Den aktive Sol


Solen
Solen, vores nærmeste stjerne, er kilden til lyset og varmen på Jorden. Uden den ville Jorden være en død og kold planet. Normalt betragter vi solen som en uforanderlig energikilde for Jorden, som kun skydækket og vores beskyttende ozonlag kan ændre på. Det er delvist rigtigt. Energiudsendelsen i Solens synlige lys og dens varmestråling er målt ganske nøjagtigt fra satellitter gennem de seneste 20-30 år, og man har kun observeret ganske små ændringer - højest omkring 0.1% i udstrålingens styrke. Energien, der udstråles fra Solen, kommer fra sammensmeltning af brint til helium kærner i Solens indre. Se f.eks. her om Solens struktur, som man nu opfatter den.

Ganske anderledes ser det ud, når man ser på andre former for energiudstråling fra Solen, f.eks. det ultraviolette lys (UV stråling) og den endnu mere kortbølgede røntgenstråling (X-ray). Eller når man ser på Solens udsendelse af ioniseret gas, den såkaldte solvind, der består af elektroner og positive atomkærner især af brint (H) og helium (He). Disse energiformer omfatter ganske vist kun få procent af Solens totale udstråling, men de ændrer sig stærkt gennem den 11-årige solpletperiode og er meget kraftigere ved solplet maksimum end ved minimum i den såkaldte solpletcyclus. Billedet viser Solen set i ultraviolet lys.

Ved Jordens overflade mærker vi ikke så meget til ændringerne i disse andre strålingformer, da det meste af strålingen fra solaktivitet standses af Jordens magnetfelt eller i den øvre atmosfære. Men vi mærker dog alligevel nogle af strålingens følger bl.a. i form af magnetisk aktivitet ("magnetisk storm"), som skyldes elektriske strømme i rummet, og nordlys, som skyldes opbremsningen af energirig partikelstråling i den øvre atmosfære. I nogle tilfælde kan strømmene i rummet være så kraftige (flere millioner ampere), at der induceres skadelige strømme og spændinger i udstrakte lederstrukturer ved jorden som f.eks. højspændings- og signallinier.

Satellitter mærker i højere grad følgerne af solens aktivitet. Den mest energirige (gennemtrængende) partikelstråling udgør en betydelig risikofaktor for elektronisk udstyr (f.eks. computere) på satellitter eller for mennesker i rummet for den sags skyld. Desuden bliver den øvre atmosfære opvarmet af strålingen, specielt UV-strålingen, den udvider sig opad, og der bliver større lufttæthed i satellithøjder. Det bremser satellitterne, så de hurtigere mister højde og eventuelt brænder op i den lavere atmosfære før tiden.

Endnu vigtigere er den mulige indvirkning af Solens aktivitet på Jordens klima. Her har man set en sammenhæng mellem solpletternes antal og Jordens klima, således at klimaet gennemgående er varmere ved højt solplettal. Det kom bl.a tydeligt frem i sidste halvdel af 1600-tallet, hvor Europa oplevede en "lille istid", mens solplettallet var meget lavt - ja faktisk var der i lange perioder ingen observeret solaktivitet. Klik på billedet for at se en større udgave af solplettallet gennem næsten 400 år.

Der var i denne periode omkring 1650-1700 strenge vintre, hvor bl.a. Hollands og Englands kanaler helt usædvanligt frøs til. I Danmark frøs sunde og bælter til, så den svenske hær kunne gå over isen og indtage Sjælland. Det fik som bekendt en kedelig indflydelse på den igangværende krig mellem Danmark og Sverige, hvor Danmark tabte og måtte afstå Skåne Halland og Blekinge.


Soludbrud
I forbindelse med stærk solpletaktivitet kan der forekomme eksplosioner (solar flares) eller andre pludselige udbrud ("Coronal Mass Ejection", CME) på solens overflade. Ved udbruddet kan der umiddelbart udsendes en kraftig stråling af meget energirige partikler. Den væsentligste bestanddel af strålingen er brint-kerner (protoner) og helium-kerner (alfa-partikler), der udsendes med energier svarende til acceleration gennem elektriske spændinger på op til flere hundrede millioner volt.
Den del af den energirige stråling, der har retning mod jorden, ledes af jordens magnetfelt ned i atmosfæren over polerne, hvor magnetfeltet er mest åbent mod det ydre rum. Man kan fra jorden måle virkningerne af strålingen, bl.a. black-out af HF radio-forbindelser i de polare egne. Disse black-out forstyrrelser på Jorden kan starte indenfor een time efter soludbruddet og kan vare fra flere dage til nogle få uger.

Foruden den meget energirige stråling udsendes der ofte fra de aktive områder på Solen en kraftig sky af glødende (ioniseret) gas. Denne sky kan udgøre en væsentlig forøgelse af styrken af den normale solvind. Solvindsskyen vil kunne nå ud i Jordens afstand efter 3-4 dages forløb. Efter større soludbrud får vi ofte "magnetisk storm" på Jorden.

De aktive solpletter er mørke, når man ser dem i synligt lys. Ved kortere bølgelængder, f.eks. i røntgenområdet af solens spektrum, er de aktive områder stærkt lysende. Billedet her er et foto af solen taget fra den japanske "Yohkoh" satellit med røntgenfølsomt kamera i starten af en meget aktiv periode.

Solaktivitet og soludbrud er sider af "rum-vejret".


DMI 7. april 2000 Peter Stauning