Artikkel

ALMA gir forskere et helt nytt blikk på sola

ALMA-teleskopet
I Atacama-ørkenen (Chile) står ALMA-teleskopets 66 antenner nå vendt mot solen. Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

ALMA gir forskere et helt nytt blikk på sola

Det gigantiske teleskopet skal fravriste solen en rekke hemmeligheter.

Høyt oppe i den chilenske fjellheimen, omkranset av guanaco-flokker og kaktuser, står det en klynge på 66 parabolliknende antenner som i disse dager rettes mot sola.

Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, også bare kjent som ALMA-teleskopet, kan registrere radiobølger som er rundt én millimeter lange.

You can also read this article in English

Dette bølgespekteret vil synliggjøre detaljer fra solas atmosfære som ikke kan sees med vanlige teleskoper og vil gi solforskere et helt nytt blikk på de fysiske prosessene som foregår på sola.

Sven-Wedemeyer
Forsker Sven Wedemeyer og Solfysikkgruppen ved ITA skal analysere data fra ALMA-teleskopet. Foto: Privat 

– Med bilder fra disse millimeterlange bølgelengdene kan vi få et detaljert kart over både temperatur og tetthet som gjør at vi kan forstå egenskapene til solatmosfæren mye bedre, sier solforsker Sven Wedemeyer ved Institutt for teoretisk astrofysikk (ITA) ved Universitetet i Oslo til Titan.uio.no.

Sammen med kolleger ved Solfysikkgruppen ved ITA skal han analysere sekstimers observasjonsdata som ble hentet inn fra ALMA-teleskopet i desember.

Mer helhetlig forståelse av sola

Man skulle kanskje tro at vår egen stjerne er godt forstått, men det er fortsatt mange ubesvarte spørsmål knyttet til solas fundamentale prosesser, for eksempel varmefordeling. ALMA gir oss mer direkte målinger av temperatur, som kan hjelpe oss å forstå slike prosesser.

Et annet eksempel er å forstå hvordan solutbrudd fungerer.

– Solutbrudd skyldes magnetfelt som blir ustabile og som frigjør mye energi i form av røntgen, gamma, UV, synlig lys, partikler m.m., som sendes ut i stor hastighet. Dette kan blant annet føre til nordlys dersom de treffer jorden. Dette er et stort tema for ALMA, forklarer Wedemeyer. 

ALMA solbilde
ALMA-teleskopets bilder vil gi forskerne unikt innblikk i fundamentale prosesser på sola. Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Men det er spesielt solatmosfærens midtre lag, kromosfæren, som opptar UiO-forskerne og som de ønsker å forstå hvordan fungerer.

– Mesteparten av solstrålingen som ligger i millimeterområdet, kommer fra kromosfæren. Men oppløsningen til teleskoper som kan registrere dette, har vært begrenset. Kromosfæren er lite forstått, og med de nye teleskopdataene kan vi få et mer helhetlig bilde av hvordan sola fungerer. 

LES OGSÅ: Fly over solen - NASA lager reportasje om norsk solforskning

– Stort teknologisk hopp

Det er ikke uten grunn at den chilenske Atacama-ørkenen er lokalitet for milliardprosjektet. Her, på høyfjellsplatået 5000 meter over havet, er lufta både tynn og veldig tørr, noe som minimerer faren for at radiobølger blir forstyrret av luften.

– Men hvorfor snakker man om ett teleskop, når det i virkeligheten dreier seg om 66 antenner?

– Hver antenne fungerer litt som en vanlig parabolantenne. På hver disk sitter det en mottaker som omvandler bølgesignalene til elektriske signaler, forklarer Wedemeyer.

Radioteleskoper har imidlertid sin begrensninger, fortsetter han.

ALMA vs andre teleskoper
Helbildet av sola er tatt med teleskop for synlig lys, rundt 617 nm (nanometer). Den mørke solflekken er tydelig, men ALMA-bildet (innfelt) er viser et nytt nivå av detaljer som nå blir tilgjengelig for forskerne. Foto: NASA/ALMA

Oppløsningen til bildene fra teleskoper er nemlig direkte påvirket av bølgelengden som registreres og den fysiske størrelsen på linsa eller disken. Forholdet er slik at jo større bølgelengder du ønsker å registrere, jo større må teleskopet være for å oppnå tilsvarende oppløsning.

Derfor er teleskoper for synlig lys i utgangspunktet mye bedre enn radioteleskoper. (1 millimeters radiobølger er i størrelsesorden 1000 ganger større enn bølgelengdene for synlig lys.)

For å omgå denne fysiske begrensningen, benytter ALMA seg av et triks som heter interferometri.

– Ved å plassere enkeltantenner over et stort område, kan man simulere at man har et veldig stort teleskop. Sola blir nå observert i en konfigurasjon tilsvarer en rundt 500 meter bred teleskoplinse.

– Antennene til ALMA er også både flere og bedre enn tidligere radioteleskoper, og gir større sensitivitet. Dette er et stort teknologisk hopp, sier solforskeren. 

Publisering i løpet av året

ALMA er tidligere blitt mest brukt til å observere fjerne objekter i universet, men ble også konstruert for å kunne observere nærere objekter.

ALMA-teleskopet
ALMA kan med interferometri-metoden i prinsippet simulere teleskoper med enorme diametere, opptil 16 kilometer. Observasjonene av sola ble gjort med en konfigurasjon som tilsvarer et 500 meter bredt teleskop.. Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

”Solkampanjen” til teleskopet startet i desember 2016 og representerer de første regulære observasjonene av sola. I tillegg har European Southern Observatory (ESO) nå offentliggjort dataene for de første testobservasjonene.

Wedemeyer og hans kolleger skal også generere simuleringer i ALMA-forskningen, som de så kan sammenligne og teste mot de nye observasjonene.

Målet er bygge modeller som forklarer generelle prosesser som foregår på sola.

– Noen effekter er veldig vanskelige å modellere, men må med om man vil forstå hva som foregår på sola, forklarer Wedemeyer. 

Hva som dukker opp på bildene, er ikke bare relevant for vår kunnskap om vår egen sol, men også for generelle prosesser hos andre stjerner.

Solforskerne regner med å publisere de første resultatene fra observasjonene i løpet av året. Følg med.

Flere saker på Titan.uio.no:

Kontakt:

Solfysikkgruppen ved Instititt for teoretisk astrofysikk

SolarALMA-prosjektet

Forsker Sven Wedemeyer

Forsker Mikolaj Szydlarski

Les mer:

Pressemelding om Solkampanjen til ALMA

Teknologien bak ALMA-teleskopet (engelsk)

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også

Ann-Cecilie Larsen

I stjerneklassen

– Vi lager nye og eksotiske isotoper ved å skyte atomkjerner på hverandre. Slik oppsummerer Ann-Cecilie Larsen jobben som forsker ved Fysisk institutt. Men den handler også om Star Wars og Dr. Who.

Inger Sandlie

Den utrettelige idégeneratoren

I BIRKELANDS SPOR: Professor Inger Sandlie jakter alltid på innovasjoner – både i eget hode og ikke minst hos studenter og forskerkolleger.
Kari Kveseth, spesialrådgiver ved Kjemisk institutt

– Nå er det på tide med en nobelpris igjen!

Nå planlegges feiringen av 50-årsjubileet for den eneste helnorske naturvitenskapelige nobelprisen. – Det er verdensmesterskapene vi må sikte mot! Da må forskerne våre kanskje starte i kretsmesterskapene for å øve seg, men vi må hele tiden sikte høyere, sier Kari Kveseth.