Ny metod förutspår skadliga solstormar

2020-08-24 10:29  

Solstormar riskerar att slå ut både satelliter och elnätet. Med beräkningar av forskare i Lund har det blivit möjligt att förutspå utbrotten på ett säkrare sätt, och förhindra skador på kritisk utrustning.

Han beskriver det som att bedriva meteorologi i rymden. Tillsammans med kollegorna vid Lunds universitet har Tomas Brage, professor i matematisk fysik, gjort beräkningar som banar väg för ett nytt sätt att förutspå solstormar.

Grunden till stormarna är att magnetisk energi överförs till termisk, och stormar av laddade partiklar kan slå ut allt från satelliter i rymden till elektronik och elnät på vår jord.

– Solstormar skapar problem för oss. Vårt samhälle blir allt känsligare i takt med att vi får allt mer känslig elektronik. Då ökar behovet av den här typen av rymd-meteorologi. Genom att förutspå solens skadliga utbrott kan vi bättre skydda våra instrument, vårt samhälle och vår hälsa, säger Tomas Brage till Ny Teknik.

Läs mer: De mest högupplösta bilderna av solen någonsin

Solen starka magnetiska fält och den energi som finns där omvandlas till termisk energi i koronan, solens yttre atmosfär. Det här gör koronan väldigt het, miljontals grader varm (medan det vi kan se av solen är runt 6 000 grader varmt). Det här skapar också den aktivitet som orsakar solstormar, förklarar Tomas Brage.

Blir möjligt att följa solens magnetfält

Problemet är att det inte finns någon kontinuerlig och enkel metod att studera koronans magnetfält. Lundametoden innebär att man får ett sätt att i en framtida rymdmission träffsäkert kunna följa och kartlägga dessa fält, något som tidigare metoder inte har lyckats med, berättar Tomas Brage.

– Att göra det på ett spektroskopiskt sätt, genom att mäta ljuset från solen, det är något nytt och gör det möjligt att följa solens magnetfält, och förutse solstormar, förklarar han.

En viktig nyckel till genombrottet har varit studiet av den kvantmekaniska strukturen hos en järnjon som är vanligt förekommande i koronan, och sambandet mellan denna jon och de svagare magnetfälten i koronan.

När en jon, det vill säga en laddad atom, är i ett magnetfält påverkas den av magnetfältet. Problemet är att magnetfälten inuti jonen är väldigt stora, mycket större än vad vi kan återskapa i ett labb på jorden. Det har gjort det svårt att observera det relativt svaga magnetfältet utanför jonen i koronan, berättar Tomas Brage.

– Men tack vare en kvantmekanisk interferens, där två tillstånd med olika egenskaper som råkar ligga nära i energi utbyter egenskaper (jämför Schrödingers katt), kan det yttre magnetfältet, som bara ”kittlar” jonen lite grann, ändå få den att sönderfalla och skicka ut ultraviolett ljus på ett nytt vis, som vi kan observera. På så sätt kan vi följa magnetfälten på ett sätt vi inte har kunnat göra tidigare, säger han.

Forskarna vid Lunds universitet har stått för de avancerade simuleringarna bakom metoden. Forskare vid kinesiska Fudan-universitetet har utfört laboratorieexperimenten – i en jonfälla där man kan återskapa förutsättningarna i solens tunna och heta korona.

Studien har publicerats i den vetenskapliga tidskriften The Astrophysical Journal Letters. En internationell forskargrupp, ledd från Lunds universitet, ligger bakom forskningen.

Ania Obminska

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt