Solen i fokus - Horsens HF og VUC

uv.vuchorsens.dk

Solen i fokus - Horsens HF og VUC

4

Både nye og gamle satellitter

og rumsonder hjælper os med

at lære mere om vores nærmeste

stjerne.

Af Michael Linden-Vørnle

Solen i fokus

En del af soloverfl aden optaget med Hinodesatellittens

teleskop, der registrerer synligt lys

(SOT: Solar Optical Telescope). Billedet, der

er optaget den 20. november sidste år, viser

strukturen af Solens magnetfelt over et aktivt

område på soloverfl aden.

aktuel ASTRONOMI – SOMMER NR. 3 / 2007

Foto: JAXA

Foto: JAXA / NASA

Hinode-satellitten

i rummet.

I det kommende år er der særlig fokus

vores nærmeste stjerne, Solen, og dens påvirkning

af Solsystemet. Den 19. februar blev

det Internationale Heliofysiske År (International

Heliophysical Year: IHY) nemlig skudt

i gang ved en ceremoni i Wien. Det skete i

forbindelse med et møde for FN’s komité for

videnskab og teknologi. I betegnelsen ”heliofysisk”

indgår navnet Helios – solguden fra

den græske mytologi. IHY skal både tjene til

at stimulere internationalt samarbejde i udforskningen

af Solen og dens påvirkning og til

at fortælle offentligheden om, hvilken rolle

vores stjerne spiller for livet her på Jorden.

Foranderlig og voldsom

Solen er nemlig langt mere foranderlig og

voldsom, end vi oplever til daglig. Dens ener giudsendelse

varierer, men mest i det lys vi

ikke kan se med øjet – f.eks. røntgenstråling.

Solen er også jævnligt årsag til store udbrud,

hvor energirig stråling og store mængder elektrisk

ladede partikler slynges ud i rummet.

Hvis dele af det udslyngede materiale stryger

forbi Jorden, kan de energirige partikler ødelægge

instrumenter på satellitter samt påvirke

besætningen og passagererne i højtgående

fl y. Astronauter kan i værste fald blive dræbt

af et sådant soludbrud.

Nede på jordoverfl aden er effekterne ikke

så voldsomme. Jordens magnetfelt virker nemlig

som et kraftigt skjold, der beskytter os

mod Solens luner. Når stof fra et soludbrud

– en såkaldt koronal masseudkastning (CME:

Coronal Mass Ejection) rammer Jordens magnetfelt,

kan der imidlertid opstå forstyrrelser

i feltet. Forstyrrelserne kan give anledning til

øget nordlysaktivitet, men også til sammenbrud

af f.eks. strømforsyning.

Solen er altså en voldsom sag, der ikke er

helt let at leve med. Det gælder især for en


Foto: JAXA

civilisation som vores, der på mange områder

er afhængig af elektronik, som kan ødelægges

af Solens til tider uforsonlige adfærd. IHY

er et af projekterne under det langsigtede

initiativ ”International Living with a Star”

(ILWS), hvor det europæiske rumagentur

(ESA) og NASA samarbejder med rumagenturer

fra hele verden for at styrke udforskningen

af Solen og dens påvirkning.

En ny solsatellit

En meget vigtig kilde til viden om vores stjerne

er de satellitter og sonder, der observerer

Solen. Ude i rummet kan disse ”udsendte

medarbejdere” opfange alle former for stråling

fra Solen, mens vi her på Jorden stort set

kun modtager synligt lys og radiostråling.

Især satellitternes evne til at observere den

energirige del af Solens lys – ultraviolet lys

og røntgenstråling – er vigtig. Denne stråling

kommer nemlig fra den varme gas, der er

fanget i Solens magnetfelt. Og under store

soludbrud udsender Solen masser af energirig

stråling.

En af de nyeste solsatellitter er ”Hinode”,

der blev opsendt den 22. september sidste

år. Hinode (japansk for solopgang) skal efter

planen i mindst tre år lave meget detaljerede

observationer af Solen. Til det formål er satellitten

udstyret med tre videnskabelige instrumenter,

der skal studere Solen i hhv. synligt

lys, ultraviolet lys og i røntgenområdet.

Instrumenterne er bygget af internationale

partnere i både Japan, Europa og USA.

Satellittens observationer danner et meget

detaljeret billede af de fysiske forhold i Solens

varme atmosfære, koronaen, hvis tilstand styres

af Solens kraftige magnetfelt. Det er det

indviklede magnetfelt, der er årsag til de voldsomme

soludbrud, som fra tid til anden fi nder

sted på Solen.

SOLEN

Magnetisk elastik

Feltet ophober energi på samme måde som en

snoet elastik. Hvis den ”magnetiske elastik”

bliver snoet for meget, ”springer” den, hvorved

den ophobede energi udløses som en gigantisk

eksplosion, der sender energirig stråling

og skyer af elektrisk ladede partikler ud

i rummet.

Forskerne regner med, at Hinodes observationer

vil gøre det muligt at lære meget

mere om de processer, der er på spil i koronaen.

Denne viden er af afgørende betydning

for at kunne varsle mod de farlige effekter,

som store soludbrud kan have – f.eks. ødelæggelse

af satellitter, forstyrrelse af radio kommunikation

og nedbrud af strømforsyning.

Hinode er et stærkt supplement til andre solsatellitter

som den europæiske SOHO-satellit,

der har observeret Solen næsten uden afbrydelser

siden slutningen af 1995.

Solen i 3D

En revolutionerende tilføjelse til vores fl åde af

solsatellitter er NASA’s to identiske STEREOsatellitter,

der siden april har givet forskerne

mulighed for at studere Solen i tre dimensioner.

STEREO-satellitterne leverer nemlig opta

gelser, der kan kombineres til 3D-billeder

af vores nærmeste stjerne. STEREO er en forkortelse

for Solar TErrestrial RElations Observatory.

Formålet med de to satellitter er at studere

den varme gas, der er fanget i Solens indviklede

magnetfelt. Satellitterne skal også observere

de gigantiske koronale masseudkastninger,

der sker i forbindelse med de store

soludbrud. Det giver forskerne langt bedre

mulighed for at forudsige, hvornår og hvordan

en CME, der er sendt af sted i retning

mod Jorden, rammer vores planets magnetfelt

og skaber forstyrrelser.

Mandag den 19. marts indtraf en solformørkelse, der

kunne ses fra bl.a. Indien, Kina og den østlige del af

Rusland. Da Månens kerneskygge ikke ramte Jorden,

kunne begivenheden fra Jorden kun opleves som en

delvis (partiel) formørkelse. Set fra den rigtige position

i rummet var formørkelsen imidlertid total, og

netop på denne position befandt Hinode sig. Satellitten

optog spektakulære billeder af formørkelsen, bl.a.

dette billede, der viser den ujævne månerand foran

Solens urolige overfl ade. Billedet er optaget i synligt

lys, før formørkelsen blev total. De mange lyse pletter

Solen er varm gas, der vælder op til soloverfl aden.

Pletterne har en diameter på ca. 1.000 km

og dækker således et areal, der godt og vel

svarer til den Iberiske Halvø (Spanien og

Portugal). Fænomenet kaldes for granulation.

Foto: NASA

Den ene af de to identiske

STEREO-satellitter

i rummet.

aktuel tue ASTRONOMI – SOMMER NR. 3 / 2007 5


6

STEREO-satellitternes månemanøvrer.

”S1” markerer det punkt, hvor den ene satellit den

15. december sidste år blev slynget foran Jorden.

”S2” er det punkt, hvor den anden satellit den 21.

januar i år fi k det sidste skub for at komme på plads

bag ved Jorden.

Foto: NASA

Månen foran solskiven set i ultraviolet lys af den ene

af de to STEREO-satellitter. Da ultraviolet lys ikke kan

ses med øjet, er billedet gengivet i “falske farver”.

aktuel ASTRONOMI – SOMMER NR. 3 / 2007

Illustration: JHUAPL

Foran og bag Jorden

For at kunne studere Solen i 3D, er STEREOsatellitterne

placeret i næsten samme bane

som Jorden. Den ene satellit ligger dog foran

Jorden i banen, mens den anden ligger bag

vores planet. Med denne placering kan satellitterne

observere Solen i 3D, på samme måde

som afstanden mellem vores øjne gør det

muligt at sanse dybde. Satellitterne vil ikke

ende i en bestemt afstand fra Jorden, men vil

hele tiden komme hhv. længere foran og bag

ved vores planet – knap 60 mio. km pr. år for

hver satellit.

De to satellitter har udnyttet en kombination

af Månens tyngdekraft og dens banehastighed

til at blive slynget ud i de rette baner.

STEREO-satellitterne blev opsendt den 26.

oktober sidste år med den samme raket og

kredsede som udgangspunkt om Jorden i en

meget afl ang kredsløbsbane. Den 15. december

sidste år brugte den første af satellitterne

så Månen til at komme foran Jorden. Den

anden satellit fi k også ændret sin bane af

denne passage, men først den 21. januar fi k

satellitten det endelige skub til at komme i

den rette bane.

Formørkelse i kikkerten

Søndag den 25. februar blev den ene af STE-

REO-solsatellitterne vidne til en solformørkelse,

der på to punkter var usædvanlig. For

det første blev formørkelsen observeret i ultraviolet

lys, og for det andet befandt satellitten

sig 4,4 gange længere fra Månen, end vi gør

her på Jorden. Set fra satellitten så Månen

derfor 4,4 gange mindre ud og kunne derfor

ikke dække hele solskiven. Gennemsnitsafstanden

mellem Jorden og Månen er 384.400 km.

Det er i øvrigt en enestående tilfældighed, at

Månen og Solen har omtrent samme tilsyneladende

størrelse på himlen set fra Jorden, så


Ulysses i rummet.

Månen netop kan dække solskiven og skabe en

total solformørkelse. I virkeligheden er Månen

ca. 400 gange mindre end Solen, men til gengæld

er Solen 400 længere væk.

Det var til gengæld ikke nogen tilfældighed,

at STEREO-satellitten blev vidne til den

usædvanlige formørkelse. Observationen var

planlagt med det formål at karakterisere nogle

af satellittens kameraer. Ved at observere

noget helt mørkt – i dette tilfælde Månen foran

solskiven – kan forskerne fi nde ud af, hvor

meget støj de følsomme digitalkameraer producerer.

Støjen kaldes for ”mørkestrøm”, fordi

den dannes, uanset om kamera et rammes

af lys eller ej. Ved at analysere billederne af

formørkelsen kan forskerne fi nde ud af, hvor

meget mørkestrøm STEREO-satellittens kameraer

producerer. Denne mørkestrøm kan så

trækkes fra fremtidige optagelser, så billedkvaliteten

forbedres.

Over Solens poler

Mens Hinode og STEREO først lige har taget

hul på deres studier af Solen, har andre sonder

som f.eks. den europæiskbyggede Ulysses

været i gang i lang tid. Sonden, der er et samarbejdsprojekt

mellem ESA og NASA, blev

bragt ud i rummet den 6. oktober 1990 som

passager på rumfærgen Discovery og har således

opholdt sig næsten 17 år i rummet.

Ulysses er det første rumfartøj nogensinde,

som er fl øjet hen over Solens poler. Indtil videre

er det blevet til to passager, og nu er

Ulysses godt i gang med den tredje. Således

passerede sonden den 7. februar for tredje

gang direkte under Solens sydpol. Ulysses

be fandt sig dog under Solen og kunne observere

sydpolen helt frem til april. I perioden fra

november i år til marts næste år vil sonden

være over Solen, så nordpolen kan undersøges.

Ulysses’ fl yvninger hen over Solens poler

Foto: NASA

SOLEN

har givet meget værdifuld information om

Solens magnetfelt og den konstante strøm af

elektrisk ladede partikler, der hele tiden fl yder

fra vores nærmeste stjerne – den såkaldte

solvind. Ulysses har målt både hastighed og

sammensætning af solvinden.

Solens cyklus

Solens aktivitet følger en 11-års cyklus, således

at aktiviteten i form af voldsomme soludbrud

med ca. 11 års mellemrum er størst.

Under solmaksimum vender Solens magnetiske

poler rundt, og Solen begynder en ny

cyklus – først med lav aktivitet, der så senere

vokser mod det næste maksimum. Første

gang, Ulysses fl øj hen over Solens poler, var

i 1994/1995, hvor Solens aktivitet var nær

minimum. Anden passage var i 2000/2001,

hvor solaktiviteten toppede. Under den aktuelle

tredje passage er Solens aktivitet igen

tæt på minimum, men denne gang vender

Solens magnetfelt omvendt. Forskerne ser

frem til at fi nde ud af, hvilken betydning feltets

polaritet har for Solens samspil med omgivelserne.

En anden vigtig forskel i forhold til passagen

i 1994/1995 er, at vi denne gang råder

over fl ere rumfartøjer, der studerer Solen samtidig

med Ulysses. Ved at kombinere Ulysses’

målinger med data opsamlet samtidigt fra de

andre missioner – f.eks. SOHO- og Hinodesatellitten

samt de nye STEREO-satellitter –

kan studierne af Solen og dens påvirkning af

omgivelserne blive langt mere detaljerede.

Vores muligheder for at lære mere om vores

nærmeste stjerne har således aldrig været

bedre.

Det resulterende 3D-billede. For at kunne

se 3D-effekten kræves der 3D-briller med

rødt og blågrønt glas.

Fotos: NASA

Solen optaget i ultraviolet lys af de to

STEREO-satellitter. Ved at kombinere

de to optagelser fremkommer et

billede i 3D, der bedre afslører

strukturen i den varme gas,

som er fanget i Solens indviklede

magnetfelt.

aktuel tue ASTRONOMI – SOMMER NR. 3 / 2007 7

More magazines by this user
Similar magazines