På spor av solgåten

Hvorfor holder gasslagene rundt sola flere millioner grader når overflaten er kjøligere? Norske forskere er et viktig skritt nærmere løsningen på gåten.

Publisert

Hva er det som varmer opp solens korona – det glohete sløret av elektrisk ladete gasser rundt solkula?

Koronaen holder mellom én og tre millioner grader, mens den synlige solskiven bare har en temperatur på 6 000 grader.

Bilde av sola tatt med Solar Dynamics Observatory. Bildet ble også brukt som forsidebilde i tidsskriftet Science 7.januar 2011. Farger representerer gass med forskjellig temperatur: 800.000 grader (blå), 1.3 millioner grader (grønn) og 2 millioner grader (rød). (Foto: NASA)
Bilde av sola tatt med Solar Dynamics Observatory. Bildet ble også brukt som forsidebilde i tidsskriftet Science 7.januar 2011. Farger representerer gass med forskjellig temperatur: 800.000 grader (blå), 1.3 millioner grader (grønn) og 2 millioner grader (rød). (Foto: NASA)

Det blir som svidd biff på en lunken kokeplate. Hvor kommer varmen fra?


Hete fontener

I mange tiår har astronomene grublet over problemet, men nå er trolig varmekilden funnet: Såkalte spicules, fontener av gass.

De spruter ut mot koronaen med en enorm fart, stor nok til å reise fra jorda til månen på litt over en time. Og de er hete.

- For første gang har vi vist at disse spicules kan varme opp koronaen, sier Mats Carlsson til forskning.no.

Han er professor ved Institutt for teoretisk astrofysikk, og publiserer resultatene i siste utgave av tidsskriftet Science sammen med flere norske og amerikanske forskere.

Romteleskop

- Spicules har en bredde på noen hundre kilometer. Det er lite i målestokken til sola, så vi har vært helt avhengige av å bruke romsondene Solar Dynamics Observatory og japanske Hinode for å få skarpe nok bilder til å kunne se hvordan spicules blir varmet opp, forteller Carlsson.

Bildene er tatt i ultrafiolett lys. Jo varmere gassene er, desto sterkere gløder de i denne enden av solspekteret.

Bildene viser at mesteparten av gassen i spicules er relativt kjølig, fra 20 000 til 100 000 grader.

Bilder fra Solar Dynamics Observatory viser imidlertid at en liten, men stor nok andel varmes opp til over en million grader.

Flere spørsmål

Carlsson presiserer at koronagåten ennå ikke er helt løst.

- Vi vet at det finnes nok energi inne i det såkalte konveksjonslaget i de ytre delene av sola, der strømninger i de elektrisk ladede gassene gir opphav til kraftige magnetfelt.

- Men vi vet ikke i detalj hvordan denne energien overføres videre til spicules i form av varme og den enorme farten, sier han.

Gamle gåter

Spicules ble oppdaget allerede i 1877 av presten Angelo Secchi i Vatikan-observatoriet i Roma. Koronaen har i historisk tid bare vært sett ved de sjeldne totale solformørkelsene. Da har månen skygget for solskiven, og det bleke sløret ble synlig.

Den franske astronomen Bernard Lyot laget i 1930 den første koronagrafen, et forsøk på å lage en kunstig solformørkelse ved å sette en mørk skive foran bildet av sola i teleskopet.

Men først da koronagrafene kom om bord på solteleskoper på romsonder, ble forskerne kvitt den forstyrrende spredningen av sollys fra atmosfæren.

Flere teorier

Flere tidligere teorier har forsøkt å forklare oppvarmingen av koronaen.

I 1949 foreslo den franske astronomen Evry Schatzman at sjokkbølger gjennom solgassene, tilsvarende lydbølger på jorda men mye kraftigere, kunne overføre nok energi.

En annen teori gikk ut på at solas kraftige magnetfelt kunne trenge inn i den elektrisk ladete koronaen og varme den opp ved at de plutselig endret retning eller brøt sammen.

Viktig gjennombrudd

Resultatene fra det norsk-amerikanske forskerteamet er derfor et viktig framskritt, som har sikret dem forsidebildet på det prestisjetunge tidsskriftet Science.

- Utfordringen er nå å forstå hva som varmer opp materialet i spicules, sier førsteforfatteren Bart de Pontieu i en pressemelding.

Solforskningsgruppen ved Institutt for teoretisk astrofysikk har et langsiktig prosjekt som går ut på å lage teoretiske modeller av denne delen av solatmosfæren.

- Vi har god tro på at dette skal gi betydelig innsikt i løpet av de neste par årene, sier professor Mats Carlsson i pressemeldingen.

Referanse/lenker:

B. De Pontieu et.al: The Origins of Hot Plasma in the Solar Corona, Science vol 331, 7. januar 2011

Institutt for teoretisk astrofysikk, nyhetsside for publikum