή.

Για να καταλάβετε πώς κάτι τόσο μακριά από τον Ήλιο μπορεί να είναι τόσο ζεστό, και επίσης γιατί αυτό δεν έχει επηρεάσει το πρώτο σκάφος που εισήλθε σε αυτό, είναι σημαντικό να κατανοήσετε λίγο τη φυσική της θερμότητας.

Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο της ταχύτητας με την οποία τα άτομα και τα μόρια δονούνται. Χρειάζεται ενέργεια για να δημιουργηθούν ταχύτερες δονήσεις. Μόλις αυξηθεί η ταχύτητα των δονήσεων, ανεξάρτητα από την πηγή αυτής της ενέργειας, είναι πιο πιθανό να προσκρούσουν σε οτιδήποτε κοντινό και να μεταφέρουν μέρος αυτής της ενέργειας σε αυτό που χτυπούν. Κατά συνέπεια, εάν κολλήσετε το χέρι σας σε καυτό αέριο, τα γρήγορα κινούμενα μόρια θα συγκρουστούν μαζί του και πολύ σύντομα το χέρι σας θα είναι επίσης πολύ ζεστό. (Χρειάζεται να πούμε, “Μην το δοκιμάσετε στο σπίτι”;)

Όσο λιγότερα μόρια υπάρχουν, τόσο λιγότερη ενέργεια χρειάζεται για να κινηθούν πολύ γρήγορα, αλλά και τόσο λιγότερες πιθανότητες να πέσει πάνω τους ένα εισβολικό στερεό αντικείμενο. Χωρίς τέτοιες συναντήσεις, η ενέργεια δεν μπορεί να μεταφερθεί και η νέα άφιξη θα παραμείνει δροσερή.

Αυτή είναι η κατάσταση στην οποία βρίσκονται οι ανιχνευτές Voyager, όπως θα συμβεί και με τα μελλοντικά διαστημόπλοια που εγκαταλείπουν το Ηλιακό Σύστημα. Η ηλιόπαυση μπορεί να είναι πιο πυκνή από τον χώρο και στις δύο πλευρές, δικαιολογώντας εν μέρει την περιγραφή ως “τοίχος”, αλλά εξακολουθεί να είναι περισσότερο κενό από το εσωτερικό του αντικειμένου που χρησιμοποιείτε για να καθαρίσετε το σπίτι σας. Ακόμα κι αν τα λίγα μόρια που υπάρχουν κινούνται εκπληκτικά γρήγορα – και επομένως σε πολύ υψηλή θερμοκρασία – δεν θα μπορέσουν να θερμάνουν κάτι τόσο σημαντικό όσο τα Voyagers, που ζυγίζουν 722 κιλά (1.600 λίβρες) το καθένα.

Αυτό εξακολουθεί να αφήνει το ερώτημα πώς αυτά τα αραιά άτομα και μόρια έγιναν τόσο ζεστά στην αρχή.

Η ηλιόπαυση αναμενόταν να είναι καυτή, αλλά οι προηγούμενες εκτιμήσεις ήταν περίπου οι μισές από αυτές που μέτρησαν οι Voyagers, αποδεικνύοντας και πάλι τη μεγάλη αξία του ζεύγους.

Ο ηλιακός άνεμος μέσα στην ηλιόσφαιρα είναι καυτός, έχοντας ελάχιστες ευκαιρίες να αποβάλει την ενέργειά του, αλλά το διαστρικό μέσο έξω από την ηλιόπαυση είναι κρύο, οπότε θα μπορούσαμε να περιμένουμε ότι το όριο θα είναι κάπου στη μέση. Αντίθετα, η ηλιόπαυση είναι πολύ πιο ζεστή από ό,τι.

Οι θερμοκρασίες που μέτρησαν τα Voyagers έχουν αποδοθεί είτε στη συμπίεση του πλάσματος όταν ο ηλιακός άνεμος συναντά το διαστρικό μέσο είτε στη μαγνητική επανασύνδεση. Η επανασύνδεση συμβαίνει σε ηλεκτρικά αγώγιμα πλάσματα όταν η αναδιάταξη της δομής του πεδίου προκαλεί τη μετατροπή της μαγνητικής ενέργειας σε γρήγορα κινούμενα κύματα, θερμική ενέργεια και επιτάχυνση σωματιδίων.

Μαγνητική επανασύνδεση έχει παρατηρηθεί εκεί όπου τα μαγνητικά πεδία γύρω από τη Γη και άλλους πλανήτες συναντούν τον ηλιακό άνεμο. Παρά το όνομά του, μπορεί να αναφέρεται σε αποσύνδεση συνδεδεμένων μαγνητικών πεδίων, καθώς και σε επανένωση αποσυνδεδεμένων πεδίων.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *