Talk by Dr. Ioannis Kontogiannis at Ellinogermaniki Agogi, Athens, Greece, about the European H2020 research project FLARECAST, including information about the Sun and its activity, the history of solar research, the workings of the magnetic sun, solar flares and their effects on Earth.

1. Δρ. Γιάννης Κοντογιάννης,
Κέντρο Έρευνας Αστρονομίας και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών, Ακαδημία Αθηνών
Η πρόβλεψη των εκλάμψεων στον 21ο αιώνα
Ζώντας με τον Ήλιο, έναν απρόβλεπτο
Γίγαντα
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

2. 4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

3. Ο πυρήνας του είναι ένας
θερμοπυρηνικός αντιδραστήρας!
Πού τη βρίσκει τόση ενέργεια;
http://members.wolfram.com/jeffb/visualization/proton-proton.shtml https://commons.wikimedia.org4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

4. Πού τη βρίσκει τόση ενέργεια;
Η ενέργεια αυτή αρχικά ταξιδεύει με
τη μορφή ακτινοβολίας
https://commons.wikimedia.orghttps://en.wikipedia.org/wiki/Brownian_motion4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

5. Τεράστια ρεύματα μεταφέρουν αυτή
την ενέργεια μέχρι την «επιφάνεια»
Πού τη βρίσκει τόση ενέργεια;
4/5/2017 https://commons.wikimedia.org
http://www.isf.astro.su.se/gallery/movies/2006/
Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

6. Η «αόρατη» ατμόσφαιρα του Ήλιου
http://solarmonitor.org/ & http://www.thesuntoday.org/4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

7. Τι είναι οι ηλιακές κηλίδες;
http://www.thesuntoday.org/4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

8. Ιστορία των παρατηρήσεων των ηλιακών κηλίδων
John of Worcester, 1128 A.D.
Μεσαίωνας
Οιωνοί και διαβάσεις πλανητών
17 Μαρτίου 807 μ.Χ., Άντελμος (Βενεδικτίνος μοναχός)
813 μ.Χ., θάνατος του Καρλομάγνου
1128 μ.Χ., Ιωάννης του Worcester, πρώτη αποτύπωση ηλιακής κηλίδας
12ος μ.Χ. αι., Αβερρόης
800 π.Χ., Κίνα: I Ching (Βιβλίο των Αλλαγών), "A dou is seen in the Sun", and A mei is seen in the Sun"
371 π.Χ. – 287/5 π.Χ. Θεόφραστος, Περί σημείων: «καὶ ἐὰν ἀνίσχων μέλαν σημεῖον ἴσχῃ, […] κοινὸν ὕδατος σημεῖον καὶ
ανέμου»
Κίνα, Κορέα, αυτοκρατορικοί αστρονόμοι, καταγραφή ηλιακών κηλίδων, στα πλαίσια της μελέτης
(από το 28 π.Χ) ουράνιων φαινομένων για αστρολογικές προβλέψεις
Αρχαιότητα
Σημάδια αλλαγών
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

9. Οι παρατηρήσεις των κηλίδων τον από τον 17ο
αιώνα
ψεγάδια στην επιφάνεια του Ήλιου
1610, Thomas Harriot, Johannes & David Fabricius,
Cristoph Scheiner
1612, Γαλιλαίος οι κηλίδες είναι ηλιακά φαινόμενα και όχι
πλανήτες. Σύγκρουση με το αριστοτελικό
αιώνιο και άφθαρτο σύμπαν.
17ος -18ος αιώνας, Συστηματική παρατήρηση των κηλίδων και
καταγραφή τους
Ωστόσο, η πολύ μικρή δραστηριότητα του Ήλιου από τα μέσα του
17ου ως τα μέσα του 18ου αιώνα είχε σαν αποτέλεσμα πολύ λίγα
αρχεία και πολύ λίγες καταγραφές σέλαος.
Ιστορία των παρατηρήσεων των ηλιακών κηλίδων
http://obs.astro.ucla.edu/
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

10. 19ος αι: Schwabe, Wolf, Carrington,
Spörer, Maunder.
Ιστορία των παρατηρήσεων των ηλιακών κηλίδων
19ος αιώνα - σήμερα
Ηλιακή δραστηριότητα, 11ετής κύκλος και Μαγνητισμός στον Ήλιο
Ο αριθμός των κηλίδων μεταβάλλεται με περίοδο 11 ετών
https://www.nasa.gov
http://www.universetoday.com/
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

11. 1908, George Ellery Hale, Mt Wilson
Ιστορία των παρατηρήσεων των ηλιακών κηλίδων
19ος αιώνα - σήμερα
Ηλιακή δραστηριότητα, 11ετής κύκλος και Μαγνητισμός στον Ήλιο
Το αστεροσκοπείο στο όρος Wilson, στην California
(http://www.space.com/)
Το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου μεταβάλλεται με περίοδο 22 ετών.
G.E.Hale 1868-1938
(wikipedia.org)
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

12. Τι είναι οι κηλίδες;
1951, H. Babcock
Περιοχές όπου παρατηρούνται πολύ ισχυρά και εκτεταμένα
μαγνητικά πεδία. Στις περιοχές αυτές δεν είναι το ίδιο εύκολη η
μεταφορά της θερμότητας από το εσωτερικό του Ήλιου, με
αποτέλεσμα να φαίνονται σκοτεινές.
Πώς όμως δημιουργούνται οι κηλίδες;
http://www.windows2universe.org/
http://van.physics.illinois.edu/
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

13. Η μαγνητισμένη ατμόσφαιρα του Ήλιου
NASA/SDO/Goddard Spaceflight Center
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

14. Γιγαντιαίες κηλίδες (Superspots)
http:// thesuntoday.org
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

15. Τα φαινόμενα της ηλιακής δραστηριότητας
http://www.thesuninmotion.com/
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

16. “Two patches of intensely bright
and white light broke out […] My
first impression was that by some
chance a ray of light had
penetrated a hole in the screen
attached to the object glass […]
for the brilliancy was fully equal
to that of direct sunlight”
Η πρώτη παρατήρηση έκλαμψης
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

17. Η πρώτη παρατήρηση έκλαμψης - Επιπτώσεις
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

18. Η πρώτη παρατήρηση έκλαμψης - Επιπτώσεις
'…so completely were the wires under the influence of the Aurora Borealis,
that it was found utterly impossible to communicate between the telegraph
stations, and the line had to be closed.‘ Chicago Tribune
The French telegraph communications at Paris were greatly affected, and on
interrupting the circuit of the conducting wire strong sparks were observed. The
same thing occurred at the same time at all the telegraphic station in
France…[The Illustrated London News, September 24, 1859].
…The wire was then worked for about two hours
without the usual batteries on the auroral current,
working better than with the batteries connected.
This is the first instance on record of more than a
word or two having been transmitted with the auroral
current…[Washington Daily National Intelligencer,
Tuesday, September 6, 1859].
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

19. 1820 – 1830, πειράματα των Oersted και Faraday,
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και η θεμελίωση του Ηλεκτρομαγνητισμού.
Πώς όμως ένα γεγονός στην ηλιακή ατμόσφαιρα
μπορεί να επηρεάζει το γήινο περιβάλλον;
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

20. 1820 – 1830, πειράματα των Oersted και Faraday,
Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και η θεμελίωση του Ηλεκτρομαγνητισμού.
Πώς όμως ένα γεγονός στην ηλιακή ατμόσφαιρα
μπορεί να επηρεάζει το γήινο περιβάλλον;
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

21. Η μαγνητική ασπίδα της Γης
Πώς όμως ένα γεγονός στην ηλιακή ατμόσφαιρα
μπορεί να επηρεάζει το γήινο περιβάλλον;
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

22. Γιατί μας νοιάζει;
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

23. Οι επιπτώσεις μιας έκλαμψης στη σύγχρονη εποχή
https://www.noao.edu/education/arbse/arpd/sres
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

24. Οι επιπτώσεις μιας έκλαμψης στη σύγχρονη εποχή
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

25. 1. Συνεχής παρακολούθηση του Ήλιου
2. Μελέτη των φαινομένων και αναζήτηση των
φυσικών μηχανισμών - Δημιουργία μοντέλων
3. Δημιουργία υποδομών και δικτύων πρόγνωσης
και ενημέρωσης
Τι μπορούμε να κάνουμε;
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

26. Solar Dynamics Observatory
…που στα ελληνικά μεταφράζεται κάπως έτσι:
Παρατηρητήριο Ηλιακής Δυναμικής
Ο Ήλιος υπό διαρκή παρακολούθηση
Οι αποστολές
GOES της NASA
Ταξινόμηση με βάση την ένταση
X
M
C
B
A
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

27. Ο Ήλιος υπό διαρκή παρακολούθηση
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

28. Η παρατήρηση του ηλιακού μαγνητικού πεδίου
Για τη μελέτη του Ήλιου και των φαινομένων του, μετράμε το μαγνητικό
πεδίο στην επιφάνεια του Ήλιου
με ειδικά όργανα που λέγονται μαγνητογράφοι.
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

29. Ένα μέρος αυτής της
ενέργειας απελευθερώνεται
κατά τη διάρκεια μιας
έκλαμψης (δισεκατομμύρια
μεγατόνων TNT).
Αναζήτηση των φυσικών μηχανισμών: που οφείλονται οι εκλάμψεις;
Μπορούμε να προβλέψουμε
πού και πότε;
High Altitude Observatory, Boulder, CO
Το μαγνητικό πεδίο αποθηκεύει ενέργεια
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

30. Τι σημαίνει «πολύπλοκο»;
http://www.pozorovanislunce.eu/4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

31. Μελετώντας τα μαγνητογράμματα προσπαθούμε να:
• Να μετρήσουμε το μέγεθος της ενεργού περιοχής
• Την ένταση των μαγνητικών πεδίων
• Τη διαθέσιμη ενέργεια
• Το είδος των κινήσεων
• Πόσο καλά διαχωρισμένες ή μπλεγμένες είναι
οι πολικότητες
• Αν αναδύονται καινούρια μαγνητικά πεδία
• Πόσο ισχυρά ηλεκτρικά ρεύματα
•
•
•
Τι σημαίνει «πολύπλοκο»;
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

32. Άλλοι τρόποι να ποσοτικοποιήσουμε αυτή την πολυπλοκότητα
είναι η χρήση μαθηματικών εργαλείων όπως τα fractals
Τι σημαίνει «πολύπλοκο»;
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

33. Επιστρατεύοντας ιστορικά αρχεία, την στατιστική
και τα μαθηματικά
Συσχετίζοντας τιμές παραμέτρων και τη δραστηριότητα
που εμφανίζεται, υπολογίζουμε/εκτιμούμε την πιθανότητα
να εμφανιστεί μια έκλαμψη.
Ελέγχουμε και αξιολογούμε τις επιδόσεις των ιδιοτήτων
αυτών ως προγνωστικών.
Επιστρατεύουμε πιο προχωρημένες μεθόδους
ανάλυσης/πρόγνωσης (μηχανική μάθηση, νευρωνικά
δίκτυα)
Guerra et al. 2015
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

34. 4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή
Ένα παράδειγμα: AR 11158, Φεβρουάριος 2011

35. 4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

36. Η πρόγνωση των εκλάμψεων στον 21ο αιώνα: το πρόγραμμα FLARECAST
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

37. Ακαδημία Αθηνών (Συντονιστής, Ελλάδα)
Northumbria University, (Project Scientist, Ηνωμένο
Βασίλειο)
Trinity College Δουβλίνο TCD (Ιρλανδία)
Università degli Studi di Genova UNIGE (Ιταλία)
Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR (Ιταλία)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
(Γαλλία)
Université Paris-Sud UPSud (Γαλλία)
Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW (Ελβετία)
Met Office (Ηνωμένο Βασίλειο)
Η πρόγνωση των εκλάμψεων στον 21ο αιώνα: το πρόγραμμα FLARECAST
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

38. • Ένα διαδικτυακό εργαλείο
• Λήψη δεδομένα σε πραγματικό χρόνο (από τη διαστημική αποστολή SDO)
• Υπολογισμός ποσοτήτων που χρησιμοποιούνται ως δείκτες πιθανής έκλαμψης
• Κατασκευή καινοτόμων αλγορίθμων πρόγνωσης (νευρωνικά δίκτυα, μηχανική μάθηση κλπ)
• Αξιολόγηση και βελτίωση
• Ανάπτυξη νέων δεικτών εκλάμψεων
• Έρευνα
• Διάχυση στο κοινό
Η πρόγνωση των εκλάμψεων στον 21ο αιώνα: το πρόγραμμα FLARECAST
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή

39. Σας ευχαριστώ!!!
4/5/2017 Όμιλος Αστρονομίας, Ελληνογερμανική Αγωγή