Dødbringende stjerner

Store solstorme rammer fra tid til anden Jorden og kan føre til nordlys og i særlige tilfælde strømsvigt. Dette er dog intet i mod de apokalyptiske ødelæggelser, vi ville opleve, hvis en såkaldt superflare ramte Jorden. Et danskledet forskerhold har nu vist, at det er et scenario, der måske skal tages seriøst.

Det er ikke sjældent, at vi bliver ramt af soludbrud. Disse udbrud består af energifyldte partikler, der er slynget ud fra Solen og efterfølgende rammer magnetfeltet omkring vores klode. Det er der, de smukke farver bevæger sig besnærende over nattehimmelen i form af nordlys. Et smukt og tankevækkende fænomen, der på poetisk vis minder os om, at vores nærmeste stjerne er en lidt uforudsigelig nabo.

For til tider udspyr Solen gigantiske mængder plasma, der slynges mod os med mere alvorlige følger. De enorme eksplosioner, der kan ses fra tid til anden er dog intet at regne i forhold til de meget store eksplosioner på andre stjerner ude i rummet. Her ses såkaldte ’superflares’ og de har længe være lidt af et mysterium. For bliver de dannet på samme måde som soludbrud? Og betyder det så, at Solen kan danne superflares?

Det er nu lykkedes et internationalt forskerhold, under ledelse af Christoffer Karoff fra Aarhus Universitet, at besvare nogle af disse spørgsmål. De er netop publiceret i det internationalt anerkendte tidsskrift, Nature Communications, og svaret er måske lidt foruroligende.

I August 2012 udsendte Solen en af de mere spektakulære flares. Her på Jorden blev vi ramt af partikler fra dette udbrud d. 3. september, hvor nordlysene dansede smukt over hovederne på os. Det nye fund undersøger, om Solen kan sende endnu større flares ned mod os. (Foto: AIA/SDO/GODDARD SPACE FLIGHT CENTER/NASA)

En urolig nabo
Solen er i stand til at udgyde monstrøse energiudladninger, der kan lamme radiokommunikation og slå strømforsyninger ud her på Jorden. Det kunne man opleve i september 1859, hvor den til dato største observerede solstorm fra vores egen stjerne ramte Jorden.

Den 1. September 1859 observerede man, at en af de mørke pletter på Solen pludselig lyste op og skinnede brillant klart på Solens overlade. Det var aldrig set før, og ingen vidste, hvad der var i vente. Om morgen den 2. september ramte de første partikler Jorden fra det, vi i dag ved, var en gigantisk eksplosion på Solens overflade.

Solstormen i 1859 kaldes for ’The Carrington Event’. I forbindelse med denne særligt kraftige solstorm kunne man observere nordlys så langt mod syd som Cuba og Hawaii, telegrafledninger slog gnister og iskerneboringer fra Grønland antyder, at Jordens beskyttende ozonlag blev beskadiget af partiklerne fra denne solstorm.

Men kosmos rummer som bekendt mange andre stjerner og nogle af dem oplever regelmæssigt udbrud, der kan være op til 10.000 gange større end Carrington-stormen.

Soludbrud dannes når store magnetfelter på Solens overflade kollapser. Når det sker, frigives en masse magnetisk energi. Christoffer Karoff og hans kollegaer har brugt observationer af magnetfelter på overfladen af næsten 100.000 stjerner, foretaget med det nye Guo Shou Jing teleskop i Kina, til at vise, at disse superflares sandsynligvis er skabt på samme måde som udbruddene på Solens overflade.

”Magnetfelterne på overfladen af stjerner med superflares er generelt større end magnetfeltet på overfladen af Solen. Dette er præcis, hvad vi ville forvente, hvis altså superflares skabes på samme måde som soludbrud,” fortæller Christoffer Karoff.

Kan Solen skabe en superflare?
Umiddelbart virker det altså ikke sandsynligt, at Solen en dag skulle kunne skabe en superflare. Dertil er Solens magnetfelt simpelthen for svagt. Der er dog et men:

Ud af de stjerner, som Christoffer Karoff og hans kollegaer undersøgte, havde omkring 10 procent et magnetfelt, der ikke var stærkere end Solens. Så mens det ikke er sandsynligt, så er det alligevel ikke helt umuligt, at Solen også kunne skabe en superflare.

”Vi havde bestemt ikke forventet at finde superflare-stjerner med lige så svage magnetfelter som Solens. Dette åbner muligheden for, at Solen også kunne skabe en superflare og det er en meget skræmmende tanke,” uddyber Christoffer Karoff.

Hvis et udbrud af den størrelse, man kender fra de fjerne stjerner, ramte Jorden i dag, ville det få meget store konsekvenser. Ikke blot for al form for elektronik på Jorden, men måske også for atmosfæren og dermed hele klodens evne til at understøtte liv.

Træer giver spor
På Jorden er der fundet tegn på, at der har været et enkelt lille pletskud fra Solen i år 775. Her har undersøgelser af træringe vist, at der blev dannet betydeligt mere af den radioaktive 14C isotop i Jordens atmosfære. 14C kan dannes både af kosmiske stråler fra vores galakse Mælkevejen, men også af specielt energirige protroner fra Solen, der netop forekommer i forbindelse med store soludbrud.

Studierne fra Guo Shou Jing teleskopet indikerer, at begivenheden i år 775 faktisk var en lille superflare:

”Den nok største styrke ved vores studie er, at vi er i stand til at vise, hvordan der er overensstemmelse mellem astronomiske observationer af superflares og geologiske målinger af radioaktive isotoper i treringe” fortæller Christoffer Karoff.

Observationerne fra Guo Shou Jing teleskopet bidrager dermed til at vurdere, hvor ofte en stjerne med et magnetfelt af samme styrke som Solens vil kunne opleve en superflare. Her viser det danskledede studie, at Solen – rent statistisk - vil kunne opleve en lille superflare hvert årtusinde.

Guo Shou Jing teleskopet, der er Kinas største teleskop, er beliggende i det nordøstlige Kina. Teleskopet kaldes også for Large Sky Area Multi-Object Fibre Spectroscopic Telescope eller LAMOST. (Foto: LAMOST, National Astronomical Observatories)

4.000 øjne mod himlen
Det er ingen tilfældighed, at observationerne netop er blevet lavet med det nye Guo Shou Jing teleskop i Kina.

Guo Shou Jing teleskopet i Kina, eller LAMOST som det hedder blandt ’venner’, er specielt optimeret til at observere mange stjerner på en gang.

Faktisk er teleskopet forsynet med 4.000 optiske fiber, så det kan observere 4.000 stjerner på en gang. Det gør, at det bliver muligt at observere 100.000 stjerne på bare nogle få uger og det er netop denne mulighed, der har skabt de nye resultater.

For at kunne måle magnetfeltet, har Christoffer Karoff og hans team skullet bruge det der hedder et spektrum af hver enkelt af de næsten 100.000 stjerner. I et spektrum ser man på farverne, eller bølgelængderne, i det lys vi modtager fra stjernerne. For gruppens arbejde, har det især været de korte, ultraviolette bølgelængder, der kan bruges til at måle styrken af magnetfeltet omkring stjernerne.

Ved at kombinere data fra geologiske arkiver med observationer fra rumteleskoper er det således lykkes gruppen at udvide vores forståelse af både “kosmos” og vores eget solsystem.