De fleste av oss vet det helt intuitivt:

Jo lenger unna varmekilden du kommer, jo kaldere blir det. Vi flytter oss nærmere bålet for å varme tærne, og trekker oss litt tilbake når vi blir for heit i pappen.

Men på sola skjer det noe rart.

Kjernen i sola vår holder svimlende 15 millioner grader. Så synker temperaturen gradvis utover mot overflaten, som er omtrent 6.000 grader varm. Og så skulle man jo tro at varmen dempet seg enda mer i koronaen, altså solas atmosfære.

Men på 1800-tallet oppdaget forskerne noe svært oppsiktsvekkende.

Flere millioner grader

Under en total solformørkelse i 1869 hadde to ulike forskere stilt seg opp med spektrometre pekende mot stjernen vår.

Dette instrumentet kan bruke lys til å avgjøre hvilke stoffer som finnes i det som lyser. Og nå fanget forskerne altså bare lyset fra koronaen, som stakk ut rundt kanten av månen som dekket for sola.

Men de skjønte ingenting av lysspekteret som viste seg i instrumentet. Det lignet ikke noe forskerne tidligere hadde sett. I begynnelsen trodde de det var et helt nytt stoff.

Ikke før slutten av 1930-tallet oppklarte den svenske forskeren Bengt Edlén hva spektrometeret faktisk viste.

Signaturen i lyset stammet slett ikke fra et ukjent stoff, men derimot fra jernatomer der hele 13 av elektronene var blitt revet vekk fra atomet.

For at det skal skje, må temperaturen være helt ekstremt høy.

Snart beregnet forskerne at koronaen utrolig nok måtte holde flere millioner grader. Siden den gang har utallige målinger bekreftet dette. Men hvordan i all verden er det mulig?

Vet ikke hvorfor

I dag, 80 år senere, står dette spørsmålet fortsatt ubesvart, forteller professor Viggo Hansteen.

Han er professor ved Rosseland senter for solfysikk (ROCS), et Senter for fremragende forskning ved Universitetet i Oslo, men jobber mesteparten av tiden for Lockheed Martin Advanced Technology Center (LMATC) i USA.

– Vi vet at det har å gjøre med solas magnetfelt, men vi skjønner ikke detaljene.

Forskerne tror at energi fra like under overflaten på sola blir transportert oppover i atmosfæren av solas sterke magnetfelt. Oppe i atmosfæren slippes energien løs i korte blaff som gjør gassene i nærheten ekstremt varme.

Ingen vet helt sikkert om det er dette som skjer.

Observasjoner fra Romfartøyet IRIS har gitt hint om at en slik forklaring kan være riktig. Men svaret er usikkert. IRIS er nemlig for treg.

Tynne striper av lys

Dagens målinger av solas korona baserer seg faktisk på de samme prinsippene som det gammeldagse spektrometeret: Lys sendes igjennom tynne spalter og spres slik at fargespektret i lyset kommer fram.

Problemet med denne teknikken er imidlertid at du bare ser på et lite område – en tynn stripe av lys.

Men for å forstå de magnetiske fenomenene på sola trenger forskerne et bredere blikk på saken, forteller Hansteen.

– Det ser ut som om strukturene som blir varme, er store, men mye av det som skjer, skjer på liten skala og fort!

– Vi trenger altså å se på store områder og detaljer samtidig.

Tidligere har den eneste løsningen vært å ta mange bilder mens du flytter instrumentet litt og litt. Til sammen danner alle skivene da et bilde av et større område. Men denne prosessen tar tid. Og fenomenene på sola skjer kjemperaskt.

– Det går et minutt eller to for å ta et helt bilde. Når ting skjer over bare fem til ti sekunder, greier vi ikke følge med, sier Hansteen.

Det er her det nye romfartøyet kommer inn.

Hard konkurranse

Fartøyet heter Multi-slit Solar Explorer (MUSE) og er et samarbeidsprosjekt mellom den amerikanske romfartsorganisasjonen NASA, Lockheed Martin Advanced Technology Center og Rosseland senter for solfysikk (RoCS) ved Universitetet i Oslo.

Hansteen og hans kollegaer ved RoCS og Lockheed Martin hadde jobbet med nettopp dette problemet over flere år og tenkt ut en mulig løsning på IRISs utfordring.

De hadde funnet en måte å samle lyset fra hele 37 spalter i én mottager og så skille hvert av bildene fra hverandre etterpå. Det kan høres enkelt ut, men er en svært vanskelig prosess.

Da NASA for noen år siden etterlyste prosjekter for å undersøke solatmosfæren, kastet Hansteen og kollegaene seg med i konkurransen. De kjempet først mot 20 til 30 andre prosjekter og kom videre til neste omgang med de fire – fem beste.

– Vi kan alle være stolte

Det var temmelig krevende å overbevise NASA om at de virkelig klarte å skille alle bildene fra hverandre, forteller Hansteen. Men til slutt lykkes de. NASA ønsket å ha dem med på laget.

– Vi vant! sier Hansteen.

Terje Wahl, fagdirektør i Norsk Romsenter mener det er god grunn til å være fornøyd.

– Det er alltid et trangt nåløye når NASA utlyser konkurranse om nye «missions» i sitt vitenskapsprogram, skriver han i en epost til forskning.no.

– Vi kan alle være stolte av at de amerikanske forskerne mente at RoCS er så flinke at norsk deltakelse ville styrke søknadens mulighet til å vinne i NASA-konkurransen.

På sikt vil dette dessuten gi tilgang til unike målinger fra MUSE som gir doktorgrader, publikasjoner og bedre konkurranseevne, for eksempel i European Research Council, mener Wahl.

– Det vil gi ytterligere tyngde til RoCS. Og det viser at Forskningsrådet gjorde et godt valg da de ga RoCS SFF-tildelingen, skriver han.

Utskytning i 2026

Nå har forskerne startet et stort arbeid fram mot en planlagt utskytning av MUSE i 2026. Forskerne ved (RoCS) jobber med den teoretiske delen av prosjektet, mens NASA står for selve byggingen og utskytningen. Til sammen har prosjektet et budsjett på 192 millioner dollar.

Etter utskytningen har MUSE midler til å drive i tre år, men det er temmelig vanlig at slike prosjekter blir forlenget, sier Hansteen.

– Fartøyene er jo bygd for å vare lenger. Ofte er levetiden i hvert fall ti år. Sola har en 11-års syklus, og det ville være nyttig å få observasjoner fra en hel syklus, sier Hansteen.

Dataene som MUSE etter hvert henter inn, blir åpent tilgjengelig, slik at alle forskere kan bruke dem.

Så hva skal de benyttes til?

Mest interessert i å forstå

Det som skjer i solatmosfæren, har direkte virkninger på jorda vår. Sterke solstormer kan for eksempel skade elektronikken og strømnettet. Slike stormer kan også være uheldig for satellitter og romfartøyer, og i verste fall livsfarlig for astronauter.

Derfor er det viktig å kunne varsle romværet. Og mer kunnskap om solatmosfæren vil gi bedre modeller for å forutsi hva som kommer til å skje.

Men det er ikke først og fremst bedre romværvarsler som inspirerer Hansteen. Det er i stedet de samme drivkreftene som trolig fikk vitenskapsmennene på 1800-tallet til å stille opp spektrometrene sine foran solformørkelsen:

– Det jeg først og fremst er interessert i, er hvordan verden henger sammen, sier professoren.

Hvilke fysiske prosesser er det som ligger bak det forunderlige fenomenet på sola?

Om dette kan kobles med noe som blir nyttig i hverdagen, kan bare framtida vise, sier Hansteen.

Han minner om forskerne som i sin tid eksperimenterte med det rare fenomenet de kalte elektrisitet, uten å ha den fjerneste anelse om det noen gang ville få en praktisk bruk.

—————

Denne saken kan du også lese på engelsk på sciencenorway.no

Vi vil gjerne høre fra deg!

TA KONTAKT HER
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? Eller tips om noe vi bør skrive om?

Vann kan være vanligere på planeter rundt røde dvergstjerner

Forskere har funnet ut at tettheten til planeter rundt små stjerner kan tilsi at flere av dem består av 50 prosent vann.