Hopp ned til navigasjon Hopp ned til innhold
Solar Orbiter forsker på solas atmosfære, solstormer, solvinden, solas magnetfelt, solas polområder og mer. Illustrasjon: ESA
ESA

Skal løse solas største gåter

Den nye solsonden Solar Orbiter har begynt forskningen på sola.

Solar Orbiter ble skutt opp 10. februar 2020 for å forske på sola.

Etter en uvanlig innkjøringsperiode, gjort fra hjemmekontoret til de som jobber med den nye solsonden, har flere instrumenter på Solar Orbiter begynt de vitenskapelige målingene.

De første resultatene har allerede blitt publisert.

Norske solforskere, ved Rosseland Centre for Solar Physics ved Universitetet i Oslo, er med på å lede arbeidet med instrumentet Spectral Investigation of the Coronal Environment (SPICE) på Solar Orbiter.

SPICE skal måle temperatur, trykk og andre egenskaper til solas overflate og atmosfære. 

Norsk industri er også med på den nye solsonden. Kongsberg Defence & Aerospace har levert mekanismen som holder solcellepanelene på plass og snur disse. Firmaet Bitvis (kjøpt opp av Acando) har levert selve styresystemet for solcellepanelene.

Dessuten har Solar Orbiter en norsk Spacecraft Systems Manager, Stein E. Strandmoe, ved den europeiske romorganisasjonen ESA.

Dette er de største mysteriene som Solar Orbiter skal gi svar på:

Hvordan dannes solas magnetfelt?

Solas magnetfelt er så stort og sterkt at det omgir hele solsystemet og påvirker alle himmellegemene her. Mange av prosessene, både på sola og i dens atmosfære, skyldes magnetfeltet.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Solas mange deler, regioner og lag. Illustrasjon: ESA/S. Poletti</para></section>

Solas mange deler, regioner og lag. Illustrasjon: ESA/S. Poletti

Solas magnetfelt dannes dypt nede i stjernens indre. Her består sola av flere lag plasma, som hver påvirker solas rotasjon på ulik måte. Sammen skaper bevegelsene til disse plasmalagene solas magnetfelt.

Solar Orbiters instrument Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) skal måle både styrken og retningen til solas magnetfelt, samt de jordskjelvliknende bevegelsene i solas indre, for å undersøke hva som skaper solas mektige magnetfelt.

Hva skjer på solas poler?

Plasmaen som sola består av er i konstant bevegelse. Fra solas ekvator strømmer plasmaen ut til polområdene. Her dukker den ned til de dypere lagene, før den igjen bobler opp ved ekvator.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Instrumentet Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) på Solar Orbiter måler magnetfeltene (nederste bilder) nær solas overflate (øverste bilder). Disse magnetfeltene er med på å skape utbruddene på sola. Foto: Solar Orbiter/PHI Team/ESA/NASA</para></section>

Instrumentet Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) på Solar Orbiter måler magnetfeltene (nederste bilder) nær solas overflate (øverste bilder). Disse magnetfeltene er med på å skape utbruddene på sola. Foto: Solar Orbiter/PHI Team/ESA/NASA

Men ingen vet hvordan det ser ut på solas poler, og hva som skjer med magnetfeltet her.

Solar Orbiter blir den aller første romsonden til å undersøke og fotografere polene på sola.

Hvordan blir solas korona så varm?

Over den sydende overflaten på sola ligger solas atmosfære. Atmosfærens ytterste lag kalles for koronaen og strekker seg langt ut i rommet.

Nede på overflaten til sola er temperaturen på rundt 5500 grader Celsius, mens ute i koronaen er det en million grader varmt.

Hvordan blir solas korona så varm i forhold til overflaten? Dette er et av solas største og eldste mysterier. Er det magnetfeltet som gir fra seg enorme mengder energi til gassen i koronaen?

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Utbrudd på sola. Foto: NASA</para></section>

Utbrudd på sola. Foto: NASA

De største utbruddene slynger milliarder av tonn plasma ut i rommet og danner skyer som er mange ganger større enn jorda.

SPICE, som de norske solforskerne jobber med, skal undersøke gassen som finnes i solas atmosfære, både nede ved overflaten og ute i koronaen.

Instrumentet X-ray Spectrometer/Telescope (STIX) skal undersøke utbruddene som sola har på overflaten. Der disse utbruddene skjer gir solas magnetfelt fra seg enorme mengder energi.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Sola er dekket av mange små utbrudd som ser ut som leirbål spredt på overflaten. Foto: Solar Orbiter/EUI Team/ESA/NASA/CSL/IAS/MPS/PMOD/WRC/ROB/UCL/MSSL</para></section>

Sola er dekket av mange små utbrudd som ser ut som leirbål spredt på overflaten. Foto: Solar Orbiter/EUI Team/ESA/NASA/CSL/IAS/MPS/PMOD/WRC/ROB/UCL/MSSL

Disse skyene kan forstyrre satellitter og annen teknologi i bane rundt jorda. De er også en strålingsfare for astronauter i rommet, og kan i ekstreme tilfeller forstyrre strømnettet på bakken.

Solar Orbiters instrument Extreme Ultraviolet Imager (EUI) har tatt de nærmeste bildene av solas overflate. De viser at sola er dekket av bittesmå utbrudd. Kommer den ekstreme varmen i koronaen fra disse?

Hva gir solvinden så høy fart?

Lenger borte fra solas overflate enn koronaen blir solas atmosfære tynnere og kaldere, og danner solvinden. Denne strømmen av elektrisk ladde partikler påvirker hele solsystemet.

Partiklene i solvinden beveger seg fra 300 til 800 kilometer per sekund. Hvordan får de så ekstreme hastigheter?

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Instrumentene på Solar Orbiter måler sola fra avstand, som EUI og SPICE, eller solvinden ved romsonden, som SWA. Ved å måle sola og solvinden samtidig, kan Solar Orbiter oppdage mer. Illustrasjon: Solar Orbiter/SPICE Team/SWA Team/EUI Team/ESA/NASA</para></section>

Instrumentene på Solar Orbiter måler sola fra avstand, som EUI og SPICE, eller solvinden ved romsonden, som SWA. Ved å måle sola og solvinden samtidig, kan Solar Orbiter oppdage mer. Illustrasjon: Solar Orbiter/SPICE Team/SWA Team/EUI Team/ESA/NASA

Solar Orbiter har flere instrumenter som skal undersøke solvinden der romsonden befinner seg. Andre instrumenter ombord kan måle hva som skjer på sola på samme tidspunkt. Hva vil det kunne avsløre om sola?

Siden sola er den eneste stjernen vi kan undersøke på nært hold, vil det Solar Orbiter lærer komme til nytte i forskningen på stjerner, solsystemer, galakser og universet generelt.

Stor mulighet for norske studenter

- SPICE fungerer som forventet, og så langt har fokuset vært på å karakterisere instrumentet for å lage prosedyrer som gjør rådata om til data som kan tolkes vitenskapelig, sier Mats Carlsson, direktør for Rosseland Centre for Solar Physics ved Universitetet i Oslo. Han leder arbeidet med SPICE i Norge.

Ifølge Rosseland er det mest unike ved Solar Orbiter kombinasjonen av teleskoper som undersøker sola på avstand og målinger fra solsondens omgivelser. Det kommer til å ta noe tid før forskerne får samkjørt instrumentene til dette.

- Frem til neste forbiflyging av jorda, som skjer i november 2021, er all vitenskapen vi kan få fra SPICE som bonus å regne, sier Carlsson.

Flere doktorgrads- og mastergradsprosjekter ved Rosseland-senteret skal bruke data fra SPICE. Her har norske studenter en stor mulighet til å jobbe helt i forskningsfronten med en ny og avansert romsonde.

Kontakt

Mats Carlsson – Direktør – Rosseland Centre for Solar Physics – Universitetet i Oslo – 990 32 357