Ηλιακές εκλάμψεις: τι είναι, πώς μετριούνται και τι κάνουν στη Γη

Λίγο πριν από το μεσημέρι της 1ης Σεπτεμβρίου 1859, ο Βρετανός αστρονόμος Richard Carrington παρατηρούσε μια ομάδα ηλιακών κηλίδων όταν μέσα της άναψε ξαφνικά ένα εκτυφλωτικό φως. Το ίδιο φαινόμενο κατέγραψε ανεξάρτητα και ο συμπατριώτης του Richard Hodgson. Ήταν η πρώτη ηλιακή έκλαμψη που είδε ποτέ άνθρωπος. Περίπου 17 ώρες αργότερα έφτασε στη Γη το σύννεφο ύλης που είχε εκτοξευτεί μαζί της: οι τηλέγραφοι σε Ευρώπη και Βόρεια Αμερική έβγαζαν σπίθες και σέλας φάνηκε ακόμη και στην Κούβα και τη Χαβάη.

Σήμερα οι ηλιακές εκλάμψεις (solar flares) μετριούνται λεπτό προς λεπτό από δορυφόρους, βαθμολογούνται με ένα γράμμα και έναν αριθμό και μπορούν να κόψουν τις ραδιοεπικοινωνίες σε μισό πλανήτη μέσα σε οκτώ λεπτά. Το πότε ακριβώς θα εκραγεί η επόμενη, όμως, κανείς δεν μπορεί ακόμη να το πει.

Τι είναι οι ηλιακές εκλάμψεις

Μια ηλιακή έκλαμψη είναι μια ξαφνική, έντονη έκρηξη ακτινοβολίας στον Ήλιο. Σύμφωνα με τη NASA, είναι τα ισχυρότερα εκρηκτικά φαινόμενα του ηλιακού συστήματος, και οι μεγαλύτερες απελευθερώνουν ενέργεια συγκρίσιμη με ένα δισεκατομμύριο βόμβες υδρογόνου. Η λάμψη κρατά από λίγα λεπτά έως μερικές ώρες και εκπέμπεται σε όλο το φάσμα, από ραδιοκύματα μέχρι ακτίνες Χ.

Οι εκλάμψεις γεννιούνται στις ενεργές περιοχές, ζώνες με πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο που συχνά είναι αρκετές φορές μεγαλύτερες από τη Γη. Στο ορατό φως τις προδίδουν οι ηλιακές κηλίδες, σκοτεινές επειδή είναι πιο ψυχρές από την επιφάνεια γύρω τους.

Η ενέργεια αποθηκεύεται στις μαγνητικές γραμμές. Καθώς το πλάσμα κινείται, τις στρίβει και τις μπερδεύει σαν λάστιχα που τεντώνονται όλο και περισσότερο. Κάποια στιγμή οι γραμμές «σπάνε» και ξαναενώνονται σε πιο χαλαρή διάταξη, μια διαδικασία που λέγεται μαγνητική επανασύνδεση (magnetic reconnection). Η ενέργεια που περισσεύει από αυτή την αναδιάταξη θερμαίνει το πλάσμα συνήθως στους 10 με 20 εκατομμύρια βαθμούς, και σε ακραίες περιπτώσεις ως τους 100 εκατομμύρια, ενώ επιταχύνει πρωτόνια και ηλεκτρόνια σε πολύ υψηλές ενέργειες.

Ο Ήλιος δεν είναι μοναδικός σε αυτό. Σύμφωνα με τη NASA, εκλάμψεις εμφανίζονται στους περισσότερους, αν όχι σε όλους, τους τύπους άστρων, και σε πολλά από αυτά είναι ισχυρότερες και συχνότερες.

Η έκλαμψη X2.2 της 11ης Μαρτίου 2015 στο ακραίο υπεριώδες. Η μικρή κουκκίδα με την ένδειξη «Earth to scale» δείχνει το μέγεθος της Γης. Πηγή: NASA/SDO

Έκλαμψη ή στεμματική εκτίναξη μάζας: η διαφορά που μπερδεύει

Στις ειδήσεις οι δύο όροι συχνά μπλέκονται, αλλά περιγράφουν διαφορετικά πράγματα. Η έκλαμψη είναι φως. Η στεμματική εκτίναξη μάζας (CME) είναι ύλη: ένα τεράστιο σύννεφο πλάσματος και μαγνητικού πεδίου που ο Ήλιος πετά στο διάστημα.

Τα δύο εμφανίζονται συχνά μαζί, και οι ισχυρότερες εκλάμψεις συνοδεύονται σχεδόν πάντα από CME. Ταξιδεύουν όμως με πολύ διαφορετικούς ρυθμούς. Το φως της έκλαμψης διανύει τα περίπου 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα ως τη Γη σε 8 λεπτά και 20 δευτερόλεπτα, οπότε όταν το βλέπουμε, έχει ήδη φτάσει. Η CME χρειάζεται από 15 ώρες, στις ταχύτερες, έως αρκετές ημέρες.

Η διαφορά έχει πρακτική σημασία. Η έκλαμψη ευθύνεται για τις άμεσες διακοπές στις ραδιοεπικοινωνίες. Η CME, όταν χτυπήσει το μαγνητικό πεδίο της Γης, προκαλεί τις γεωμαγνητικές καταιγίδες που φέρνουν το βόρειο σέλας ως τα νότια γεωγραφικά πλάτη και μπορούν να φορτίσουν επικίνδυνα τα ηλεκτρικά δίκτυα. Και τα δύο είναι εκδηλώσεις του λεγόμενου διαστημικού καιρού, μαζί με τον ηλιακό άνεμο, τη συνεχή ροή σωματιδίων που φεύγει από τον Ήλιο κάθε δευτερόλεπτο.

Οι κλάσεις A, B, C, M και X

Η ισχύς μιας έκλαμψης μετριέται από τους δορυφόρους GOES της αμερικανικής υπηρεσίας NOAA. Ο αισθητήρας τους καταγράφει τις μαλακές ακτίνες Χ, με μήκος κύματος 0,1 έως 0,8 νανόμετρα, και η κλάση δίνεται από την κορυφή αυτής της ροής. Κάθε γράμμα είναι δέκα φορές ισχυρότερο από το προηγούμενο:

Κλάση	Ροή ακτίνων Χ στη Γη (W/m²)	Επίδραση στις ραδιοεπικοινωνίες (κλίμακα NOAA)
A	περίπου 10⁻⁸	Καμία
B	από 10⁻⁷	Καμία
C	από 10⁻⁶	Καμία αισθητή
M	από 10⁻⁵	M1: R1 (μικρή) · M5: R2 (μέτρια)
X	από 10⁻⁴	X1: R3 (ισχυρή) · X10: R4 (σοβαρή) · X20: R5 (ακραία)

Ο αριθμός μετά το γράμμα λειτουργεί ως πολλαπλασιαστής: μια X2 είναι διπλάσια από μια X1. Επειδή πάνω από το X δεν υπάρχει άλλο γράμμα, η κλίμακα συνεχίζει με αριθμούς πάνω από το 10. Με αυτά τα νούμερα, μια X9.0 εκπέμπει στις ακτίνες Χ 900 φορές περισσότερο από μια C1.

Η ισχυρότερη έκλαμψη που έχει μετρηθεί έγινε στις 4 Νοεμβρίου 2003. Ήταν τόσο φωτεινή που κόρεσε τους ανιχνευτές πολλών δορυφόρων, και η ESA (ανοίγει σε νέα καρτέλα) αναφέρει ως καλύτερη εκτίμηση την κλάση X28.

Οκτώ λεπτά μετά: ραδιόφωνο, GPS και δορυφόροι

Μια έκλαμψη επηρεάζει τη Γη μόνο αν γίνει στην πλευρά του Ήλιου που βλέπει προς εμάς. Και ακόμη τότε, ο άνθρωπος στο έδαφος δεν κινδυνεύει. Η ατμόσφαιρα απορροφά τις ακτίνες Χ και την υπεριώδη ακτινοβολία πολύ πριν φτάσουν στην επιφάνεια. Το τίμημα το πληρώνει το πάνω μέρος της ατμόσφαιρας, και μαζί του η τεχνολογία που περνά από εκεί.

Οι ακτίνες Χ ιονίζουν το κατώτερο στρώμα της ιονόσφαιρας, το λεγόμενο στρώμα D, που απορροφά τα ραδιοκύματα βραχέων κυμάτων (HF) από 3 έως 30 MHz. Σε αυτές τις συχνότητες επικοινωνούν, μεταξύ άλλων, τα αεροπλάνα και οι ραδιοερασιτέχνες. Έτσι, από την κλάση M5 και πάνω, όλη η φωτισμένη πλευρά της Γης μπορεί να μείνει για λεπτά ή ώρες με κομμένες ή θορυβώδεις επικοινωνίες, ενώ διαταράσσονται και τα σήματα πλοήγησης χαμηλής συχνότητας και το GPS.

Τον Δεκέμβριο του 2023, μια έκλαμψη X2.8 προκάλεσε σύμφωνα με τη NOAA παρεμβολές στις επικοινωνίες με αεροσκάφη σε όλες τις Ηνωμένες Πολιτείες. Την 1η Φεβρουαρίου 2026, μια X8.1 έκοψε τα βραχέα κύματα πάνω από τον Νότιο Ειρηνικό, όπου εκείνη την ώρα ήταν μέρα.

Πιο ψηλά, οι ακτίνες Χ και η υπεριώδης ακτινοβολία θερμαίνουν και διογκώνουν την ανώτερη ατμόσφαιρα. Οι δορυφόροι σε χαμηλή τροχιά συναντούν πυκνότερο αέρα, φρενάρουν και χάνουν ύψος γρηγορότερα, κάτι που μετρά άμεσα στη διάρκεια ζωής ενός δορυφόρου.

Για τους αστροναύτες η εικόνα είναι διαφορετική. Οι μεγάλες εκλάμψεις επιταχύνουν πρωτόνια σε τεράστιες ενέργειες, και έξω από την ατμόσφαιρα αυτά τα σωματίδια διαπερνούν τα τοιχώματα του σκάφους. Στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό το μαγνητικό πεδίο της Γης προσφέρει ακόμη μεγάλη προστασία. Σε ένα ταξίδι προς τη Σελήνη ή τον Άρη, το πλήρωμα χρειάζεται καταφύγιο με επιπλέον θωράκιση.

Ο ηλιακός κύκλος 25 και οι μεγαλύτερες εκλάμψεις του

Η δραστηριότητα του Ήλιου ανεβοκατεβαίνει σε κύκλους περίπου 11 ετών. Στο ελάχιστο μπορεί να περάσουν εβδομάδες χωρίς σημαντική έκλαμψη, ενώ κοντά στο μέγιστο μπορεί να γίνονται αρκετές την ημέρα. Στις 15 Οκτωβρίου 2024 η NASA και η NOAA ανακοίνωσαν ότι ο Ήλιος είχε μπει στη φάση του μεγίστου. Το SILSO, το παγκόσμιο κέντρο δεδομένων για τις ηλιακές κηλίδες, επιβεβαίωσε αργότερα ότι η κορυφή ήταν ο Οκτώβριος του 2024, με εξομαλυμένο αριθμό κηλίδων 161.

Ο κύκλος 25 έδωσε μερικές από τις πιο δυνατές εκλάμψεις των τελευταίων ετών:

• 3 Οκτωβρίου 2024: μια X9.0, η ισχυρότερη του κύκλου έως σήμερα.
• 3 έως 9 Μαΐου 2024: 82 αξιοσημείωτες εκλάμψεις, οι εννέα κλάσης X, κυρίως από τις περιοχές AR 13663 και AR 13664, μαζί με τις CME που έφεραν την ισχυρότερη γεωμαγνητική καταιγίδα των τελευταίων περίπου δύο δεκαετιών.
• 11 Νοεμβρίου 2025: μια X5.1 από την περιοχή AR 4274, η ισχυρότερη του 2025.
• 1 Φεβρουαρίου 2026: μια X8.1 από την περιοχή AR 4366, η ισχυρότερη από τον Οκτώβριο του 2024.

Η τελευταία δείχνει γιατί η πρόγνωση είναι δύσκολη. Η AR 4366 εμφανίστηκε ξαφνικά στις 30 Ιανουαρίου, την 1η Φεβρουαρίου η έκτασή της δεκαπλασιάστηκε, και τις επόμενες μέρες έβγαζε μία με δύο εκλάμψεις X την ημέρα, ανάμεσά τους μια X4.2 στις 4 Φεβρουαρίου. Ο Ήλιος μπορεί να έχει περάσει το μέγιστό του, αλλά μία μόνο περιοχή αρκεί.

Οι μακρόβιες κηλίδες που εκρήγνυνται συχνότερα

Η NOAA δίνει σε κάθε ενεργή περιοχή έναν αριθμό. Όταν όμως μια περιοχή στρίψει μαζί με τον Ήλιο στην αθέατη πλευρά του και επανεμφανιστεί δύο εβδομάδες αργότερα, παίρνει νέο αριθμό, σαν να ήταν καινούργια. Οι περιοχές που ζουν για μήνες σπάνε έτσι σε πολλές ξεχωριστές εγγραφές.

Η Emily Mason, της εταιρείας Predictive Science, και η Kara Kniezewski, του Air Force Institute of Technology, ξεκίνησαν να τις ενώσουν ξανά. Μέσω του προγράμματος Solar Active Region Spotter της NASA, εθελοντές σύγκριναν ζεύγη εικόνων του Solar Dynamics Observatory (SDO), του δορυφόρου που φωτογραφίζει τον Ήλιο σχεδόν αδιάκοπα από το 2010, και έκριναν αν δείχνουν την ίδια περιοχή. Η μελέτη τους (ανοίγει σε νέα καρτέλα), που έγινε δεκτή για δημοσίευση στο The Astrophysical Journal τον Οκτώβριο του 2025, κάλυψε τα έτη 2011 έως 2019 και εντόπισε 101 μακρόβιες ενεργές περιοχές, δηλαδή περιοχές που ήταν ορατές σε τουλάχιστον δύο διαδοχικές περιστροφές του Ήλιου. Αντιστοιχούσαν σε περίπου 214 αριθμούς της NOAA και σε περίπου 13% όλων των ενεργών περιοχών της περιόδου.

Οι μακρόβιες περιοχές ήταν κατά κανόνα μεγαλύτερες και είχαν περισσότερη μαγνητική ροή, αλλά η μαγνητική τους πολυπλοκότητα ήταν παρόμοια με των υπολοίπων. Το πιο εντυπωσιακό εύρημα αφορούσε τις εκλάμψεις: ήταν 3 έως 6 φορές πιθανότερο να είναι η πηγή μιας έκλαμψης κλάσης C ή ισχυρότερης.

Γιατί, δεν είναι ακόμη γνωστό. Οι ερευνήτριες θεωρούν πιθανό ότι οι περιοχές αυτές σχηματίζονται από ισχυρότερη μαγνητική ροή με ρίζες βαθύτερα στο εσωτερικό του Ήλιου, κάτι που θα εξηγούσε και τη μεγάλη διάρκεια ζωής και την εκρηκτικότητά τους. Πρόκειται για υπόθεση, όχι για αποδεδειγμένο μηχανισμό.

Ένα πρόσφατο παράδειγμα δείχνει τι σημαίνει αυτό στην πράξη. Η περιοχή AR 3664, που τροφοδότησε την καταιγίδα του Μαΐου 2024, επέζησε από μια πλήρη περιστροφή του Ήλιου, επέστρεψε ως AR 3697 και στις 29 Μαΐου έβγαλε μια ακόμη έκλαμψη X1. Για τους προγνώστες, μια περιοχή που επιστρέφει δεν είναι ένα καινούργιο άγνωστο σημείο. Είναι ένας παλιός ύποπτος.

Η πρόγνωση: πιθανότητες αντί για ημερομηνίες

Σύμφωνα με τη NASA, οι επιστήμονες δεν μπορούν ακόμη να προβλέψουν μια συγκεκριμένη έκλαμψη. Μπορούν όμως να εκτιμήσουν πιθανότητες. Το Κέντρο Πρόγνωσης Διαστημικού Καιρού της NOAA (SWPC) εκδίδει πρόγνωση τριών ημερών με την πιθανότητα για εκλάμψεις C, M και X, με βάση τις ενεργές περιοχές που βλέπει στον δίσκο του Ήλιου.

Τα δεδομένα έρχονται από έναν στόλο δορυφόρων. Οι GOES μετρούν τις ακτίνες Χ από τη γεωστατική τροχιά, το SDO φωτογραφίζει τον Ήλιο σε πολλά μήκη κύματος, και από τον Ιούνιο του 2026 λειτουργεί επιχειρησιακά το SOLAR-1 της NOAA, πρώην SWFO-L1. Εκτοξεύτηκε στις 24 Σεπτεμβρίου 2025 και από τον Ιανουάριο του 2026 βρίσκεται στο σημείο Lagrange L1, 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα από τη Γη προς τον Ήλιο. Ο στεμματογράφος του, ένα όργανο που κρύβει τον λαμπερό δίσκο του Ήλιου για να φαίνεται το αμυδρό στέμμα γύρω του, στέλνει νέα εικόνα κάθε 15 λεπτά. Έτσι οι προγνώστες βλέπουν σχεδόν αμέσως αν μια έκλαμψη συνοδεύτηκε από CME και προς τα πού κατευθύνεται.

Η μελέτη για τις μακρόβιες περιοχές υποδεικνύει και μια πιθανή βελτίωση: αν ένα αυτόματο σύστημα αναγνωρίζει ποιες περιοχές επιστρέφουν από την αθέατη πλευρά, οι πιθανότητες στις προγνώσεις μπορούν να γίνουν πιο ακριβείς για τις πιο ύποπτες από αυτές.

Από το 1859 έχουμε μάθει να μετράμε τις ηλιακές εκλάμψεις με ακρίβεια δεκαδικού, να τις φωτογραφίζουμε σε δεκάδες μήκη κύματος και να ξέρουμε σε οκτώ λεπτά ότι έγιναν. Το επόμενο βήμα είναι να ξέρουμε πριν γίνουν, και η απάντηση φαίνεται να κρύβεται στο παρελθόν κάθε κηλίδας, στο πόσο έχει ζήσει και στο από πού έχει επιστρέψει. ☀️