English version of this page

ALMA gir helt nytt blikk på sola

– Dette er et stort teknologisk hopp, og vi får nå et helt nytt aspekt for å forstå de fysiske egenskapene til sola. 

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

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 1 millimeter lange.

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

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

– Med bilder fra disse millimeters lange 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)

Sammen med kolleger ved Solfysikkgruppen ved ITA skal han analysere 6-timers observasjonsdata som ble hentet inn fra ALMA-teleskopet i desember.

Mer helhetlig forståelse av solen

Man skulle kanskje tro at vår egen stjerne og livgjører er godt forstått, men det er fortsatt mange ubesvarte spørsmål knyttet til solens 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 bl. a. føre til nordlys dersom de treffer jorden. Dette er et stort tema for ALMA, forklarer Wedemeyer. 

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 solstrålingen som ligger millimeters-området, 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. 

– Stort teknologisk hopp

Det er ikke uten grunn at den chilenske Atacama-ørkenen er lokalitet for milliard-prosjektet. Her, på høyfjellsplatået 5000 meter over havet, er lufta både tynn og veldig tørr, noe som minimerer sjansen 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.

Radioteleskoper har imidlertid sin begrensninger, fortsetter Wedemeyer.

Oppløsningen til bildene fra teleskoper er nemlig direkte påvirket avhengig 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 enkelt-antenner over et stort område kan man simulere at man har et veldig stort teleskop. Sola ble nå observert i en konfigurasjon tilsvarer et rundt 500 meter stort teleskop.

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

Ved å spre ut antennene over et stort område, kan ALMA simulere et opptil 16 kilometer stort teleskop. Foto: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Publisering i løpet av året

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

”Solkampanjen” til teleskopet startet i desember 2016, og representerer de første regulære observasjonene av sola.

I tillegg har nå European Southern Observatory (ESO) 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 vanskelig å modellere, men som vi må ha med om man vil forstå hva som foregår på solen, forklarer Wedemeyer. 

Hva som dukker opp på bildene er ikke bare relevant for vår kunnskap av 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.

ALMA Starts Observing the Sun from ALMA Observatory on Vimeo.

 

Av Tore Oldeide Elgvin
Publisert 23. jan. 2017 23:13 - Sist endret 27. jan. 2017 10:26