Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και αρκετό καιρό ότι η ατμόσφαιρα της Γης χάνει αρκετές εκατοντάδες τόνους οξυγόνου κάθε μέρα. Κατανοούν πώς συμβαίνει αυτή η απώλεια οξυγόνου στη νυχτερινή πλευρά της Γης, αλλά δεν είναι σίγουροι πώς συμβαίνει στην ημερήσια πλευρά της. Γνωρίζουν όμως ένα πράγμα. Το φαινόμενο αυτό συμβαίνει κατά τη διάρκεια του Σέλαος.
Σύμφωνα με δελτίο τύπου από το λεγόμενο "Παρατηρητήριο της Γης" της NASA (NASA’s Earth Observatory), δύο συμβάντα εκροής οξυγόνου δεν είναι ακριβώς τα ίδια, γεγονός που καθιστά την κατανόησή τους μια πρόκληση. Ονομάζουν τα συμβάντα αυτά, τα φαινόμενα αν θέλετε, "πηγές αερίου" τα οποία "δραπετεύουν" από τη Γη κατά την δραστηριότητα του Σέλαος. Το "Παρατηρητήριο της Γης" έχει σαν αποστολή την κατανόησή του φαινομένου αυτού.
Η αποστολή είναι μέρος του προγράμματος "Παρατηρητήριο της Γης" της NASA, το οποίο ονομάζεται VISIONS-2 (Visualizing Ion Outflow via Neutral Atom Sensing-2), και απαιτεί ορισμένες προϋποθέσεις. Βρίσκεται στην επιστημονική και ερευνητική πόλη Ny Alesund, στο Svalbard, της Νορβηγίας για ενα καλό λόγο. Είναι ο βορειότερος οικισμός σε όλο τον κόσμο που κατοικείται όλο το χρόνο. Διαθέτει ένα λιμάνι χωρίς πάγο όλο το χρόνο και μια σύγχρονη εγκατάσταση εκτόξευσης πυραύλων. Δεν υπάρχει επίσης Ήλιος το χειμωνιάτικο βράδυ για να παρεμβαίνει στη μελέτη του Σέλαος.
Αλλά υπάρχει κάτι άλλο που κάνει αυτό τον οικισμό το τέλειο σκηνικό για την αποστολή VISIONS-2. Κάθε πρωί, ο οικισμός Ny Alesund διέρχεται κάτω από ένα αδύναμο σημείο της μαγνητικής "φυσαλίδας", δηλαδή του μαγνητικού πεδίου της Γης. Το αδύναμο αυτό σημείο είναι σαν μια "χοάνη" η οποία διοχετεύει τον έντονο ηλιακό άνεμο στην ανώτερη ατμόσφαιρα μας. Αυτός ο άνεμος προκαλεί φαινόμενα Σέλαος, και θα έλεγε κανείς "βράζει" τα αέρια της ατμόσφαιρας μας στο κενό του διαστήματος μέσα σε μια πηγή από Σέλας.
Στις 78,9 ° Β, ο οικισμός Ny Alesund απέχει μόλις 1237 χλμ. Από το Βόρειο Πόλο και πάνω από 5700 χλμ. Από την Ουάσινγκτον.
Πρόσφατα, οι ερευνητές με το VISIONS-2 εκτόξευσαν δύο μικρούς πυραύλους (sounding rockets) για να διερευνήσουν την απώλεια Οξυγόνου κατά τη διάρκεια του Σέλαος. Οι ...ρουκέτες αυτές είναι μικροί, στοχοθετημένοι (έχουν δηλαδή προεπιλεγμένο στόχο) πύραυλοι, οι οποίοι μπορούν να εκτοξευθούν σε σύντομο χρονικό διάστημα. Σε αυτή την περίπτωση, οι δύο αυτοί μικροί πύραυλοι εξοπλίστηκαν με κάμερες και άλλα όργανα, και προετοιμάστηκαν για εκτόξευση.
Η ομάδα εκτόξευσης πρέπει να είναι πολύ υπομονετική. Αλλά φυσικά, έχουν την τεχνολογία με το μέρος τους. Δεν χρειάζεται να περιμένουν μέχρι να δουν το Σέλας. Λαμβάνουν προειδοποίηση για την εμφάνιση Σέλαος χάρη στον δορυφόρο DSCOVR (Deep Space Climate Observatory).
Ο δορυφόρος DSCOVR είναι παρατηρητήριο ηλιακού ανέμου της NOAA. Βρίσκεται στο σημείο LaGrange μεταξύ της Γης και του Ήλιου και αναφέρει στην ομάδα VISIONS-2, όταν ο ηλιακός άνεμος είναι αρκετά ισχυρός και έχει προσανατολιστεί στον σωστό δρόμο για να προκαλέσει Σέλας. Στην καλύτερη περίπτωση, η ομάδα παίρνει προειδοποίηση περίπου μία ώρα πριν γίνει αντιληπτό το φαινόμενο.
Ένας από τους ερευνητικούς πυραύλους (sounding rockets) πριν την εκτόξευση. Αν και είναι μικροί σε μέγεθος, και ανήκουν στον εκλεπτυσμένο εξοπλισμό της NASA ο οποίος απαιτεί λεπτομερή προετοιμασία για την αποστολή τους. Εικόνα: NASA.
Ακόμη και με μια προηγμένη προειδοποίηση, η ομάδα είναι προσεκτική. Εάν ο ηλιακός άνεμος αποδειχθεί πολύ αδύναμος, τότε η εκτόξευση πάει χαμένη. Επίσης πρόβλημα είναι εάν οι χερσαίες συνθήκες ανέμου στην ατμόσφαιρα της Γης είναι πολύ ισχυρές. Οι ερευνητικοί αυτοί πύραυλοι δεν καθοδηγούνται, οπότε πρέπει να προσανατολιστούν πριν από την εκτόξευση για να υπολογιστεί η επίδραση των ανέμων. Ευτυχώς, η ομάδα διαθέτει ένα άλλο εργαλείο στη διάθεσή τους. Μετερεωλογικά μπαλόνια τα οποία απελευθερώνονται κάθε 30 λεπτά, όπως απαιτείται, για να ελέγξουν τον άνεμο.
"Είχαμε μια τόσο εκπληκτική εμπειρία κατασκευάζοντας αυτά τα πολύπλοκα και ικανά ωφέλιμα φορτία ..." - Doug Rowland, κύριος ερευνητής, του Goddard Space Flight Center της NASA.
Οι ερευνητικοί αυτοί πύραυλοι τοποθετήθηκαν στον οικισμό Ny-Ålesund, Svalbard (Νορβηγία), και οι ερευνητές περίμεναν να εμφανιστεί Σέλας πριν εκτοξεύσει το ζευγάρι των πυραύλων. Στις 7 Δεκεμβρίου του 2018, οι ερευνητές εκτόξευσαν τις δύο ρουκέτες κατά τη διάρκεια της εμφάνισης Σέλαος. Η φωτογραφία που ακολουθεί είναι μια μακρά έκθεση από την εκτόξευση των πυραύλων αυτών, η οποία συνέλαβε και τις δύο εκτοξεύσεις ακόμα και αν η εκτόξευση του ενός έλαβε χώρα σε απόσταση δύο λεπτών από τον άλλο.
Η αποστολή χρησιμοποίησε ένα ζευγάρι ερευνητικών πυραύλων (sounding rockets) έτσι ώστε να χρησιμοποιήσει ένα συνδυασμό διαφορετικών οργάνων σε κάθε ένα από αυτούς. Ορισμένα όργανα απαιτούσαν μια περιστρεφόμενη πλατφόρμα και ορισμένα δεν απαιτούσαν κάτι τέτοιο. Το ζευγάρι των πυραύλων αυτών το οποίο εκτοξεύτηκε με λίγα λεπτά διαφορά μεταξύ τους, επέτρεψε επίσης σε παρόμοια όργανα να λαμβάνουν ενδείξεις με την πάροδο του χρόνου. Η παραπάνω εικόνα δείχνει τις πρώτες φάσεις ανάφλεξης και καύσης των δύο πυραύλων, καθώς ξεκίνησαν την αποστολή τους για να μελετήσουν την απώλεια οξυγόνου στην ατμόσφαιρα της Γης.
"Είχαμε μια τόσο εκπληκτική εμπειρία κατασκευάζοντας αυτά τα πολύπλοκα και ικανά ωφέλιμα φορτία, ενσωματώνοντάς τα και δοκιμάζοντας τα στο (κέντρο δοκιμών πτήσεων) Wallops και έπειτα να τα εντάξουμε στην ενεργό δράση", δήλωσε ο Doug Rowland, κύριος ερευνητής της αποστολής και φυσικός διαστήματος στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Μέριλαντ των ΗΠΑ . "Η εκτόξευση ήταν μια πολύ συναισθηματική στιγμή, ακόμα περισσότερο όταν είδαμε ότι όλα τα όργανα είχαν αποδώσει καλά και οι επιστημονικές συνθήκες ήταν καλές".
Μετά την εκτόξευση, μεσολαβούν δέκα λεπτά για να εκτελέσει το έργο του ο πύραυλος στην ατμοσφαιρική "πηγή". Οι κάμερες απεικόνισης ουδέτερων ατόμων δημιουργούν μια εικόνα της πηγής εσωτερικά και εξωτερικά. Η φωτογραφική μηχανή για το Σέλας καταγράφει τη θερμοκρασία, την ένταση και το ύψος του Σέλαος. Αν όλα πάνε καλά, η ερευνητική ομάδα ανταμείβεται με ένα "επιστημονικό τοίχο"...
Ποιος δεν θα ήθελε ένα φωτεινό επιστημονικό τοίχο σαν αυτό; ο συνερευτητής τουVIEWS-2 Jim Hecht μελετά "τον επιστημονικό τοίχο" ο οποίος χρησιμοποιείται για την απεικόνιση δεδομένων τα οποία δείχνουν τις συνθήκες και τις προβλέψεις για το Σέλας. Εικόνα: Doug Rowland
Η εκτόξευση της 7ης Δεκεμβρίου φαίνεται να ήταν επιτυχημένη. Μια πρώιμη ματιά στα δεδομένα δείχνει ότι τα όργανα λειτουργούσαν σωστά, και επέστρεψαν τα προβλεπόμενα δεδομένα. "Πιστεύω ότι είδαμε την« ατμοσφαιρική πηγή », είπε ο Rowland. Τα δεδομένα πρέπει ακόμα να αναλυθούν και να ταξινομηθούν κατά κλίμακα, "αλλά μπορεί να έχουμε αποδείξεις για αυτό και από πολλαπλές άλλες προοπτικές".
Η Γη, προφανώς, είναι ένας δυναμικός, ζωντανός, και ενεργός πλανήτης. Πολλά συμβαίνουν εδώ. Το πρόγραμμα VISIONS-2 έχει σχεδιαστεί όχι μόνο για να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τον δικό μας πλανήτη, αλλά και άλλους πλανήτες. Ποιοι πλανήτες είναι κατοικήσιμοι; Γιατί κάποιοι είναι τόσο έρημοι; Πώς ένας πλανήτης όπως ο Άρης, έχασε την ατμόσφαιρα του;
Η ατμόσφαιρα της Γης δεν θα χαθεί σύντομα. Όχι μέχρι ο Ήλιος, ούτως ή άλλως, μετατραπεί σε ενα ερυθρό γίγαντα αστέρα σε περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια*. Σε αυτό το μακρινό χρονικό σημείο, ο συνεχως διαστελλόμενος Ήλιος θα "βράσει" την ατμόσφαιρά μας εξατμίζοντας την ταχύτατα. Τότε... τελειώσαμε.
Η ποσότητα του οξυγόνου (και του Υδρογόνου) που χάθηκε από την ατμόσφαιρα της Γης κατά τη διάρκεια αυτών των περιόδων Σέλαος είναι ελάχιστη. Πολλές εκατοντάδες τόννοι κάθε μέρα μπορεί να ακούγονται πολλοί, αλλά δεν είναι. Σε κάθε περίπτωση, η φωτοσύνθεση βοηθά στην αποκατάσταση του οξυγόνου. Είναι ακόμα ένα σημαντικό κομμάτι του παζλ για να κατανοήσουμε πώς λειτουργούν τα "πράγματα", όμως, και ποιες είναι οι ουσιώδεις λεπτομέρειες στη σχέση της Γης με το μητρικό της άστρο.
"ΜΗΝ ΔΙΕΡΧΕΣΤΕ. ΚΙΝΔΥΝΟΣ ΑΠΟ ΠΟΛΙΚΕΣ ΑΡΚΟΥΔΕΣ
Μην βαδίζετε πέρα από αυτό το σημείο αν δεν είστε οπλισμένοι"
Η επιστήμη στην Αρκτική εγκυμονεί κινδύνους. Η ταμπέλα αυτή βρίσκεται στην άκρη του οικισμού Ny Alesund. Εικόνα: Superchilum, CC-BY-3.0, via Wikimedia Commons
Επιπλέον Πηγές:
- Press Release: Toward Mapping the Atmosphere’s Escape from Earth
- Earth Observatory Notes from the Field: Ambushing the Aurora
- DSCOVR: Deep Space Climate Observatory
- Cornell University Ask and Astronomer: How many meteorites hit Earth each year?
……………….*………………..
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία και
Επιστήμη
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές
του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για
διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα,
γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com η
αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια δική
σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα
απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας
για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com . Η δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη
στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την
συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την
πηγή του άρθρου.
Το κείμενο υπόκειται σε
επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το
θέμα του άρθρου.
Για την ομάδα : @Aratosastronomy