I 2019 laget Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap en liste med 25 samfunnskritiske hendelser, blant annet pandemi og kvikkleireskred. Kraftige solstormer som kan sl? ut moderne kommunikasjon og str?mnett st?r ogs? oppf?rt p? listen.
– For noen er kanskje det aller verste ? miste internett, men det verste er at str?mmen kan g? i store omr?der, forklarer P?l Brekke ved Norsk romsenter. Mister man str?mmen over flere dager blir det problematisk ? drive et moderne samfunn med kloakkrenseanlegg, sykehus og slikt. Superstormer kan ogs? sl? ut flere satellitter, og da sliter man ogs? med TV-signaler, GPS og radiokommunikasjon.
Denne teksten er basert p? en episode av Universitetsplassen podkast - en podkast om forskning fra Universitetet i Oslo. H?r hele episoden her:
Superstormene inntreffer oftere enn vi har trodd
If?lge Brekke trodde man tidligere at slike stormer inntraff med et intervall p? 500 ?r fordi det bare fantes én kjent superstorm. Den inntraff i 1859 og var s? kraftig at nordlyset kunne ses helt ned til ekvator. Solstormen f?rte til at det ble s? mye str?m i lange metallgjenstander, slik som telegrafsystemet, at de begynte ? gl?de og det kom flammer ut av telegrafistenes tappemaskiner.
– Med moderne satellitter har vi sett to slike superstormer bare de siste ti ?rene. De traff ikke jorden. En gikk p? siden, og en gikk bakover p? baksiden av solen, men det tyder p? at disse superstormene skjer mye oftere enn det vi har trodd tidligere, forteller Brekke.
Solen har 11-?rssykluser, men ingen vet hvorfor
Brekke understreker at solstormer ikke er farlige for oss mennesker p? bakkeniv?, utover at det rammer moderne teknologi. R?ntgenstr?ling og partikler fra solen blir stoppet av jordens atmosf?re og magnetfelt.
– Men hvis du skal reise til m?nen eller mars, kan disse v?re d?delig enkelte ganger, forklarer han.
If?lge Brekke er det en sammenheng mellom solstormer og solens 11-?rssyklusser. Disse syklusene vet vi sv?rt lite om i dag.
– Hvis vi kan l?se g?ten om hvordan solaktiviteten forandrer seg over tid, og hva som danner disse magnetfeltene der hvor solflekkene dannes kan vi forutsi bedre n?r en solstorm smeller av. Det kan vi ikke i dag. Vi kan se n?r det har skjedd, og da har lyset fra sola allerede truffet her p? jorden, sier Brekke.
| Solflekker er m?rke omr?der p? solens overflate som skyldes kraftig magnetfelt. Antall solflekker varierer med en 11-?rssyklus – det vi kaller solsyklusen. |
|---|
Sender opp romsonde for ? forske p? solen
Med tanke p? konsekvensene en slik storm kan ha, er det ekstremt viktig ? kunne forutsi n?r det skjer. Dette er en av oppgavene til romsonden Solar Orbiter, som ble skutt opp i februar 2020.
– Vi vet at solsyklusen er en 11-?rssyklus hvor sola g?r fra h?y aktivitet til lavere aktivitet. Det skyldes forhold inne i sola, s? for ? finne ut det m? man ta bilder av overflaten og m?le hvilke effekter vi ser p? magnetfeltet og solvinden. Vi kan ikke forutsi romv?r uten ? vite hvordan kilden til romv?r oppf?rer seg, sier Terje Fredvik. Fredvik er senioringeni?r ved Institutt for Teoretisk Astrofysikk, hvor de forsker p? solen. Hans oppgave er ? motta og bearbeide data fra Solar Orbiter.
For ? vite mer om romv?r m? forskerne se solen fra en ny vinkel: P? skr?. Tidligere romsonder har g?tt i bane rundt solens ekvator, som ligger i det samme planet som jordens bane rundt solen. Solar Orbiter skal ha en bane som g?r litt skr?tt i forhold til dette planet slik at forskerne for f?rste gang kan ta bilder av solens nord- og s?rpol. Romsonden Parker Solar Probe har unders?kt solas poler, men uten ? ta bilder. For ? f? denne banen m? Solar Orbiter gjennom en ganske komplisert rom-akrobatikk. H?sten 2021 utf?rte den en kompleks man?ver som gjorde at den kom sv?rt n?r jordens overflate. P? det n?rmeste hadde den samme avstand til jorden som avstanden Oslo-Bergen. Dette gjorde at den fikk en ny kurs, og senere vil den gj?re liknende ?velser med Venus.
Den som l?ser g?ten, vil f? en Nobelpris
– Vi vet at solens poler er en viktig kilde til solvinden, og det er ogs? str?mninger til gass og magnetfelt som trekkes fra ekvator mot polene. Det at vi ikke har ordentlige bilder av polene er et argument i seg selv. Vi vet veldig lite om hvordan det ser ut der, sier Fredvik.
If?lge Brekke er det flere ting med solens nord- og s?rpol som er interessant. If?lge ham er det der solens magnetfelt forandrer seg raskest og det er startpunktet for 11-?rssyklusene. Da bytter solens nord- og s?rpol plass, men ingen vet hvorfor det skjer eller hvorfor noen av syklusene har svakere solaktivitet, mens andre f?rer til sterkere solaktivitet.
– Jeg tror at den som klarer ? l?se g?ten med solsyklusen f?r en Nobelpris, sier Brekke oppfordrende til Fredvik.
|
Solvinden er en kontinuerlig str?m av partikler som sola sender ut. Partiklene sendes ut fra solas poler og beveger seg ekstra raskt. Solvindpartiklene former jordens magnetfelt og er de partiklene som Birkeland mente m?tte eksistere – men som ingen trodde p? den gang. En solstorm er en fellesbetegnelse p? gassutbrudd og store eksplosjoner p? sola som sender ut store mengder r?ntgenstr?ling, partikler og magnetfelt. Disse utbruddene kan ha enorme hastigheter p? opp til 8 millioner km/t og kan n? jorden p? alt fra 17 timer til et par dager. Romv?r er en samlebetegnelse p? effekten av solstormer og solvind som p?virker atmosf?ren og magnetfeltet rundt jorden. Det er ulike grader av romv?r. Det er litt romv?r hver eneste dag. Noe av romv?ret kan vi se som nordlys langt nord. Kraftige solstormer vil for?rsake nordlys lengre s?r. Superstormer kan sl? ut kritisk infrastruktur, som str?mnettet i et omr?de, satellitter og annen kommunikasjon. Det er superstormene som er kilden til bekymring for Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap. Romv?rvarsling: ? pr?ve ? forutsi n?r solstormer inntreffer p? sola, men ogs? n?r de ankommer jorden, hva den best?r av og hvilken effekt den vil ha. |
|---|
Dette kan vi gj?re n?r det varsles om solstorm
– I dag gir romv?rvarsling en sannsynlighet for at det blir en kraftig eksplosjon. Vi kan si at de neste 24 timene s? er det 20-50 prosent sjanse for at det blir eksplosjoner, men vi aner ikke n?r, forklarer Brekke.
If?lge ham er det noen forh?ndsregler som kan tas n?r det er varslet en solstorm: De systemene som er s?rbare for solstormer kan f?lge ekstra n?ye med slik at de kan ta ulike forh?ndsregler. Satellittoperat?rer kan skru av f?lsom elektronikk p? satellitter. De som er avhengige av at GPS er ekstremt n?yaktig, slik som redningshelikoptre som opererer i d?rlig v?r, b?r bli varslet om mulige begrensninger i systemet. Kraftselskapene kan justere ned belastningen p? transformatorer, ved ? skru av kraftkrevende industri.
– S?rlig kraftselskapene vil bli p?virket av gasskyer som treffer jordens magnetfelt og skaper det vi kaller en geomagnetisk storm. Da blir det veldig flott nordlys, men det induserer str?m i kraftledningene. I verste fall vil dette brenne opp en transformator og da mister man str?mmen, sier Brekke.
Varsles én time f?r stormen treffer
Varslingene kan komme s? sent som en time f?r stormen inntreffer. En av grunnene til dette er at retningen p? magnetfeltet ikke kan ses f?r det kan m?les av satellitter som g?r i bane rundt jorden.
– Hvis magnetfeltet er motsatt rettet av jordens magnetfelt f?r vi en kraftig sammenkobling, men hvis de har samme retning s? blir det som ? sette to slike Brio-tog sammen: De spretter fra hverandre. Da kan denne stormen bare gli forbi uten ? lage noe styr, forklarer Brekke.
Han h?per at Solar Orbiter vil kunne m?le retningen p? magnetfeltet p? et mye tidligere tidspunkt.
Solar Orbiter er bygget for ? t?le oppdraget
Selv om solstormer kan sl? ut satellitter i bane rundt sola, er ikke Fredvik bekymret for at Solar Orbiter skal lide samme skjebne.
– Solar Orbiter vet hvor den skal, den skal veldig n?rme sola. Som alle slike solsatellitter, s? bruker man veldig solide komponenter. Den t?ler mye juling, men i tillegg til solstormene og partiklene som kommer fra sola s? er det veldig varmt der den skal, og derfor har den ogs? et veldig kraftig varmeskjold foran seg, forklarer Fredvik.
P? det n?rmeste skal Solar Orbiter ha en avstand til solen som tilsvarer 1/3 av avstanden mellom jorden og solen. Her vil den v?re eksponert for gasskyene som slenges ut av kraftige solstormer, og selv om disse skyene kan ha en temperatur p? flere millioner grader, er det solstr?lingen som gj?r at det er varmt.
Det er forskjell p? kokende vann og badstue selv om temperaturen er lik
– Det er vanskelig ? snakke om temperatur n?r man er der ute. Selv om det kommer en kraftig solstorm fykende forbi Solar Orbiter, s? er tettheten av den partikkelskyen veldig lav, det er som vakuum som vi klarer ? skape her p? jorda. Derfor er den ikke s? veldig flink til ? overf?re varme til satellitten. Det som gj?r at det blir varmt er direkte sollys, solstr?ling, som varmer, forklarer Fredvik.
En slik gassky kan if?lge Fredvik sammenliknes med ? g? inn i en badstue. Luften der inne kan v?re 100 grader, men det er likevel mulig ? sitte der en kort stund. Hvis du hiver en b?tte med vann p? ovnen vil det f?les mye varmere. Dersom du har et badekar med kokende vann, er det sv?rt farlig. Partikkeltettheten har mye ? si for hvordan temperaturen p?virker deg. Slik er det ogs? for Solar Orbiter.
Avanserte instrumenter
P? Solar Orbiter er det 10 ulike instrumenter som 亚博娱乐官网_亚博pt手机客户端登录er om ? samle data.
– Noen av instrumentene tar bilder av sola. Hvis det kommer en solstorm eller en eksplosjon s? vil disse partiklene komme fram til Solar Orbiter etter et par minutter. Da kan vi m?le magnetfelt, hvor mange partikler det er og hvilken hastighet de har. Da er det lettere ? f? en sammenheng mellom det vi ser skjer p? solskiva og hvordan det har p?virket solvinden og magnetfeltet, forklarer Fredvik.
I tillegg er det satellitter som g?r i bane rundt jorden som kan m?le solstormen idet den n?r oss. Da er det lettere ? forst? hvordan solstormen har beveget seg gjennom rommet og hvordan den utvikler seg, mener Fredvik. Hans rolle i prosjektet er ? motta og tilgjengeliggj?re data fra instrumentet SPICE.
— SPICE er et s?kalt spektrometer. Det vil si at det lager bilder der de ulike fargene i lyset er skilt fra hverandre, forklarer Fredvik.
Regnbuens farger avsl?rer solens mysterier
Han beskriver det litt som at man kan se sollys i en regnbue. Da er det tydelig at lyset inneholder ulike farger.
— Det er to grunner til at vi har lyst til ? unders?ke fargene hver for seg. Det ene er at lys med ulik farge er sendt ut av gass med ulik temperatur. Det andre er at ved hjelp av ganske enkel matematikk kan man bruke disse bildene til ? regne ut hastigheten, tettheten og turbulensen til den gassen som sender ut lyset. Da kan vi se hvordan soleksplosjoner skjer, m?le hastigheter, se i hvilken h?yde det er der soleksplosjonen starter, blant annet, sier Fredvik.
If?lge ham ?ker temperaturen utover i solas atmosf?re. Ved hjelp av dette instrumentet kan de derfor bruke bildene til ? finne ut hvor h?yt over soloverflaten ting skjer.
Norge er navlestrengen til NASA
Norge, som ligger langt nord med forholdsvis lite sol, har likevel et av verdens beste solforskningsmilj?er skal vi tro P?l Brekke. Da Kristian Birkeland var den f?rste som forstod koblingen mellom solen og nordlys har det v?rt forsket p? solen i Norge. P? 50-tallet ble solobservatoriet p? Harestua bygget, og etter hvert dro Norske forskere til USA for ? delta i solforskning med data fra satellitter i rommet.
– Den kunnskapen om sola som man fikk da var enorm, og Olav Kjeldseth-Moe, som var min veileder, tok med seg denne kunnskapen hjem og fikk overtalt de andre p? Institutt for teoretisk astrofysisk til ? begynne med rombasert solfysikk, for det var framtiden, forteller Brekke.
I Norge ble det bygget opp ekspertise p? ? analysere data, og det resulterte i at solforskningsgruppen ved Universitetet i Oslo ble med p? flere st?rre prosjekter, slik som satellitten SOHO og Hinode. Norges beliggenhet har ogs? gjort at det er gunstig ? f? data fra satellittene via Svalbard (Svalsat).
– Vi jukser jo litt fordi vi sitter der hvor dataene ramler ned, s? vi har v?rt litt heldige sammenlignet med andre forskere i verden, smiler Brekke. Vi er p? en m?te navlestrengen til NASA her oppe.
Nettopp fordi Norge er n?rmere polene passerer mange satellitter oftere forbi Svalbard enn de gj?r i USA og det gir bedre tilgang til data. Denne gunstige plasseringen er heldig, men kompetansen som er bygget opp p? dataanalyse gj?r at Norske forskere er med p? ? planlegge nye prosjekter sammen med NASA.
– Den er ikke godkjent enn?, men hvis satellitten MUSE blir godkjent er Norge allerede med, avslutter Brekke.
Lytt til mer fra Universitetsplassen podkast
Universitetsplassen er en forskerbasert podkast om samfunnet produsert av Universitetet i Oslo. Her m?tes b?de unge og erfarne forskere for ? snakke om det de mener er viktig og aktuelt, sammen med gjester fra norsk samfunnsliv.
Vil du gi oss tips og tilbakemeldinger kan du sende en epost til podkast-universitetsplassen@uio.no.