Solplet: Definition, 11-årig cyklus og betydning for Solen

Solplet: Få klar definition, forstå den 11-årige cyklus og dens betydning for Solen, klimaet og rumvejr — hvordan magnetiske pletter påvirker Jorden.

En solplet er et område med høj magnetisk aktivitet på Solens overflade. Solpletter udstråler stadig kraftigt lys, men lysintensiteten per arealenhed er lavere end i den omkringliggende fotosfære, så de ser mørke ud i kontrast. De er køligere end resten af fotosfæren: mens Solens overflade ligger omkring 5.780 K, har solplettens mørke centrum (umbra) typisk temperaturer på cirka 3.000–4.500 K, og den lysere randzone (penumbra) ligger omkring 4.500–5.500 K. Solpletter varierer meget i størrelse — fra små grupper på få hundrede kilometer til gigantiske pletter, der kan være ti gange Jordens diameter eller mere.

Hvordan dannes solpletter og deres struktur

Solpletter dannes, hvor stærke magnetfeltlinjer bryder op og trænger op gennem fotosfæren. Det kraftige magnetfelt hæmmer konvektiv varmeoverførsel fra Solens indre, så området køles relativt og danner en mørkere plet. Typiske træk:

• Umbra: Det mørkeste, køligste centrum med mest intens magnetisk felt.
• Penumbra: En lysere, filamenteret zone omkring umbraen med skrå magnetiske felter.
• Magnetiske felter: Feltstyrker kan nå flere tusinde gauss — langt stærkere end Jordens magnetfelt.

Solpletcyklus på 11 år og den 22-årige magnetiske cyklus

Observatører har fundet en regelmæssig variation i antallet og aktiviteten af solpletter med en grundlæggende periode på cirka 11 år. Inden for en enkelt 11-årsperiode stiger antallet af solpletter til et maksimum og falder herefter til et minimum. Når en ny 11-årsperiode begynder, er solpletternes magnetiske polaritet vendt om i forhold til den foregående cyklus, så en fuld magnetisk gentagelse kræver to af disse cyklusser — derfor taler man om en 22-årig Hale-cyklus.

Cyklusens drivkraft menes at være Solens magnetiske dynamo i konvektionszonen, hvor differential rotation (Ækvator roterer hurtigere end polerne) og konvektive bevægelser vrider og forstærker magnetfelterne. Ved hvert cyklusmaximum øges også forekomsten af soludbrud (flares) og koronale masseudstødninger (CMEr).

Historie og Maunder Minimum

Systematiske observationer af solpletter går tilbage til 1600-tallet (Galileo, Scheiner), og den 11-årige cyklus blev identificeret af Heinrich Schwabe i begyndelsen af 1800-tallet. George Ellery Hale påviste i begyndelsen af 1900-tallet, at solpletter har stærke magnetfelter, hvilket førte til forståelsen af den 22-årige magnetiske cyklus.

Fra omkring 1645 til 1715 blev der registreret meget få solpletter — en periode kendt som Maunder Minimum. Denne periode faldt sammen med en køligere klimaperiode i Europa (ofte kaldet "Lille Istid"), men årsag og omfang af solens rolle i klimavariasjoner er stadig genstand for forskning.

Effekter på rummet og Jorden

Solpletter og de magnetisk aktive områder omkring dem er ofte kilder til kraftige soludbrud og koronale masseudstødninger. Disse fænomener kan:

• Fremkalde kraftige nordlys (aurora) og påvirke nattehimlen i høje bredder.
• Forstyrre radiokommunikation, GPS-signaler og strømnet ved meget kraftige geomagnetiske storme.
• Skade satelliter og øge strålingsbelastningen for rumfartøjer og astronauter.

Selvom variationen i den totale solindstråling (Total Solar Irradiance) gennem en solcyklus er relativt lille — omkring 0,1 % fra minimum til maksimum — kan ændringer i den magnetiske aktivitet have betydelige lokale og teknologiske konsekvenser i rummet og i Jordens øvre atmosfære.

Observation og overvågning

Solpletter observeres dagligt af flere solobservatorier og rumteleskoper (fx SDO). Det er vigtigt at ikke se direkte mod solen uden sikkert solfilter — brug projektion eller certificerede filtre til teleskoper. Aktiviteten kvantificeres blandt andet ved sunspot-number (Wolf-tal), som bruges til at følge cyklens forløb og lave prognoser.

Moderne forskning kombinerer observationer, magnetogrammer og numeriske modeller af solens dynamo for bedre at forudsige kommende cyklers styrke og konsekvenser for rumvejr.

Historie

Kinesiske astronomer sagde, at de kunne se solpletter. Den 17. marts 802 så munken Adelmus en stor solplet, som han kunne se i otte dage. Adelmus troede, at Merkur gik foran solen og lavede en sort plet. Da astronomerne begyndte at bruge teleskoper, var de fleste enige om, at noget passerede foran Solen. Galileo Galilei gættede i 1612 på, at der faktisk var pletter på Solen, og at de viste, at Solen drejede.

De første cykliske ændringer af solpletterne blev set af Heinrich Schwabe og fik Rudolf Wolf til at studere dem nøje fra 1848. Også i 1848 viste Joseph Henry et billede af Solen og sikrede sig, at solpletterne var koldere end resten af Solen (de er omkring 7000 grader Fahrenheit, 4000 C). De er stadig meget varme, men meget køligere end resten af Solens overflade.

En tegning af en solplet i John of Worcesters krønike

Søg efter bogstav