Coroana solara – lumina benefica si amenintare

Soarele este singura stea din Univers suficient de apropiata de Terra, pentru a putea fi studiata in detaliu (dar prin mijloace indirecte), singura careia i se pot observa suprafata si straturile exterioare succesive, inclusiv coroana solara. Plasat in centrul sistemului nostru solar, reprezentand 99,86 % din masa acestuia, Soarele, de 110 ori mai mare decat Terra, este alcatuit din 74 % hidrogen, 24 % heliu si 2%, alte elemente, mai grele. In jurul lui graviteaza Pamantul si celelalte planete, precum si asteroizi, comete si praf. Din pricina temperaturilor imense, fenomenele din interiorul acestei stele nu pot fi descrise decat prin deductie teoretica, in schimb, invelisurile exterioare au putut fi analizate cu aparatura de inalta rezolutie. Fotosfera, cu o grosime de aproximativ 400 de kilometri si o temperatura medie de 6 000 grade Kelvin (pentru comparatie, zero grade Celsius inseamna 273,15 grade Kelvin), este partea vizibila a Soarelui, unde se formeaza razele spectrale, de la ultraviolete la infrarosii. Aceasta lumina contine toate informatiile legate de temperatura si compozitia chimica a Soarelui.

Dincolo de fotosfera se afla atmosfera solara, care cuprinde trei zone principale – cromosfera, coroana solara si heliosfera. Dintr-un motiv pe care oamenii de stiinta inca nu au reusit sa il explice in totalitate, cromosfera si coroana solara sunt mai fierbinti decat suprafata solara, de aceea, desi se folosesc telescoape spectroscopice, zona respectiva devine accesibila studiului numai in timpul eclipselor totale de soare. Se presupune, totusi, ca valoarea enorma a temperaturii, la nivelul atmosferei solare, se datoreaza fenomenului de reconectare magnetica, un proces de reasezare a campului magnetic, insotit de eliberare de energie termica.

Despre eruptiile solare, de exemplu, cele mai puternice din sistemul nostru planetar, se crede ca ar implica reconectarea vastelor regiuni de flux magnetic, la suprafata Soarelui, degajand, in cateva minute, energia stocata timp de ore sau zile. Reconectarea magnetica, in magnetosfera terestra, este responsabila si de producerea aurorelor polare (boreale), insotite, intotdeauna, de furtuni magnetice (adica fluctuatii bruste si intense ale magnetismului terestru). Cromosfera, cu o latime in jur de 2 000 de kilometri, contine molecule simple de monoxid de carbon si apa. Denumirea sa provine din grecescul „chroma”, facand referire la flash-urile rosii, care se intrevad in timpul eclipselor totale.

Coroana solara, mai mare decat Soarele insusi, se intinde de la o asa-numita zona de tranzitie, care incepe de la limita externa a cromosferei, pierzandu-se treptat in spatiu, „topindu-se” in heliosfera. Unul dintre fenomenele cele mai spectaculoase care se produc la nivelul coroanei solare este formarea protuberantelor, adica impresionante coloane de gaz, mai putin fierbinti decat atmosfera din jur, dar mai dense, si care se pot intinde pe sute de mii de kilometri. Unele dintre aceste protuberante pot lua forma unui arc si pot persista mai multe luni. Altele sunt verticale si isi schimba contururile in cateva minute. Ambele tipuri sunt observabile fie dincolo de discul solar, ca niste flame stralucitoare, fie pe discul solar, ca niste pete mai inchise la culoare. Exploziile care se manifesta la nivelul coroanei solare, in timpul carora temperatura urca pana la cinci milioane de grade si se mentine astfel circa o ora, elibereaza catre spatiul interplanetar miliarde de tone de materie (electroni, protoni, alte particule energetice), cu o viteza de sute de kilometri/secunda.

Heliosfera se intinde pana la « granita » sistemului solar, este strabatuta de vanturile solare, care dau campului magnetic al Soarelui forma « spiralei lui Parker », dupa numele astrofizicianului Eugene Parker, care, in 1950, a intuit existenta vanturilor solare si a fenomenelor asociate. In 2004, sonda spatiala Voyager 1, a Agentiei Spatiale NASA, a fost prima care a ajuns in apropierea granitei exterioare a heliosferei, acolo unde incepe heliopauza, zona in care vanturile solare sunt oprite de spatiul interstelar. La momentul actual, Voyager 1 este cea mai indepartata sonda dintre toate cele pe care omul le-a trimis in spatiu, si continua sa se deplaseze cu o viteza de 17 kilometri/secunda, si sa trimita date stiintifice de o deosebita importanta pentru specialisti.

Dupa estimarile inginerilor de la NASA, Voyager 1 va fi functionala pana in 2020, data pana la care va ajunge la 16,8 miliarde de kilometri de Soare (echivalentul a 40 000 de ani terestri), cand va trece in Constelatia Girafei, dincolo de Steaua Polara. Sonda pereche, Voyager 2, lansata in aceeasi perioada cu Voyager 1, va ajunge, in 2020, in apropiere de Sirius, cea mai stralucitoare stea, dupa Soare. Ambele sonde poarta un mesaj simbolic despre umanitate, gravat pe un disc de cupru, la care se adauga fotografii cu locuri frumoase de pe Terra, o schema a sistemului Solar, pentru a se evidentia locul Pamantului, o copie a Pietrei din Rosetta (datata ca apartinand civilizatiei egiptene din secolul al II-lea i.Hr.), pe care este inscriptionat un text in trei limbi antice, precum si 27 de piese muzicale.

In 2005, misiunea STEREO, lansata tot de NASA, a permis, pentru prima data, observarea tridimensionala a Soarelui, din spatiu, datele culese fiind prelucrate de specialisti, in scopul unei mai bune intelegeri a relatiei Soare-Terra.

La momentul de fata, in „inima” Soarelui, in fiecare secunda, 564 de milioane de tone de hidrogen fuzioneaza pentru a produce 500 de milioane de tone de heliu. Diferenta de 4 milioane de tone de hidrogen (o greutate echivalenta, de exemplu, cu a piramidei lui Kheops) este cea care produce energia luminoasa, care se raspandeste, sub forma de raze, in spatiu. Se pare ca, in urmatoarele sapte miliarde de ani, Soarele isi va epuiza rezervele de hidrogen si se va transforma intr-o « giganta rosie » – o stea luminoasa, cu un diametru de o suta de ori mai mare decat cel de astazi, dar cu o masa redusa, iar Terra, daca va rezista acestei perioade de timp, nu va mai fi decat un imens desert. Pana atunci, putem astepta urmatoarea eclipsa totala de soare (eclipsa totala fiind singura ocazie cand coroana solara se poate vedea foarte clar, iar sub ea, un cerc subtire, rosu – cromosfera). Asadar, urmatorul fenomen de acest fel va avea loc pe data de 20 martie 2015, si de acesta se leaga si o curiozitate, aceea ca umbra Lunii va fi centrata asupra Polului Nord, acoperind Soarele exact la momentul cand acesta se va afla la orizont, iar la numai 12 ore dupa aceea se va produce si Echinoxul de primavara.

Coroana solara si dinamica exploziilor solare

Incepand cu 2012, Observatorul spatial euro-american de studiu al Soarelui si al heliosferei – SOHO – a inregistrat o noua zona extrem de activa, pe suprafata Soarelui, care a generat, pe 5,6 si 8 martie, anul trecut, la nivelul coroanei solare, trei ejectii de masa coronala, cu o viteza neobisnuita, de 2000 km/s, in spatiul interstelar, Terra fiind protejata, din fericire, de magnetosfera, care reactioneaza, la 800 – 1000 kilometri altitudine, ca un ecran. Cu toate acestea, asemenea fenomene au un impact foarte serios asupra satelitilor artificiali, implicit asupra mijloacelor de comunicatie, a sistemelor energetice, financiare, meteorologice, asupra navigatiei aeriene etc. Academia de Stiinte a SUA a estimat costurile unei posibile furtuni solare majore (numai pe continentul american), ca fiind de patru ori mai mari decat cele provocate de uraganul Katrina (care a generat cheltuieli de peste 130 de miliarde de dolari) si ca necesitand 5-10 ani de reparatii.

Specialistii sustin ca exploziile solare se manifesta din ce in ce mai violent si ca un nou varf (fara precedent) va fi atins, din acest punct de vedere, in luna mai 2013. Astrofizicienii de la Nasa sunt pe cale sa realizeze un sistem operational de alerta la catastrofele provenind din spatiu – « Solar shield » –  capabil sa indice traseul furtunii electromagnetice, care ar pune in pericol transformatoarele electrice sau alte instalatii, astfel incat acestea sa poata fi oprite in timp util.