Därför lyser solfläckar

Fotograf:Vasco Henriques
Solfläckar är mörkare än sin omgivning och sänker solens totala utstrålning när de är många och stora. Men de är inte alldeles kalla och svarta. Varför deras starka magnetfält inte blockerar all energi från solens inre har förbryllat vetenskapen i decennier. Nu har en grupp forskare vid Kungliga Vetenskapsakademien, Stockholms universitet och Oslo universitet identifierat de kokande gasrörelser som transporterar denna energi upp till ytan.

- Egentligen finns det bara ett sätt att effektivt transportera energi uppåt under solens yta: genom uppåtgående het gas som kyls vid ytan och sedan sjunker tillbaka som svalare och tätare gas,  säger Göran Scharmer, professor vid institutionen för astronomi vid Stockholms universitet.

Detta kallas konvektion. Sådana rörelsemönster, granulation, syns tydligt överallt på solen utom i solfläckar och i deras närhet. I de trådiga yttre delarna av solfläckar (penumbran) har man inte kunnat hitta några vertikala rörelsemönster. I stället har man sedan över 100 år sett att gasen strömmar med hög hastighet (flera km/s) horisontellt utåt från solfläckarnas mitt, det kallas Evershedeffekten. Även nya observationer tycktes visa att den heta gasen först strömmar upp i de innersta delarna av penumbran och sedan ner som kallare gas i de yttersta delarna, men sådana flöden kan inte bära med sig tillräcklig energi. Nyligen gjorda simuleringar visar att det dock måste finnas mer småskalig konvektion inne i själva penumbran.

- Ingen har kunnat detektera dessa strömningsmönster trots idoga försök. Vi har nu lyckats göra detta med det svenska solteleskopet på La Palma, men det har krävt noggranna kalibreringar och kompensation för instrumentella effekter och störningar från jordatmosfären. De mätningar vi har gjort har krävt mycket arbete men ger ungefär två gånger bättre skärpa än tidigare mätningar. Det visade sig räcka till för att påvisa dess flöden, säger Göran Scharmer.

De nya mätningarna visar också att konvektionsrörelserna är tillräckligt starka för att transportera den energi som strålas ut och ger samtidigt stöd för en teoretisk modell som föreslagits av en av forskargruppens medlemmar i samarbete med kollegor från Tyskland och Danmark. Denna modell förklarar Evershedeffekten som en oundviklig konsekvens av konvektionen i penumbror. Därmed löser de nya observationerna två av solfläckarnas gåtor.

De nya rönen kommer publiceras i tidskriften Science: http://www.sciencemag.org/content/early/recent

För mer information kontakta gärna
Göran Scharmer, institutionen för astronomi vid Stockholms universitet:
08-5537 8532, mobil 070 7530012, scharmer@astro.su.se
Dan Kiselman, institutionen för astronomi vid Stockholms universitet:
08-55378531, mobil 070 5125372, dan@astro.su.se

Läs mer här: http://www.solarphysics.kva.se
Se bilder här: http://www.solarphysics.kva.se/highlights/downflows/index.html     http://www.solarphysics.kva.se/highlights/downflows/index_sv.html