NASA frygter at Solen bliver endnu mere aktiv

 

Den 3. juni 2008 var der ikke en eneste plet at se på Solens overflade. Solaktiviteten er altså helt i bund. De seneste dage er der dog tegn på at en ny solplet er ved at opstå, se spaceweather.com. (Foto: SOHO/MDI )

Lige nu er der ikke er en eneste solplet på Solens overflade - det viser et enestående billede af Solen, som blev taget af NASA's og ESA's sol-sonde SOHO den 3. juni. Årsagen er, at Solen er nået til vejs ende i sin 11 år lange cyklus, hvor Solen går fra at have minimal til maksimal og tilbage til minimal aktivitet igen.

Men det er stilhed før storm, for i løbet af foråret har astronomerne set de første tegn på, at en ny cyklus er ved at starte. Alverdens astrofysikere venter i spænding på, at Solen skal tage det afgørende spring, for det præcise tidspunkt er helt afgørende for, hvor kraftigt Solens aktivitet vil stige de kommende år.

Middelaktiviteten blev fordobbelt 
Forskerne vil gerne vide, om Solens såkaldte middelaktivitet, altså den gennemsnitlige værdi for solaktiviteten over én cyklus, vil stige eller falde. I de sidste 100 år er middelaktiviteten vokset til det dobbelte, og hvis den fortsætter med at stige, vil det have store konsekvenser for bemandede rejser i rummet og for Jordens klima.

»Ikke alene kunne det have den konsekvens at astronauter ikke kunne komme afsted på missioner til rumteleskoper, Månen og Mars - det kan også betyde, at Jordens klima vil blive varmere, for nyere forskning viser, at der er en sammenhæng mellem solaktiviteten og mængden af lavere skyer i Jordens atmosfære,« siger astrofysiker Christoffer Karoff fra Institut for Fysik og Astronomi, Århus Universitet.

Strålingen kan dræbe
Spørgsmålet ligger NASA så meget på sinde, at rumagenturet ligefrem har et panel af astrofysikere til at lave en prognose for Solens aktivitet i nærmeste fremtid. En af hovedårsagerne er, at NASA's rumteleskop Hubble er ved at være udtjent - og hvis teleskopet skal fortsætte sin mission, skal det have kunstigt åndedræt i form af flere reperationer og services.

Det kan dog på ingen måde lade sig gøre, hvis Solens aktivitet bliver meget kraftig - det vil nemlig betyde, at Solen udsender store mængder stråling, som er dødelig for de astronauter, der skal ud på rumvandring for at redde teleskopet.

Jo mere aktiv Solen er, des flere solpletter får den. Solpletter er områder på Solens overflade, der er køligere end omgivelserne - derfor udsender de mindre lys. (Foto: RSAS)

 I 1972 var der eksempelvis et kraftigt udbrud på Solen, og efterfølgende beregninger har vist, at strålingen lige uden for Jordens atmosfære var stærk nok til at kunne slå ihjel. 

NASA priste sig derfor lykkelige for, at de på det tidspunkt ikke havde astronauter på Månen. Begivenheden skete heldigvis mellem de to måne-missioner Apollo 16 og 17.

Og de vil under ingen omstændigheder kunne finde på at skyde astronauter ud i rummet, hvis der var risiko for, at solaktiviteten igen blev lige så høj.
 

»Hvis middelaktiviteten bliver ved med at stige kan det have konsekvenser for rumfarten såvel som for Jordens klima« - Christoffer Karoff  
  

Solens magnetfelt virker som et skjold
Men det er ikke kun NASA, der vil vide, hvor kraftig Solens aktivitet bliver. Også klimaforskerne er interesseret i at få en præcis prognose. Ifølge Henrik Svensmark fra Danmarks Rumcenter, DTU, påvirker solaktiviteten nemlig Jordens klima. Årsagen er, at Solens magnetfelt bliver kraftigere, når Solaktiviteten stiger. Solens magnetfelt virker som et skjold mod den kosmiske stråling, der strømmer til os fra vores egen galakse, Mælkevejen.

Den kosmiske stråling genererer lavtliggende skyer, der skærmer mod Solens stråler. Når Solens magnetfelt er kraftigt, forsvinder den kosmiske stråling, og resultatet er færre lavtliggende skyer og dermed et varmere klima ifølge Svensmark. 

VIDSTE DU

I 1972 sendte et ekstremt kraftigt soludbrud. Hvis en astronaut havde været på månen på daværende tidspunkt, ville han have fået en strålingsdosis på 400 rem. Hvis man absorberer 400 REM (4.0 sievert = 4.0 joule/kg væv) er der op mod 50 pct. risiko for at dø senest en måned efter eksponeringen.

Teorien er helt accepteret, men pt. hersker der meget stor uenighed om, hvor stor en effekt Solens aktivitet har på Jordens cfccccklima. Der er nemlig også mange andre faktorer, der har en betydning for klimaet, som eksempelvis luftens indhold af drivhusgassen CO2. Med en prognose i hånden vil klimaforskerne kunne komme med et bud på, hvordan Jordens klima vil udvikle sig de kommende år og så se, om de rammer rigtigt.

Computermodel er stadig for umoden  
Meget er altså på spil, og derfor er det vigtigt at forskerne kan stole på NASA's prognose.

Der er to forskellige måder at lave prognoserne på. Den ene er baseret på statistiske data i form af målinger af Solens aktivitet i den sidste 11 år lange cyklus. Den anden måde er at lave avancerede computermodeller, der beskriver processerne i Solens indre. Den statistiske model forudsiger, at Solens aktivitet vil flade ud, mens computermodellen påstår, at den vil stige med 30 til 50 procent - og hvilken model skal forskerne så tro på?

Computermodellen har en klar styrke i forhold til den statistiske model, da den er baseret på fysik og ikke bare på historiske data. Computermodellen beskriver i detaljer, hvordan plasma strømmer fra Solens indre og ud til overfladen, og en af de forskere, der er helt i front med udviklingen af den type af computermodeller hedder Axel Brandenbrug - han er tysk men arbejder pt som astrofysiker ved Nordita i Sverige.

»Jeg tror selv mest på de prognoser, som computermodellerne spytter ud, for i modsætning til den statistiske model er den baseret på gennemtestede fysiske teorier,« siger Axel Brandenburgh til videnskab.dk.

Det er astrofysiker Christoffer Karoff helt enig i, men han mener nu alligevel at man skal være varsom med at bruge computermodellerne, da de først er under udvikling. På grund af den høje temperatur er Solen et stærkt kaotisk system, som er ekstremt svært at beskrive.

Datoen for springet er afgørende 
For at kunne lave en computermodel, der stemmer overens med virkeligheden skal man i princippet beskrive hvordan hvert eneste atom i Solen opfører sig. Det er helt umuligt, så alternativet er at lave nogle forsimplinger - med den konsekvens at modellerne måske ikke bliver præcise nok.

LÆS OGSÅ

Portræt af en stjerne Solen er ikke skræddersyet til liv Soludbrud får Solen til at synge Ph.d-studerende løste solgåde fra sofaen

»Desværre er den nye avancerede computermodel stadig alt for umoden til at forskerne kan have rigtig tillid til dem. Først om fem til seks år, når den næste cyklus er på sit maximum kan vi få svar på om computermodellen virklig kan bruges til at give vejrudsigter for Solen,« siger Christoffer Karoff og fortsætter:

»I den statistiske model er selve overgangen mellem den ene og den anden cyklus utroligt vigtig for at kunne se hvor stærk den næste cyklus bliver. Hvis den nye cykel først starter rigtigt om f.eks. et år, vil det være et argument for at den bliver meget kraftig,« siger Christoffer Karoff til videnskab.dk.

Der vil dog formentlig ikke gå så lang tid, da astronomerne allerede har set de første tegn på, at det er ved at ske.

»Min vurdering er, at Solen vil tage springet om få måneder, og til den tid vil vi kunne komme med et helt konkret bud på, hvor kraftig næste solcyklus bliver,« siger Christoffer Karoff.  

Links
videnskab.dk: Portræt af en stjerne videnskab.dk: Solen er ikke skræddersyet til liv videnskab.dk: Soludbrud får Solen til at synge videnskab.dk: Ph.d-studerende løste solgåde fra sofaen NASA: Strålingsdosis for astronauter  NASA: Old solar cykle returns (Gammel solcyklus vender tilbage)  NASA: The sunspot cykle (solpletternes cyklus) ESA: Animation af Solens overflade

 

Ny cyklus startede i januar - men Solen fik et tilbagefald  Dette magnetkort over Solen viser tre par solpletter, som hver består af en syd- og en nordpol. Alle par bar signaturen for den gamle cyklus. I den kommende cyklus vil solpletterne vende omvendt. (Foto: SOHO)  I begyndelsen af året meddelte NASA, at Solen netop havde påbegyndt en ny cyklus - men i marts forlød det så, at Solen havde fået et tilbagefald. På solens overflade dukkede der nemlig pludselig nogle solpletter op, der tydeligvis tilhørte den gamle cyklus. Solpletterne optræder i par, hvor hvert par kan opfattes som en lille stangmagnet med en nord- og en sydpol. Så længe Solen er i en cyklus, vender denne magnet på én måde. Men når Solen påbegynder en ny cyklus, bytter parrenes nord- og sydpol plads. Lige nu befinder Solen sig altså i et vadested, hvor den både befinder sig i slutningen af den gamle cyklus og i begyndelsen af den nye. Spørgsmålet er, hvornår den tager det endelige spring, og det er det, som astronomerne afventer lige nu.

 

Solens aktivitet er blevet kortlagt med iskerner  Solaktiviteten er steget støt igennem de sidste 100 år - det viser koncentrationen af beryllium 10 i iskerner. (Illustration: NASA)  Fælles for de to modeller er, at de også baserer sig på Solens aktivitet igennem de sidste 100 år, og her viser iskerneboringer fra indlandsisen, at Solens middelaktivitet i den periode er blevet fordoblet. Helt specifikt har forskerne målt iskernernes indhold af Beryllium 10, for stoffet dannes, når kosmiske stråler fra Mælkevejen rammer Jordens atmosfære. Og da Solens aktivitet bestemmer hvor mange kosmiske stråler der slipper ind til Jorden, kan Beryllium 10 altså bruges til at bestemme Solens middelaktivitet.