solflekker

Nærbilde av en stor solflekkgruppe med flere mørke umbra omgitt av lysere penumbra, observert 15. juli 2002 med det svenske solteleskopet på La Palma. av . Gjengitt med tillatelse

Solflekker er midlertidige, relativt kjølige områder på Solens overflate. De fremstår mørke i kontrast til de meget lyse omgivelsene siden de har nær 2000 grader lavere temperatur og dermed lavere utstråling.

  • Les en egen artikkel om Solen.

Struktur og form

Solflekkene består av en sentral mørk umbra omgitt av en lysere penumbra. Solflekkenes levetid varierer fra en uke til flere måneder. Deres diametere kan være fra 3500 til 50 000 kilometer. Til sammenligning er Jordens diameter 12 742 kilometer.

I 1769 noterte Alexander Wilson (1714–1786) fra Universitetet i Glasgow at når en solflekk befinner seg nær solranden, forskyver umbra seg mot sol-sentret relativt til flekkens penumbra. Det forklares ved at solflekkene har en brønnlignende form hvor deres umbra befinner seg omkring 600 kilometer dypere enn fotosfæren omkring.

Magnetiske felter

Solskiven med to store flekkgrupper. Gruppen nær sentrum er i størrelse sammenlignbar med Jupiter, solsystemets største planet. av . Brukerspesifisert

I 1908 påviste George Ellery Hale (1868–1938) at solflekkene var entydig knyttet til kraftige magnetiske felter. I den sentrale umbra er magnetfeltene sterkest og orientert vertikalt mens de er mer rettet til sidene i penumbraen.

Polaritet

Hale kunne videre vise at to større flekker i en flekkgruppe alltid hadde motsatt magnetisk polaritet. Dette kan forklares ved at solflekkene oppstår når strenger av magnetiske felter, som dannes inne i Solen, flyter opp og trenger gjennom den synlige overflaten. De bipolare flekkene er orienterte overveiende i retningen til Solens rotasjon. Den magnetiske polariteten til flekken som ligger foran i den roterende retningen er motsatt på de halvkulene. Dette forholdet skifter ved overgangen til hver ny solflekksyklus, hvilket innebærer at den magnetiske solflekkperioden blir omkring 22 år.

Hales målinger ble bekreftet av far og sønn Harold Babcock (1882–1968) og Horace Babcock (1912–2003), som i 1950 hadde utviklet en magnetograf for måling av solare magnetiske felter. De viste at magnetiske feltstyrker i en solflekk umbra er omkring 0,3 tesla (3000 gauss).

Solflekker oppstår i aktive områder hvor magnetfeltstyrken er høy, mens områdene rundt flekkene hvor feltstyrken er lavere, såkalte fakkel-områder, er lysere enn den øvrige synlige soloverflaten (fotosfæren).

Solflekksykler

Diagrammet viser periodiske fluktuasjonene i solflekktallet de siste 400 år. Maunder Minumum og Dalton Minimum er to lengre perioder med få eller ingen flekker. R.A. Rohde, Berkeley Earth. Brukerspesifisert

Solflekker forekommer oftest i grupper med én eller to store og flere mindre flekker. Fra sammenhengende observasjoner i en årrekke kunne den tyske astronom og botaniker Heinrich Schwabe (1789–1875) i 1843 påvise at antall solflekker endret seg med en periode på 11 år. Rudolf Wolf (1816–1893) fra observatoriet i Zürich samlet alle tilgjengelige observasjoner av solflekker og introduserte Zürich Wolf-indeksen Rz, som fremdeles blir brukt:

R z = k (10g + n)

Her er g antall grupper, n er antall enkelte flekker og k er en korreksjonsfaktor som bringer hver observatør til en felles skala. Schwabes 11-årige periode er mest vanlig forekommende, men Wolfs studier påviste en syklusvariasjon fra 9 til 14 år.

Solflekktallet endres også over lengre perioder. Den tyske astronomen Gustav Spörer (1822–1895) påpekte at det i flere tiår rundt 1700 ble det observert svært få flekker på solskiven. Det ble senere bekreftet av den amerikanske astronomen Jack Eddy (1931–2009) at det i periodene fra 1645 til 1715 og fra 1795 til 1823, kalt henholdsvis Maunder- og Dalton-minima, var bemerkelsesverdig få flekker på Solen. Nyere forskning tyder på at det er sammenheng mellom solaktivitet og klima.

Sommerfugldiagrammet

Diagrammet viser hvilke bredder på solskiven solflekkene oppstår i løpet and individuelle aktivitetsperioder. I starten på en ny solflekksyklus dannes flekkene på høye solare bredder mens de opptrer stadig nærmere solens ekvator i løpet av en periode. av . Gjengitt med tillatelse

Richard Carrington (1826–1875) og Gustav Spörer påpekte at de første flekkene i en ny periode oppstår alltid på høye solare bredder mens de etter hvert kommer til syne på gradvis nærmere Solens ekvator. Denne særegne forandringen danner en slags sommerfuglformer når det føres opp i et diagram.

Tidlige observasjoner

Tegningen viser den tyske pateren Christoph Scheiners observasjoner av an stor solflekk som flyttet seg over solskiven fra 11. til 23. mai 1625. Illustrasjonen er fra Scheiners bok Rosa Ursina sive Sol som ble utgitt i 1630. av . Falt i det fri (Public domain)

Historiske omtaler av solflekker er basert på observasjoner med det blotte øye sett gjennom sterk tåke hvor intensiteten var sterkt redusert. Det menneskelige øye hvor pupillens diameter er 2–3 millimeter kan oppløse strukturer med utstrekning omkring 1 bueminutt og dermed se de aller største mørke flekkene på solskiven.

Observasjoner fra Kina, Korea og andre land i Østen i året 165 fvt. beskriver forskjellige former av mørke flekker på solskiven, blant annet som svarte kråker. I en tid med mange skogbranner i Russland rundt 1370 kunne Solen ses gjennom tette røkskyer og skriftlige kilder (Niconovsky) omtaler flekker som svarte negler på solskiven. Det er rimelig å forvente at solflekker også ble registrert fra Europa, men den sterke posisjonen til Aristoteles' bilde av et perfekt univers som inkluderte en ren, skinnende Sol, kan ha gjort det mindre attraktivt, til og med svært risikabelt, å fortelle om det til omverden. Den engelske munken og forfatteren John fra Worcester var et unntak, idet han publiserte en tegning av to solflekker observert 8. desember i 1128.

I september 1608 konstruerte og lanserte den tysk-nederlandske brillemakeren Hans Lipperhey (1570-1619) det første teleskopet, som umiddelbart ble kopiert og benyttet av en rekke samtidige med interesse for himmelobjekter. Med tilgang til eget teleskop gjorde den engelske astronomen Thomas Harriot (1560–1621) sin første observasjon av Månen i august 1609 og av solflekker så tidlig som 3. desember 1610. Han etterlot seg 199 detaljerte tegninger av solskiven med flekker. Hollenderen Johann Fabricius og hans far David Fabricius publiserte i juni 1611 en meget interessant, liten bok om sine observasjoner av solflekker: «Maculae in Sole observatis».

Observasjonene fra disse tre ble overskygget av den store oppmerksomhet som ble gitt til Galileo Galilei (1564–1642) og den tyske teologen Christoph Scheiner (1573–1650). Til å begynne med var både Scheiner og Galilei usikre på om flekkene virkelig var flekker på selve solskiven eller om de var mørke skyer som kretset omkring Solen i en viss høyde over overflaten. Ved å studere i detalj hvor raskt flekkene flyttet seg fra randen (kanten på solskiven) inn mot sentrum av solskiven, ble det klart at flekkene måtte ligge nede på Solens overflate og de kunne dermed også fastslå at solen roterte.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg