Sol-utbruddet på bildet ble tatt av romteleskopet Solar Dynamics Observatory 31. august 2012, bare uker etter at et rekordkraftig utbrudd ble slynget ut fra sola, men heldigvis bommet på jorda. (Foto: NASA Goddard Space Flight Center, Creative Commons Attribution 2.0 Generic license.)
Sol-utbruddet på bildet ble tatt av romteleskopet Solar Dynamics Observatory 31. august 2012, bare uker etter at et rekordkraftig utbrudd ble slynget ut fra sola, men heldigvis bommet på jorda. (Foto: NASA Goddard Space Flight Center, Creative Commons Attribution 2.0 Generic license.)

Superstorm på sola kan knekke kommunikasjon og kraft

Utbrudd kan bli tusen ganger kraftigere enn hittil målt, antyder sollignende stjerne.

I stjernebildet Svanen, høyt på høsthimmelen i Norge, rett utfor den høyre vingetippen, ligger en unnselig liten stjerne med det enda mer unnselige navnet KIC9655129.

Denne stjernen er egentlig to. De pendler i bane omkring hverandre, glir inn foran hverandre og formørker hverandre med jevne mellomrom.

Men Chlöe Pugh og kollegene hennes på University of Warwick har ikke vært interessert i disse formørkelsene.  Isteden har astronomene sett hvordan en av stjernene i tvillingparet har blaffet opp.

Flare med rytme

Slike blaff skjer også på sola. De kalles flares på engelsk. Blaffet fra den fjerne stjerna er målt til å være minst tusen ganger kraftigere enn tilsvarende flares på sola.

Det foruroligende er at superflaret på KIC9655129 blaffer opp med en rytme som ligner tilsvarende rytmer på sola. Det betyr trolig at sola også kan sende ut en slik superflare.

Dobbeltstjerna KIC9655129 ligger rett utfor den høyre vingetippen i stjernebildet Svanen (Cygnus), som er synlig på den norske sommer- og høsthimmelen. Lysglimtet fra et  superkraftig utbrudd på en av de to stjernene i dobbeltstjerneparet ble registrert av romteleskopet Kepler, som ellers leter etter små formørkelser når exoplaneter glir inn foran skiven til moderstjernen. Utbruddet var tusen ganger kraftigere enn selv det kraftigste utbrudd sett på sola. Måten lysfakkelen døde ut på etter utbruddet, med pulser som hadde to forskjellige perioder, får forskerne til å anta at samme mekanisme ligger bak utbrudd på sola som på denne stjerna. (Foto: (Bilde: Fra Skymap.org, bearbeidet av forskning.no))
Dobbeltstjerna KIC9655129 ligger rett utfor den høyre vingetippen i stjernebildet Svanen (Cygnus), som er synlig på den norske sommer- og høsthimmelen. Lysglimtet fra et superkraftig utbrudd på en av de to stjernene i dobbeltstjerneparet ble registrert av romteleskopet Kepler, som ellers leter etter små formørkelser når exoplaneter glir inn foran skiven til moderstjernen. Utbruddet var tusen ganger kraftigere enn selv det kraftigste utbrudd sett på sola. Måten lysfakkelen døde ut på etter utbruddet, med pulser som hadde to forskjellige perioder, får forskerne til å anta at samme mekanisme ligger bak utbrudd på sola som på denne stjerna. (Foto: (Bilde: Fra Skymap.org, bearbeidet av forskning.no))

– Jeg synes dette beviset, basert på rytmer i lysstyrken, er mildt sagt tynt, kommenterer Mats Carlsson til forskning.no.

Carlsson er professor ved Institutt for teoretisk astrofysikk på Universitetet i Oslo. Han sier at forskerne ved University of Warwick har en spesielt teoretisk tilnærming, og kanskje overdriver tolkningene sine noe.

– Likevel finnes det andre studier som tyder på at vi kan få superflares også på sola, presiserer Carlsson.

Skulle det skje, ville lysstyrken fra sola øke med opptil en prosent. Det i seg selv ville ikke være så skummelt. Lysstyrken ville gå tilbake til normalen seinest etter noen timer. Jorda ville ikke bli stekt.

Nordlys i Karibien

Det som er verre for oss jordboere, er all strålingen som sendes ut etter en slik superflare – radiostråler, ultrafiolette stråler, gammastråler – og enda verre – skurer av partikler som treffer magnetfeltet rundt jorda med nær lysets hastighet – elektroner og atomkjerner av hydrogen og tyngre stoffer.

Hva slags ugagn kan de gjøre? Et forvarsel kan vi få ved å gå rundt 150 år tilbake i tida. Da hadde sola et utbrudd som er det kraftigste vi hittil har registrert.

Seinsommeren 1859 flammet nordlyset så langt sør som i Karibia og Mauretania. Folk i nordveststatene i USA kunne lese aviser i lyset fra flammetungene.

Over Rocky Mountains var lyset så sterkt at gullgravere våknet og laget frokost fordi de trodde det var morgen. Byboere trodde at storbranner hadde brutt ut.

Sprutet gnister

Men de alvorligste forvarslene om hva som kan skje, fikk vi fra telegrafkontorene.

På den tida var telegrafen fortsatt i sin ungdom. Samuel Morses alfabet med korte og lange elektriske pulser var nylig innført som europeisk standard.

Telegrafoperatørene som betjente apparatene under dette voldsomme utbruddet, hadde all grunn til å sende ut tre korte og tre lange – SOS. Men til liten nytte.

Noen operatører fikk strømstøt når de tok i morsenøkkelen. Telegrafledninger sprutet gnister. Telegraflinjene ble slått ut av elektriske strømmer fra magnetfelt i nordlyset.

Slo ut strømnett

Dette skjedde altså i 1859,mens folk ennå leste i lyset fra parafinlamper. Hva ville skje i vår tid?

Noe av svaret fikk vi våren 1989. Da hadde sola et nytt utbrudd. Det var svakere enn i 1859. Likevel knekket det strømnettet i hele den kanadiske provinsen Quebec.

Årsaken var den samme som for telegraflinjene 130 år tidligere: Magnetfeltene fra solstormene induserte strømmer i kraftledningene. 

Millioner av mennesker våknet i mørke, kalde hus. Skoler og arbeidsplasser måtte stenge. Folk satt fast i heiser, på undergrunnsbanen og flyplassen i Montreal. Først tolv timer seinere kom strømmen tilbake.

Flere år uten strøm

Telegrafkollapsen i 1859 peker også fram mot hva som kan skje med vår tids følsomme nettverk av kommunikasjonslinjer. De holder liv i alt fra finans til livsviktige nødnett og navigasjon.

I november 2015 slo en forholdsvis liten solstorm ut trafikkontrollen for fly i store deler av Sverige. Hva ville skje hvis en superflare flammet over solskiven?

Virkningene kunne bli katastrofale. Alt fra GPS- og kommunikasjonssatellitter til radio, fjernsyn, internett og strømforsyning kunne gå i svart.

– Det ville kunne ta flere år å bygge opp strømnettene igjen, kommenterer Pål Brekke, solforsker ved Norsk Romsenter.

Til venstre: Sola i en stille periode uten utbrudd. Til høyre: Slik kunne sola sett ut under en superfakkel. En stor sløyfe av lysende gass følger magnetlinjene over et aktivt område på sola. (Foto: (Illustrasjon: University of Warwick/Ronald Warmington))
Til venstre: Sola i en stille periode uten utbrudd. Til høyre: Slik kunne sola sett ut under en superfakkel. En stor sløyfe av lysende gass følger magnetlinjene over et aktivt område på sola. (Foto: (Illustrasjon: University of Warwick/Ronald Warmington))

Sårbart samfunn

– GPS-satellittene ville kunne bli ødelagt av strålingen. De sørger ikke bare for navigasjon. De presise klokkesignalene fra GPS er nødvendige for banksystemene, mobiltjenester og synkronisering av kraftnett, blant annet, sier han.

– Hele samfunnet henger på denne klokka fra GPS. Vi har gjort oss veldig sårbare, sier Brekke.

En av Japans ledende solfysikere, Kazunari Shibata, har også nylig tatt for seg hva som trolig kan skje. Hele mannskapet på romstasjonen og mange flypassasjerer kan få dødelige strålingsdoser.

Ozonlaget kan forsvinne. Dermed utsettes vi for farlig, hard ultrafiolett stråling.

Strømmen vil kanskje forsvinne over hele kloden, også i atomkraftverkene. Dermed vil kontrollsystemene kunne svikte og reaktorene smelte ned, spekulerer Shibata.

Hva er det som har fått Pugh og kollegene hennes til å tro at det som skjer på KIC9655129, også kan skje her?

Romteleskop ser superflare

De har analysert data fra romteleskopet Kepler. Dette romteleskopet kikker egentlig etter planeter rundt fjerne stjerner ved å måle lyset fra dem.

Når slike planeter glir inn foran stjerneskiva, formørker de ørlite grann av stjernelyset. Denne lille formørkelsen kan Kepler registrere med sine følsomme lysmålere. Planet funnet!

Men de følsomme lysmålerne har en bonuseffekt. De kan like godt se etter det motsatte av en formørkelse – nemlig hvordan lyset blir sterkere når en stjerne flammer opp – for eksempel i en superfakkel.

Lyspuls med to takter

Superfakkelen på KIC9655129 var helt spesiell. Lysblaffet var nemlig ikke helt jevnt. Da det var i ferd med å dø ut, svingte lysstyrken opp og ned, som en slags svak lyspuls. Og lyspulsen slo med to forskjellige takter.

Den ene takten hadde en periode på 32 minutter. Den andre hadde en periode på 72 minutter.

Til sammen kunne denne sjeldne observasjonen av to ulike perioder fortelle astronomene at superflaret trolig hadde samme årsak som flare på sola.

Kepler-satellitten holder øye med mer enn 150 000 stjerner, og den finner kandidater til eksoplaneter ved å se om lyset fra stjernene blir dempet med jevne mellomrom. Data fra Kepler er også brukt til å se superflares på disse stjernene. (Illustrasjon: NASA)
Kepler-satellitten holder øye med mer enn 150 000 stjerner, og den finner kandidater til eksoplaneter ved å se om lyset fra stjernene blir dempet med jevne mellomrom. Data fra Kepler er også brukt til å se superflares på disse stjernene. (Illustrasjon: NASA)

Fant mange superflares

– Jeg har ikke så stor tro på at disse periodene viser den samme mekanismen for flares på sola og denne stjernen, kommenterer Carlsson.

– På den andre siden kan romteleskopet Kepler observere mange stjerner over lang tid og lete etter superflares, fortsetter han.

Shibata har fått hjelp av astronomistudenter til å gå gjennom data fra Kepler. Til sammen har de sett på lysvariasjonene til 80 000 sollignende stjerner. De fant 365 superflares.

Tegn i årringer

Ut fra dette har Shibata beregnet at en superflare oppstår på sola rundt hvert fem tusende år.

Så lenge har vi ikke registrert solstormer på jorda. Men Shibata tror at vi kanskje kan finne tegn til at de har skjedd, blant annet i årringer i trær.

En slik studie fra Japan viser at den kosmiske strålingen – som følger av utbrudd på sola – økte i årene 774 og 775.

Strikken brister

Hva er det som lager flare? Det starter inne i sola. Sentrum av sola er som en enorm hydrogenbombe som eksploderer hele tiden.

Varmen fra disse kjernereaksjonene føres utover gjennom kraftige strømninger. Strømningene oppstår på samme måte som strømningene i en kjele vann på kokeplata – det varme stiger opp fordi det er lettere.

I sola består strømningene av elektrisk ladet gass. Dermed oppstår også kraftige elektriske strømmer. De lager magnetfelt.

– Når stjerner roterer, blir dessuten magnetfeltene kraftigere. Det kommer av at stjernene er gasskuler, ikke faste. Dermed oppstår strømninger, omtrent som når jordas rotasjon lager sykloner, sier Carlsson.

– Kepler kan se hvor fort stjerner roterer ved å studere hvor raskt store solflekker beveger seg over skiven og endrer lysstyrken. Slik har Kepler sett at stjerner med samme rotasjonsfart som sola har superflares, fortsetter han.

Magnetfeltene bygger seg opp på utsiden av sola, finner sammen på nye måter og brister, som en enorm strikk.

Magnetstrikken slynger stråler og gasser utover mot jorda, både fra fakler og andre former for utbrudd. Før eller siden vil trolig en superflare treffe blink på jorda.

Usannsynlig – på godt og vondt

Pugh er omtenksom nok til å berolige oss alle i en pressemelding fra University of Warwick: Sannsynligheten for at en superfakkel skal flamme opp på sola er forsvinnende liten.

Likevel – det samme kan sies om sannsynligheten for at en asteroide skal treffe jorda, eller at vi skal vinne toppgevinsten i Lotto.

Usannsynligheten er vår verste fiende og vår beste venn, alt ettersom. Og den er der, uansett.

Referanse og lenker:

C. E. Pugh m.fl: A Multi-Period Oscillation in a Stellar Superflare, The Astrophysical Journal Letters, 1. november 2015, doi: 10.1088.

Nyhetsmelding fra University of Warwick.

Lysark fra foredrag om superflares holdt av Kazunari Shibata ved en workshop i Boulder, Colorado i 2015.

Powered by Labrador CMS