Vetenskap & Hälsa

Så skyddas vi från solens dramatiska väder

2017-11-07

Kraftiga solstormar och solvindar kan orsaka problem både för satelliter, elnät – och brevduvor.

Vi är många som håller tummarna för fint väder, särskilt när vi är lediga från jobbet. Men Henrik Lundstedt och hans kollegor håller extra noga koll på hur rymdvädret ser ut. De ingår i ett av de arton regionala varningscenter inom International Space Environment Service som har till uppgift att rapportera kraftiga solväder. Den här dagen ser rymdvädret rätt lugnt ut.

– Men det händer alltid något på solen. Ibland inträffar solstormar, då kan det kastas ut 50 miljarder ton materia från solen i en hastighet som kan nå upp till 3 400 kilometer per sekund, berättar Henrik Lundstedt, forskare i solfysik vid Institutet för rymdfysik i Lund.

Solen är ett klot av plasma. Inuti är den ungefär 15 miljoner grader varm, vilket är så hett att det uppstår fusion. Väteatomer smälter samman på grund av värmen och trycket, och då bildas extremt mycket energi. Energin transporteras sedan ut i strålningszonen där temperaturen ”bara” är två miljoner grader. Och precis som när man kokar vatten och värmen transporteras bubblande uppåt i kastrullen, så transporteras energin med sådana konvektiva rörelser ut mot solens yttre delar. Det är i den processen som solens magnetfält skapas.

Vi ligger ”inuti” solen

Den del av solen som vi ser en molnfri dag kallas fotosfären. I augusti 2017 var det många amerikaner som istället fick bevittna en total solförmörkelse, när månen fullständigt täckte solskivan. Faktum är att forskarna använder sig av en konstgjord solförmörkelse för att studera koronan, kransen som strålar ut från solen och som syns extra tydligt vid en solförmörkelse.

Koronan har mycket högre temperatur än själva fotosfären, vid solstormar kan den bli nästan lika varm som solkärnan. Varför det är så är fortfarande ett mysterium för forskarna. Men att se solen som en himlakropp som lyser med vitt ljus ned på jorden är ålderdomligt, menar Henrik Lundstedt. Solen är så mycket mer.

– Vi ligger egentligen inuti solen, enligt mitt sätt att se det. Jordens magnetfält är vår räddning – utan dem hade också den kosmiska strålningen obehindrat farit rakt ned på jorden. Och det hade vi inte överlevt.

Illustration: NASA’s Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Det är olika partiklar som kastas ut från solen, men det är de energirika protonerna som slungas ut och accelereras av koronamassutkastningar som Henrik Lundstedt och hans kollegor är intresserade av.

– De syns som vita streck på bilderna (se blå bild nedan). Då vet vi att det är en snabb koronamassutkastning som kommer att ge kraftiga effekter, förklarar Henrik Lundstedt.

Släckte ned försvarssatelliter

Vid solstormar slungas protoner snabbt ut från solen. Dessa fenomen kallas koronamassutkastningar och tillsammans med solvinden orsakar de geomagnetiska störningar, alltså störningar som märks här på jorden på olika sätt. När de här partiklarna följer ner längs polernas magnetfält bildas norr och sydsken. Den delen kan vi njuta av. Men extrema solstormar kan också orsaka en hel del oreda på jorden.

– Under halloween 2003 inträffade en solstorm som kom att ställa till trassel på flera håll i världen. Den förstörde rymdapparater, släckte ned USA:s försvarssatelliter, orsakade stora problem för GPS-användare och slog ut delar av elnätet i Malmö, berättar Henrik Lundstedt.

Varnar brevduveföreningar

Ett kraftigt magnetfält i solens inre bryter genom ytan och laddade partiklar slungas ut i rymden. Bilden är tagen av NASA:s Solar Dynamics Observatory.

Märker de att ett extremt solväder inträffat, skickas varningar till organisationer och företag som kan behöva den informationen: Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, polisen, lantmäteriet, mediekanaler, flygbolag – ja, till och med brevduveföreningar. För även brevduvorna, som använder magnetfältet för att hitta rätt, påverkas vid solstormar.

Aktiviteten på solen går i cykler som varar mellan 15–22 år. Men även om solen är inne i en lugn cykel kan det fortfarande inträffa kraftiga solstormar.

– Den största fördomen mot solen är att den inte förändras så mycket. Den är oerhört aktiv och varierar hela tiden – även inuti sina cykler. Vi kan inte koppla av bara för att det är en lugn solcykel. Den håller oss forskare sysselsatt, och ger hela tiden något roligt att fundera över, konstaterar Henrik Lundstedt.

Håll koll på solvädret!

www.spaceweather.com
kan du själv följa solens väder.

 

Solens delar

Strålningszon: Området utanför kärnan där energin transporteras genom strålning.

Fotosfär: den så kallade solytan. Här är temperaturen 5 000–6 000 grader Kelvin (vid dessa temperaturer är det ungefär lika mycket i Celsius).

Kromosfär: namnet betyder färgsfär och kommer av den djupröda färgen. Kan ses precis innan en total solförmörkelse inträder.

Korona: här äger solstormar rum. Vid koronamassutkastningar slungas 5–50 miljarder ton massa ut med hastigheter upp till 3 400 km/s. De snabbaste når jorden inom 15 timmar. Chocker som skapas av de snabba utkasten kan accelerera protoner så att de når jorden inom en timme. Solflammor, strålningsutbrott, kan påverka jorden inom åtta minuter. Energi på ~1018 kWh frigörs (vilket motsvarar USA:s energibehov under 40 000 år!)

Koronahålet: härifrån kommer den snabba solvinden som ger jordmagnetisk stormaktivitet.

Solvind: ett flöde av laddade partiklar som skickas ut från solen. En snabb solvind på uppåt 800 km/s strömmar ut från koronahålen, där magnetfältet är öppet. Konvektionszon: område där energin transporteras genom konvektion. Här produceras magnetfältet av rörelserna och här startar solens magnetiska aktivitet som bland annat bygger upp solstormar och solvinden.

Text: TOVE SMEDS
Video solstorm: NASA’s Goddard Space Flight Center Images courtesy of NASA/LMSAL/IRIS/SDO
Foton solen: NASA