Solformørkelse: Sydamerika går i sort, og forskere står klar til at teste Einsteins teori
2. juli 2019 er der total solformørkelse over dele af Argentina og Chile. Formørkelsen bevæger sig over La Silla Observatorium, hvor forskere vil genprøve gamle eksperimenter og forbedre de metoder, vi bruger til at observere vores nærmeste stjerne, Solen.
Solformørkelse

Dette syn af en total solformørkelse venter folk i dele af Chile og Argentina. Koronaen er den lysende ring rundt om Månen, der skygger for Solens lys. (Foto: Shutterstock)

Sommerdagbog fra syd

Tina Ibsen er uddannet astrofysiker og tidligere leder af Tycho Brahe Planetariums videnskabsformidling.

Denne sommer rejser hun i Chiles bjerge, der med sine kæmpe teleskoper er et mekka for rumforskere.

Hun skriver hjem til Videnskab.dk om sine astronomiske oplevelser, og denne artikel, der er skrevet i en bus i 3.000 meters højde, er første afsnit i sommerdagbogen.

Kigger vi op på fuldmånen på himlen på en stjerneklar nat, fylder den cirka lige så meget af dit synsfelt som din tommelfingernegl, hvis du holder denne ud i strakt arm foran dig.

Månens størrelse, som den ser ud på himlen, afgøres af forholdet mellem den virkelige størrelse og dens afstand til Jorden.

Månen roterer en gang om Jorden på 27,32 dage i en gennemsnitlig afstand på 380.000 kilometer.

Månen består af sten, metaller og støv og lyser derfor ikke ved egen kraft. Når vi kan se Månen skinne på himlen, er det, fordi den reflekterer lyset fra Solen.

I sin bane omkring Jorden har Månen derfor flere faser.

  • Når Solen, Jorden og Månen står på linje, er hele den side af Månen, der vender mod Jorden, oplyst af Solen, og vi har fuldmåne.
  • Når Solen og Jorden står på linje, og Månen står retvinklet på disse, har vi halvmåne.
  • Og endelig, når vi har Solen, Månen og Jorden på linje, vil det kun være den side af Månen, der vender væk fra Jorden, som er oplyst – så har vi nymåne.

Månens faser nymåne halvmåne fuldmåne

Her ses alle Månens faser i løbet af en månerotation omkring Jorden. (Illustration: NASA)

Derfor opstår den totale solformørkelse

Solen er cirka 400 gange større end Månen, men den befinder sig også 400 gange så langt væk. Dette forhold betyder, at Solen fylder ligeså meget på himlen, som Månen gør – nemlig en tommelfingernegl.

Dette har ikke altid været tilfældet, for Månen har engang ligget tættere på Jorden, og den bevæger sig stadigvæk langsomt væk fra vores klode med en hastighed på omkring 4 centimeter om året.

Derfor er det helt særligt lige nu, at Månen og Solen har samme tilsyneladende størrelse på himlen. Det er denne tilfældighed, som gør totale solformørkelser med en flot korona mulige. 

Havde Månen fyldt mindre på himlen end Solen, ville den totale solformørkelse ikke opstå. Og havde den fyldt mere end Solen, ville der opstå total solformørkelse, men Solens spektakulære korona ville ikke være synlig hele vejen rundt om Månen. 

LÆS OGSÅ: Kig op i juli: Den forunderlige Måne er i fokus

Månens omløbsakse gør solformørkelser sjældne

Hvis Solen, Månen og Jorden står på linje (som ved nymåne), kan Månen blokere fuldstændigt for Solens lys. Dette er, hvad vi kalder for en total solformørkelse.

Men hvis solformørkelser sker, når der er nymåne, hvorfor kan vi så ikke opleve totale solformørkelser en gang om måneden?

Det ville være fantastisk, hvis det var tilfældet, men desværre er det ikke helt sådan.

Udfordringen for de totale solformørkelser ligger i Jordens og Månens rotationsakser. Månens omløbsakse omkring Jorden hælder 5 grader i forhold til Jordens omløbsakse omkring Solen. Det betyder, at de tre meget sjældent står helt på linje. I gennemsnit er der 18 måneder imellem, at dette sker.

Jorden Månen hældning rotation

Månens rotation omkring Jorden hælder i forhold til Jordens rotation omkring Solen. Derfor er det meget sjældent, at Solen, Månen og Jorden står på en perfekt linje og gør totale solformørkelser mulige. (Illustration: Gary Osborn)

I dag går det løs i Argentina og Chile

I aften omkring kl. 22.40 dansk tid vil Solen, Månen og Jorden stå på linje, og der vil være en total solformørkelse. Desværre kan den ikke ses fra Danmark, men kan opleves i det centrale Chile og Argentina.

Chile er blandt astronomer kendt som hjemstedet for verdens mest avancerede teleskoper, som alle har til huse i den golde Atacamaørken, flere tusinde meter over havets overflade.

Solformørkelsen i 2019 vil krydse La Silla Observatoriet, der har været hjemsted for det danske 1,54 meter-teleskop siden 1960’erne. Observatoriet drives af Det Europæiske Sydobservatorium, ESO, som Danmark har været en del af siden 1967.

I forbindelse med solformørkelsen i 2019 har ESO åbnet for, at 1.000 heldige deltagere fra ESO's medlemslande kan opleve solformørkelsen 2.400 meter over havets overflade.

Formørkelsen starter kl. 15.23 lokal tid, har maksimum kl. 16.40 og slutter igen kl. 17.47.

Se solformørkelsens bane ind over Chile og Argentina i videoen fra NASA's Twitter-konto her:

 

 

Solformørkelser bekræftede Einsteins teori

Selvom solformørkelser i dag primært observeres for deres smukke udseende, har de gennem tiden været brugt til vigtig forskning. Det mest berømte eksempel er Eddington-eksperimentet fra 1919.

I 1915 udgav Albert Einstein sin berømte teori for generel relativitet. I denne teori indgår ligninger, der beskriver tyngdekraften på en meget anden måde, end det hidtil havde været gjort via Newtons tyngdelove. I den generelle relativitetsteori vil objekter med en høj masse påvirke rummet omkring sig.

LÆS OGSÅ: Store opdagelser: Einsteins relativitetsteori

Et objekt med en høj masse som eksempelvis en stjerne vil derfor afbøje rummet omkring sig. Og det ændrer forholdene omkring en sådan stjerne.

Normalt er det sådan, at den korteste vej fra A til B er en ret linje, og dette betyder, at lys rejser igennem universet i rette linjer. Men hvis lyset på sin vej kommer tæt på et objekt med høj masse, er rummet blevet afbøjet, og den korteste vej vil derfor ikke være ret, men være afbøjet.

Problemet er, at da Solen lyser så kraftigt, kan vi ikke observere denne effekt fra baggrundsstjernerne.

I 1919 havde det derfor endnu ikke været muligt at teste, om Einstein havde ret i sin teori. Den første mulighed bød sig til, da en total solformørkelse skulle finde sted 29. maj 1919. Da en total solformørkelse blokerer for Solens lys, ville det være muligt at observere baggrundsstjernernes indbyrdes beliggenhed i nogle få minutter, mens Solen var totalt formørket.

I 1919 drog to hold forskere derfor afsted – et hold til Vestafrika og et andet til Brasilien. Begge forskerhold kunne undersøge stjernernes positioner under den totale solformørkelse og kunne konkludere, at de havde ændret sig i forhold til normale omstændigheder. Lyset fra stjernerne blev altså afbøjet af Solens tyngdekraft.

Dette fund viste, at Einsteins generelle relativitetsteori havde ret i, at rummet afbøjes af store masser.

bøjning af rummet lys

Bøjning af rummet betyder, at tyngdekraften fra Solen vil få lyset fra fjerne stjerner til at ændre retning. Når dette sker, vil det fra Jorden se ud som om, at stjernerne ligger et helt andet sted end de rent faktisk gør. De orange pile viser den tilsyneladende placering af fjerne objekter, mens de hvide pile viser lysets retning fra de fjerne objekters virkelige placering. (Illustration: NASA)

Solens korona bliver synlig

Totale solformørkelser har også gjort det muligt for os at forstå meget mere om Solen.

Under en total solformørkelse dækker Månen for Solen fuldstændigt, og det bliver muligt at se Solens yderste atmosfærelag kaldet koronaen. Normalt kan vi ikke se det, da resten af Solen lyser så kraftigt, at det overskinner koronaen.

Det er fra koronaen, at voldsomme soludbrud slynges ud fra, og man har kendt til dette fænomen lang tid før, det blev muligt at observere dette fra rumsonder – alt sammen takket være totale solformørkelser.

I dag skaber man kunstige solformørkelser i den type instrument, som kaldes en koronagraf – de findes både på rumsonden SoHO og SDO, der begge er rumsonder, som observerer Solen.

Forskningen fortsætter, og Einsteins teori testes på ny

Totale solformørkelser er et sjældent syn, som gennem tiden har været brugt til forskning i både solfysik og relativitetsteori.

Selvom vi i dag ikke behøver at hæfte os med tålmodighed og vente på den næste formørkelse for at fortsætte forskningen, benytter forskere sig alligevel af chancen for at bruge nogle af alle de teleskoper, som findes på La Silla Observatoriet til at foretage nogle målinger.

En gruppe vil 2. juli 2019 forsøge at genskabe Eddington-eksperimentet, cirka 100 år efter at det første gang blev udført.

Andre forskningsgrupper vil undersøge koronaen, der kommer til syne under solformørkelsen.

Endelig er der en forskningsgruppe, der vil bruge solformørkelsen til at forbedre deres fremtidige målinger af exoplaneter i deres søgen efter nye planeter.

Efter begivenheden fandt sted har vi udgivet en artikel med billeder og video af solformørkelsen set fra La Silla Observatoriet.

LÆS OGSÅ: Blær dig med 5 videnskabelige facts om solformørkelsen

LÆS OGSÅ: Solformørkelser har endt krige og løst fysikkens gåder

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Det sker