Solpletter

 

Kort fortalt er solpletter magnetiske storme på Solens overflade. De stærke og indviklede magnetfelter forhindrer den udad-strømmende varme nedefra i frit at strømme ud, derfor er solpletterne koldere end den omkringliggende overflade – og ser derfor mørke ud.

solpletter-sky

For mere end 400 år siden observerede og beskrev Galileo Galilei solpletter. Han var en pioner, med hensyn til at anvende et optisk teleskop – og meget optaget af hvad han kunne se på himlen. Ifølge amerikanske data, der går helt tilbage til 1750, er der en svingende rytmisk udvikling i forekomsten af solpletter.

solplet-forekomst

 

solcyklus

 

En mere opdateret kurve viser, at det seneste solmaksimum i 2013, ikke var ét af de kraftige, hvad angår solpletaktiviteten. Denne cyklus i solpletaktiviteten er på omkring 11-12 år. Årene omkring den højeste solpletaktivitet kaldes solmaksimum, årene omkring den laveste solpletaktivitet kaldes solminimum. Solpletternes indviklede og meget stærke magnetfelter kan producere et såkaldt flare. Den tilsyneladende vigtigste energikilde for flares, opstår når et magnetfelt i solpletterne brydes og gendannes. Flares er de mest eksplosive begivenheder der sker i solsystemet, de inddeles normalt i 3 kategorier. C-flares er den laveste kategori. M-flares er den mellemste kategori, begge inddeles i trin fra 1 til 9. X-flares er de stærkeste, i denne kategori kan loftet ”sprænges”, forstået på den måde, at skalaen ikke stopper ved 9. Et X2 flare er dobbelt så kraftigt som et X1 flare. Der findes kategorier der er svagere og stærkere, end de 3 nævnte, men de er normalt ikke anvendte. Under et solmaksimum er der høj aktivitet i solpletterne – og der produceres flere flares.

Solpletterne er koldere end omgivelserne, omkring 3.500-4.000° C i forhold til overfladens ca. 5.500° C. En solplet af middel størrelse er på størrelse med planeten Jorden, de store solpletter kan indeholde hele Jorden flere gange. Solpletter består typisk i et antal dage eller uger, enkelte kan overleve turen rundt om Solens ”bagside”, altså den side der vender bort fra Jorden, og komme til syne igen. Solen roterer og solpletterne bevæger sig fra venstre mod højre, set fra Jorden. En komplet omgang tager omkring 27 døgn.

solartikel

Solpletternes mørke forholdsvis kolde kerner kaldes umbraen, de lidt lysere og lidt varmere områder omkring kaldes penumbraen. De små mørke pletter kaldes porer.

solfakulae

De lyse områder udenfor solpletten er fakulae, de er lysere end den øvrige overflade. Fakulae er også magnetiske områder, men meget mindre end solpletterne. Under et solmaksimum er der også stor fakulae aktivitet, der gør Solen en smule lysere under et solmaksimum, i forhold til et solminimum (ca. 0,1%).

I forbindelse med solpletter ser man ofte lange tunger af plasma, der strækker sig fra Solens overflade og langt ud i Solens atmosfære – coronaen. Hvis man ser disse tunger eller buer strække sig fra Solens kant og ud i rummet, kaldes de for prominenser. Ser man dem som mørkere strukturer på solskiven, kaldes de filamenter, men det er i virkeligheden de samme strukturer, der bare har flere navne, afhængig af hvilken baggrund man ser dem på.

solfilamenter

Filamentet fra solplet 759 i 2008, strækker sig langt ud i den varme corona. Filamenternes plasma er typisk omkring 100 gange koldere og tættere, end den coronale plasma.

summersun2010

Filamenter/prominenser kan opstå ret hurtigt (en dags tid), og kan eksistere i mange uger.

Nogle gange brister de og kan dermed frembringe en kraftig udladning af stof og elektromagnetisk stråling fra coronaen – en såkaldt ”coronal mass ejection” også kaldet CME. De elektroner og protoner der kastes ud i det interplanetariske rum fra en CME, har en gennemsnitlig fart på knap 500 km/s, men kan komme op på mere end 2.000 km/s. Selv om det er en høj hastighed, tager det alligevel typisk et par døgn, fra en CME opstår, til den rammer Jorden. En CME kan kaste milliarder af tons materiale fra sig. Hvis Jorden ellers er i skudlinien, vil der opstå nordlys og sydlys , ofte i store mængder. Som med flares kan påvirkningen fra en kraftig CME skade satellitter i kredsløb og elnettet på Jorden. Den kosmiske stråling der følger med, kan potentielt være farlig for mennesker, der opholder sig på rumstationen ISS, især hvis de er udenfor på rumvandring omkring rumstationen.

ISS transit, 1000mm f/11

Her ses rumstationen passere solskiven, der er taget 1 billede hvert 1/10 sekund, passagen tog altså 2 sekunder. Afstanden fra kameraet til rumstationen var godt 1000 km, afstanden til Solen omkring 150 millioner km. Til højre ses nogle mere naturlige solpletter. Til højre ”klokken 2” ses lyse fakulae.

ISS transit, 1000mm f/11

Her er indsat en tegning af rumstationen ISS. De små silhuetter af rumstationen er slørede af den atmosfæriske lufturo, men man kan alligevel fornemme formen med de store solpaneler.

Venustransit

En meget sjælden ”solplet” ses, når planeten Venus passerer solskiven. Det er selvfølgelig ikke en plet på selve Solen, men en silhuet af planeten Venus. Den næste venuspassage sker i december år 2117, så man kan sige, at der er god tid til det sker. Der findes 2 planeter mellem Solen og Jorden, Merkur er den inderste, Venus den næste, begge kan passere solskiven, set fra Jorden. Merkur passerer Solskiven den 9. maj 2016 og den 11. november 2019.

Sunspot1429-2012

Solplet 1429 fra 2012 (herover) var nok en stor solpletgruppe, men den blev slået af den X-flare producerende solplet AR1944 i januar 2014:

IDL TIFF file

Solplet AR 1944 januar 2014 havde potentiale til at producere virkelig store X-flares, men det blev ”kun” til X1,2.

Solpletter.

Det kraftigste flare der er målt og registreret, er et X28. Det skete i 2003 og udgik fra en kompleks solpletgruppe (med nummer 486), der ses nederst på solskiven og i nærbilledet i midten. Det skete heldigvis først, da solpletten var roteret ud til højre, så Jorden ikke var i ”skudlinien”. Til sammenligning, mørkelagde et andet flare, halvt så kraftigt men rettet mod Jorden, store dele af Quebec Canada i 1989. 6 millioner mennesker var uden strøm i 9 timer. Kraftige flares kan potentielt ødelægge satellitter og forsyningen af el til store områder, når energien fra Solen induceres i elektronik og elkabler. De voldsomme overspændinger kan have en destruktiv virkning på de berørte elektriske og elektroniske komponenter, fra kraftværker til GPS satellitter

Det formodentlig kraftigste flare der nogensinde er observeret af mennesker, er den såkaldte Carrington-event i 1859, den var væsentlig kraftigere end X28. Den engelske astronom Richard Carrington stod i sit private observatorium og observerede en stor solpletgruppe den 1. september 1859. Pludseligt opstod der to blændende hvide bønneformede pletter i den mørke solplet. Den anerkendte astronom forstod straks, at han så noget helt usædvanligt. Blot 5 minutter senere var det kraftige flare overstået, så han nåede ikke at vise det til andre mens det stod på. Allerede den næste dag kunne næsten hele verden se konsekvenserne af den usædvanlige event på Solen. Intens nordlys og sydlys bredte sig over det meste af planeten, ikke bare i nærheden af polerne som normalt, men helt til de tropiske områder. Elektriske spændinger, induceret af nordlyset, opstod i telegrafkablerne, gnister sprang og satte endda telegrafpapir i flammer – ifølge beretningerne.

Konsekvenserne af en Carrington-event i dag vil potentielt være helt uoverskuelige. Der er næsten 1.000 satellitter i kredsløb om Jorden, de risikerer at blive ødelagt, i én stor fejende bevægelse, når de høj-energiske partikler og stråling rammer. Astronauterne på rumstationen kan nok beskytte sig mod strålingen, men vil rumstationen overleve i brugbar stand? På Jorden kan vi pludseligt mangle GPS-systemet, TV-, vejr- og kommunikations-satellitter. Endnu værre vil det være, hvis elforsyningen forsvinder, på grund af ødelagte transformatorstationer. Disse store transformatorstationer kan tage meget lang tid at udskifte, de skal formodentlig først fabrikeres, det kan tage lang tid, hvis der er tale om mange i store områder. Mange millioner mennesker uden strøm i uger eller måneder, det kan blive kaotisk. I juli 2012 var det lige ved at ske – at et kæmpestort udbrud på Solen rettede et ødelæggende slag mod Jorden. Ifølge University of Colorado var der et udbrud, der antageligt matchede Carrington-eventen i 1859, men det skete heldigvis på den side af Solen, der ikke vendte mod Jorden. Det var dog tæt på at gå galt, blot en uge senere ville Jorden have været i skudretningen.

Observation af solpletter

Hvis man vil se eller fotografere solpletter, skal man anvende solfiltre. Det er farligt at se direkte på Solen, det ved de fleste, men et defekt solfilter kan også være ødelæggende for øjet. Pas derfor på, at der ikke er huller eller revner i det anvendte solfilter og sørg for, at filtret sidder godt fast og ikke kan falde af ved et uheld.

solfiltre

De forholdsvis billige folie-solfiltre dæmper alle bølgelængder eller farver, de giver derfor et hvidt lys, de er meget velegnede til solpletter. De findes i to versioner, ét der dæmper lyset passende til visuel observation, samt ét der dæmper knapt så meget, beregnet til fotografering, det giver hurtigere exponeringstider og dermed skarpere billeder, da den hurtigere exponeringstid bedre ”fryser” den lufturo, eller flimmer der er i atmosfæren og slører billedet. Der findes såkaldt H-alpha smalbånds-solfiltre, der isolerer det røde lys, som Solens brint frembringer. Et H-alpha solfilter er ret kostbart. Med et H-alpha filter kan man se flere detaljer som filamenter på solskiven og prominenser, der ses på den sorte himmelbaggrund udenfor Solens kant, som vist herunder:

solartikel

Med et A4 ark af Baader solfolie, kan man nemt og billigt lave et solfilter til sit objektiv, håndkikkert eller teleskop.

foliesolfilter

Hjemmelavet folie-solfilter. Det behøver ikke at være helt stramt og glat, de små bølger i folien kan ikke ses i billedet.

H-a__MG_6814

H-alpha filter monteret på et lille teleskop. De tre lange fingerskruer er beregnet til, at finjustere filtrets tilt. Det er et meget smalt bølgelængdeområde som filtret lader passere, bølgelængden kan finjusteres ved at tilte filtret en smule, så man opnår den bedste kontrast i billedet.

 

 

til_forsiden