Unika bilder av solen
Efter bara några månader med det nya svenska solteleskopet på La Palma, Kanarieöarna, hittade astronomerna strukturer i solens fläckar som hittills varit helt okända.
– Vi vet inte vad det är för mörka stråk. Vi förväntade oss inte att hitta dem. Det är ett oförklarat fenomen, men de måste ha att göra med magnetfältet i solfläckarna, säger Göran Scharmer som är solforskare vid Kungl Vetenskapsakademien.
Då och då dyker det upp mörka fläckar på solens yta. De kan ha en diameter som är många gånger större än jordens och hålla sig kvar på solens yta i flera månader innan de upplöses. Solfläckar uppstår när solens magnetfält blir extra starkt fläckvis och bubblar upp till ytan. Det starka magnetfältet hindrar värme inifrån att tränga upp till ytan, och temperaturen sjunker då kraftigt i dessa områden.
Skarpaste bilderna
En solfläck består av en mörk kärna, s k umbra, som omges av en ljusare penumbra. Det svenska solteleskopet på La Palma har lyckats ta de skarpaste bilderna någonsin på en penumbra. Bilderna visar ljusa stråk som sträcker sig in i den mörka umbran. Till astronomernas förvåning kunde de också urskilja mörka strukturer inne i stråken som ingen förut har kunnat observera. Det är svarta strängar som har en bredd av ungefär 90 kilometer och kan bli över 1 000 kilometer långa. Penumbran är en mycket livlig del av solfläcken – trådstrukturerna bryts konstant och ändrar skepnad varje timme.
Redan för två tusen år sedan studerade kinesiska astronomer solens fläckar. På 1600-talet riktade Galileo Galilei för första gången ett teleskop mot solen och kunde då göra observationer av hur solfläckarna dök upp på solytan, växte till och ändrade form för att slutligen tyna bort. Under 1800-talet upptäckte astronomerna att solfläckarna kommer i intervall. Vart elfte år är det ovanligt många solfläckar på solen, och däremellan går det knappt att se en enda solfläck. I dag vet vi att det beror på att solens magnetfält varierar i styrka i en cykel på elva år.
När solfläckarna är som flest är solen också allra mest aktiv. Den kastar då ifrån sig extra stora kaskader av laddade partiklar som kan ställa till rejäl oreda på jorden. Kraftförsörjning kan slås ut, elektroniska system gå sönder och satelliter som ligger i banor runt jorden är extra sårbara.
Astronomerna vet inte varför solens magnetfält pulserar cykliskt, men de kan spåra magnetfältets uppkomst till solens inre. Längst inne i solens mitt finns en solid roterande kärna som är 15 miljoner grader varm. Strålningen transporteras utåt i den s k strålningszonen. Utanför den finns en s k konvektionszon som transporterar varm gas uppåt och kall gas nedåt. Genom ett komplicerat samspel mellan solens rotation och dess konvektionszon skapas och förstärks magnetfält som ger upphov till solfläckarna. Men fysikaliska teorier som förklarar dessa skeenden saknas fortfarande.
Solfläckarna kan bestå
Ett annat mysterium är att solfläckarna kan bestå i flera veckor, till och med månader. Magnetfältet borde trasa sönder dem mycket snabbare, men det finns teorier om att penumbran bidrar till stabiliteten. Ju skarpare bilder astronomerna kan få av penumbran, desto bättre kan de testa teorierna.
Det svenska solteleskopet som togs i bruk i maj 2002 har tagit mer närgångna bilder på solen än någon förut trodde var möjligt. Trots att det är beläget högt uppe på en bergstopp där luften är klar, måste observationerna ändå hela tiden korrigeras med hänsyn till dallrande ojämnheter i atmosfären. Ett system bestående av 19 speglar justerar därför hela tiden bilden från teleskopet och gör det möjligt att få mycket detaljrika bilder av solens bubblande yta.
Den svenska forskningsgruppens resultat har publicerats i Nature. De detaljerade bilderna av solens yta hamnade också på tidskriften Sciences tio-i-topplista över de främsta vetenskapliga upptäckterna under 2002.
