SDO

Auringon tornadot eivät olekaan tornadoja

La, 04/07/2018 - 11:51 By Markus Hotakainen

Keskustähtemme pinnalta kohoaa avaruuteen suuria plasmakielekkeitä, jotka näyttävät kieppuvan hurjalla nopeudella. Paitsi että ne eivät kiepu.

Auringon "tornadojen" eli tornadoprotuberanssien luonne on uuden tutkimuksen perusteella tulkittu väärin. Syynä on se, että ilmiöitä on voitu tarkastella vain kaksiulotteisesti.

Tornadoja on havaittu Auringossa jo 1900-luvun alkupuolelta lähtien ja niistä on saatu entistä tarkempaa tietoa esimerkiksi SDO-luotaimen (Solar Dynamics Observatory) avulla. Sen ultraviolettialueen datasta kootuissa videoissa näkyy selvästi tornadojen liike.

Ei kuitenkaan riittävän selvästi. Ilmeisesti jättimäiset tornadot, joilla voi olla mittaa useita kertoja Maan halkaisijan verran, eivät vastoin aiempaa käsitystä pyöri ollenkaan.

Nicolas Labrossen johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on tarkastellut spektroskopian avulla plasman lämpötilan ja tiheyden lisäksi doppler-ilmiötä, joka kertoo sen liikkeestä ja nopeudesta suhteessa meihin. Tuloksena on kolmiulotteinen kuva protuberanssien rakenteesta ja sen taustalla olevasta magneettikentästä.

"Huomasimme, että huolimatta kuvissa näkyvästä protuberanssien ja tornadojen ulkomuodosta magneettikenttä ei ole pystysuora, vaan plasma liikkuu pääasiassa vaakasuunnassa magneettikentän voimaviivojen myötäisesti", Labrosse selittää.

Kuvissa näkyy silti tornadoja muistuttavia muodostelmia, sillä niiden näkösäteen suuntainen rakenne projisoituu kuvitteelliselle tasolle. Tutkimusryhmään kuuluva Arturo López Ariste vertaa ilmiötä lentokoneen vanan näkymiseen.

"Kone lentää vaakasuoraan tietyllä korkeudella, mutta me näemme vanan kulkevan päämme päältä kohti taivaanrantaa. Lentokone ei silti ole syöksymässä maahan."

Auringossa ja Maassa esiintyvien tornadojen välillä ei ole muuta yhteistä kuin ulkonäkö. Maanpäälliset tornadot syntyvät voimakkaista tuulista ja liikkuvat suurella nopeudella, mutta Auringossa ne muodostuvat magneettikentän hallitsemasta plasmasta. Ne ovat "kiinnittyneet" Auringon näkyvään pintaan ja pysyvät siksi paikallaan.

"Todellisuus saattaa kerrankin olla yksinkertaisempi kuin miltä se näyttää", arvelee tutkimukseen osallistunut Brigitte Schmieder.

"Auringon tornadot kuulostavat uhkaavilta, mutta normaalisti niillä ei ole mitään vaikutusta meihin. Jos tornadoon liittyy voimakas purkaus, se voi kuitenkin aiheuttaa avaruussäässä ilmiöitä, jotka saattavat vaurioittaa voimalinjoja, satelliitteja ja viestiyhteyksiä Maassa."

Tutkimuksesta kerrottiin 6. huhtikuuta Liverpoolissa pidetyssä EWASS-kokouksessa (European Week of Astronomy and Space Science).

Kuva: NASA/SDO/GSFC

Magneettinen häkki voi estää Auringon purkauksia

Ma, 02/26/2018 - 10:27 By Markus Hotakainen

Auringossa kuohuu kaiken aikaa, kun mutkikas magneettikenttä myllertää sähköisesti varautunutta plasmaa. Voimakkaiden flare-purkausten yhteydessä avaruuteen sinkoutuu valtaisia hiukkaspilviä – mutta ei aina.

Solar Dynamics Observatory -luotaimen avulla on nyt päästy jäljille siitä, miksi rajuistakaan räjähdyksistä ei ole aina seurauksena koronan massapurkausta, joka sopivaan suuntaan lähtiessään osuu Maahan ja sen magneettikenttään aiheuttaen esimerkiksi kirkkaita revontulia.

Tahar Amarin johdolla on tutkittu 24. lokakuuta 2014 tapahtunutta flare-purkausta ja sen jälkimaininkeja, jotka eivät yllättäen olleet kovin kummoiset. Tuolloin Auringon pinnalla oli Jupiterin kokoinen, kahden viimeisimmän aktiivisuusjakson laajin pilkkuryhmä.

Siihen liittyi hyvin monimuotoisia magneettikenttiä ja voimakasta aktiivisuutta. Lopulta alueella tapahtui kaikkein rajuimpaan eli X-luokkaan kuuluva flare-purkaus, mutta sitä ei seurannut koronan massapurkaus, vaikka sellainen tuntui ilmeiseltä.

SDO-luotaimen tekemät havainnot tuolloin vallinneista magneettikentistä yhdistettiin malleihin, jotka kuvaavat Auringon kaasukehän ulko-osan eli koronan magneettikenttiä. Näin saatiin mallinnettua magneettikentissä tapahtuneita muutoksia juuri ennen voimakasta flare-purkausta.

Mallin mukaan Auringon pinnalla kiemurrellut ja tiiviiksi kietoutunut magneettinen "köysi", jollaisten tiedetään liittyvän koronan massapurkauksiin, jäi vangiksi sen yläpuolella olevien magneettikentän voimaviivojen muodostamaan "häkkiin".

Magneettinen häkki käytännössä esti koronan massapurkauksen synnyn. Flare-purkausta edeltävien tuntien aikana auringonpilkun pyörimisliike kieputti köysimäistä rakennetta yhä tiukemmaksi, mikä teki siitä hyvin epävakaan ja räjähdysalttiin. Lopulta purkaus tapahtuikin, mutta "köysi" ei päässyt irtautumaan pinnasta, sillä sen energia ei riittänyt "häkin" murtamiseen.

Mallinnuksen avulla tutkijat pystyivät myös päättelemään, että mikäli häkki olisi ollut hiemankin heikompi, flare olisi saanut aikaan voimakkaan koronan massapurkauksen.

"Pystyimme seuraamaan aktiivisen alueen kehitystä, ennnustamaan purkauksen todennäköisyyden ja laskemaan maksimienergian, joka purkauksessa voi vapautua", Amari toteaa.

Mallista toivotaan työkalua, jolla pystytään ennustamaan Auringon purkauksiin liittyviä ilmiöitä ja niiden vaikutuksia Maan läheisyydessä vallitsevaan avaruussäähän.

Tutkimuksesta kerrottiin NASAn uutissivuilla ja se on julkaistu Nature-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuvat: Tahar Amari et al./Center for Theoretical Physics/École Polytechnique/NASA Goddard/Joy Ng

Ulkonäkö pettää: rauhalliselta vaikuttava Aurinko on kaikkea muuta kuin vaisu

Viime päivinä Aurinko on ollut täysin pilkuton ja se on näyttänyt varsin vaisulta, mutta totuus on täysin päinvastainen: korona-aukoista puhaltanut aurinkotuuli on pitänyt avaruussään myrskyisänä ja näkyviin on tulossa suurelta vaikuttava pilkkuryhmä.

Yllä oleva video on Aurinkoa koko ajan tarkkailevan Solar Dynamics Obervatory -satelliitin kuvaama. Lauantaina Auringon Maahan näkymättömältä puolelta roihahti näkyviin suuri purkaus, joka on kääntynyt tuoreimmissa kuvissa jo pilkistämään Auringon itäreunalle (kuvissa vasemmalle puolelle). Aurinko pyörii koko ajan akselinsa ympäri, ja siten nyt "takana" olevat aktiivisuusalueet tulevat vähitellen näkyviin myös Maasta katsottuna, ja kiertyvät vähitellen kohti länttä (oikeaa puolta) kadoten noin kahden viikon kuluttua. 

Samalla aktiivisuusalueet kehittyvät. Ne saattavat olla vielä kasvamassa, jolloin ne laajenevat ja muuttuvat aktiivisemmiksi, niihin tulee pilkkuja ja niistä roiskuu kaasua avaruuteen magneettisten voimaviivojen ohjaamana. Tai ryhmät ovat jo vanhoja ja hiipuvat. Tästä tulossa olevasta ryhmästä on vaikea mennä vielä sanomaan mitään, mutta se vaikuttaa aktiiviselta.

Siitä saattaa tulla myös sellaisia purkauksia, jotka saavat aikaan maapallolla revontulia. Täällä pohjoisessa kesäyöt ovat niin valoisia, ettei revontulia voi havaita silmin, mutta eteläisellä pallonpuolella on nyt erinomainen aika nähdä revontulia. 


Aurinko tänään SDO:n kuvaamana. Tulossa oleva pilkkuryhmä näkyy vasemmalla.

 

Heittoisaa avarussäätä juuri nyt

Maata kiertävät satelliitit tuntevat avaruusmyrskyt joka tapauksessa. Avaruussäässä olevat häiriöt eivät vaadi myöskään suuria ja näyttäviä auringonpurkauksia, sillä viime päivinä avaruussää on ollut "huono" ja geomagneettinen aktiivisuus on ollut koholla, vaikka Auringon Maahan näkyvä puoli on ollut pilkuton. Syynä ovat olleet niin sanotut korona-aukot, eli alueet, joiden kohdalla magneettikenttä on sellainen, että Auringosta tuleva hiukkasvirta pääsee puhaltamaan suoraan avaruuteen. 

Tuo nopea aurinkotuuli on osunut Maahan nyt juhannuksen tienoilla ja saanut aikaan myös geomagneettisia myrskyjä. Aurinkotuulen tiheys ja magneettikenttä viittaavat myös siihen, että tilanne jatkuu vielä lähipäivinä – ellei nyt esiin kääntyvä pilkkuryhmä vaikuta osaltaan tilanteeseen.

Muun muassa satelliittioperaattorit seuraavat koko ajan avaruussään kehittymistä, koska avaruusmyrskyt voivat olla vaarallisia satelliiteille. Tulevaisuudessa avaruussääennusteet ovat yhä merkittävämpiä myös maanpäällisille toimille.

Video ja kuva: NASA / SDO

Valtava filamentti Auringossa

Ma, 10/26/2015 - 16:20 By Jari Mäkinen
SDO:n 21.10. ottama kuva Auringosta (suurennos)

Auringon pinnalla on näkyi viime viikolla harvinaislaatuisen kookas ja pitkäikäinen filamentti, eli Auringon pinnan yläpuolella leijuva, magneettikentän paikallaan pitämä pitkä kaasupilvi. Ne ovat hieman Auringon pintaa viileämpää ainetta, ja siksi ne näyttävät tummemmilta.

ProtuberanssejaKyseessä ovat kaasupurkaukset, jotka Auringon sivulla, sen kiekon ylitse ulottuessaan näkyvät kauniina protuberansseina. Tämä tumma viiru on todennäköisesti ollut myös komea protuberanssikaari Auringon pinnalla, mutta näyttäytyy tasaisen tummana viiruna näin yläpuolelta sitä katsottaessa.

Erityisen hyvin ne näkyvät esimerkiksi vedyn alfa-aallonpituuden sekä äärimmäisen ultravioletin alueella, kuten tässä yllä olevassa kuvassa. Silmin filamentteja ei yleensä näe, vaan niiden havaitsemiseen tarvitaan erikoislaitteita – kuten kuvan 21.10. ottanut SDO-satelliitti ja sen ultraviolettiteleskooppi.

Alla on suurennos kuvasta.

Filamentit eivät ole mitenkään harvinaisia, mutta tästä nyt näkyneestä teki erikoislaatuisen sen koko: sen pituudelle olisi mahtunut jotakuinkin 50 maapalloa jonoon. 

Yleensä filamentit ja protuberanssit kestävät muutamia päiviä, mutta toisinaan ne ovat nopeampia ja joskus myös hitaampia. Harvoin ne kestävät ylitse viikkoa. 

Suuriksi äityessään ne ovat voimakkaita kaasupurkauksia, jotka sysäävät avaruuteen lentävän kaasupilven, joka esimerkiksi Maahan osuessaan synnyttää avaruusmyrskyn.

Suurissa purkauksissa kaasu ei ole enää kauniisti kaarimaisessa muodossa, vaan kaari repeytyy auki ja kaasu sinkoaa suoraan avaruuteen.

Kuva: NASA/SDO

Tagit

Paljastava röntgenkuva Auringosta

To, 07/09/2015 - 10:40 By Markus Hotakainen
Aurinko röntgensilmin

Tänä kesänä tuntuisi tarvitsevan röntgenkatseen ylipäätään nähdäkseen Auringon, mutta nyt ei ole kyse mistään Teräsmiehen visiosta. Auringon röntgenkuva ei myöskään ole läpivalaisuotos päivätähdestämme, vaan siinä näkyvät röntgensäteilyn aallonpituuksilla hohtavat Auringon ulkokerrokset.

Ihmissilmän havaitsema näkyvä valo tulee Auringon fotosfääristä, jonka lämpötila on noin 5 500 celsiusastetta. Sen paksuus on vain kolmisensataa kilometriä ja siksi Auringolla näyttää olevan pinta, vaikka se onkin kaasumaista plasmaa.

Fotosfäärin yläpuolella on kromosfääri, jossa lämpötila kohoaa 10 000 kilometrin matkalla noin 20 000 asteeseen. Uloimpana on korona, jossa lämpötila on jopa kaksi miljoonaa astetta. Koronalla ei ole tarkkaa ulkoreunaa, vaan se muuttuu vähitellen aurinkotuuleksi, sähköisesti varattujen hiukkasten puhuriksi, joka ulottuu kauas planeettojen tuolle puolen.

Auringon ulko-osien kuuma plasma lähettää röntgensäteilyä, joka onneksemme kilpistyy Maan ilmakehään. Siksi Auringosta saadaan röntgenkuvia vain satelliittien avulla.

29. huhtikuuta 2015 otettuun kuvaan on yhdistetty useiden satelliittien havainnot, jolloin saadaan näkyviin erilaisia Auringon aktiivisten alueiden ilmiöitä. Röntgensäteilyllä ei ole väriä, joten kuva on käsitelty tietokoneella. 

NASAn NuSTAR-satelliitin (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) havaitsema suurienerginen röntgensäteily on värjätty siniseksi. NuSTARin varsinainen tehtävä on tutkia mustia aukkoja ja supernovia, mutta sen teleskoopeilla voidaan tehdä havaintoja myös Auringosta.

Vihreä vastaa japanilaisen Hinode-satelliitin mittaamaa vähemmän energistä röntgensäteilyä. Keltainen ja punainen väri puolestaan markkeeraavat NASAn SDO-satelliitin (Solar Dynamics Observatory) havaitsemaa äärimmäisen ultraviolettialueen säteilyä. 

Auringon aktiivisilla alueilla tapahtuu flare-purkauksia, jotka sinkoavat avaruuteen sähköisesti varattuja hiukkasia ja voimakasta säteilyä. Niiden lisäksi Auringossa esiintyy pienempiä mikroflareja, joissa vapautuva energia on vain miljoonasosa isoista flare-purkauksista.

Auringossa oletetaan tapahtuvan myös nanoflareja, jotka ovat vieläkin pienempiä. Niiden energia on vain miljardisosa suurissa flare-purkauksissa vapautuvista energiamääristä. 

Nanoflareja arvellaan ratkaisuksi Auringon ulkokerrosten ongelmaan: miten alle kuudentuhannen asteen lämpötilassa vellovan fotosfäärin ja 20 000-asteisen kromosfäärin yläpuolella koronan lämpötila voi kohota miljooniin asteisiin.

"Aurinko on jo siirtymässä aktiivisuussyklinsä rauhalliseen vaiheeseen, mutta minimiin on aikaa vielä jokunen vuosi", toteaa Iain Hannah Glasgow’n yliopistosta. "Siksi meidän on vielä odotettava tovi, jotta pystymme tekemään havaintoja näistä pienemmistä purkauksista."

Kuva julkaistiin eilen Llandudnossa, Walesissa parhaillaan käynnissä olevassa Royal Astronomical Societyn vuotuisessa kokouksessa ja siitä kerrottiin seuran uutissivuilla.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/GSFC/JAXA

 

Suuri purkaus Auringossa eilen – lisää roihuamista odotettavissa

To, 06/18/2015 - 21:36 By Jari Mäkinen
AR2371

Auringossa tapahtui eilen suuri purkaus, joka liittyi suureen auringonpilkkuryhmään AR2371 (kuva yllä). Se on kääntymässä Auringon pyöriessä akselinsa ympäri kohti maapalloa olevalle puolelle ja samalla se on paitsi kasvamassa, niin myös muuttumassa yhä aktiivisemmaksi. AR2371:n lisäksi Auringossa on näkyvissä myös toinen suuri pilkkuryhmä, AR2367.

Eilinen M3-luokan purkaus (toiseksi voimakkain kategoria) oli suurin purkaus Auringossa pariin kuukauteen. Maaliskuussa ollut edellinen purkaussarja sai aikaan kauniita revontulia, joita ihasteltiin myös eteläisen Suomen taivaalla. 

Pilkkuryhmien magneettikentät ovat havaintojen mukaan otolliset lisäpurkauksiin, ja ne ovat olleet hyvin aktiivisia jo jonkin aikaa. Esimerkiksi toissa yönä klo 4:30 Suomen aikaa AR2365 purskautti komean protuberanssin, jonka mm. NASAn Aurinkoa tarkkaileva Solar Dynamics Observatory -satelliitti kuvasi; kuva videosta on alla.

 

Auringon yleinen aktiivisuus on parhaillaan laskemassa ja arvioiden mukaan nyt käynnissä oleva 24. auringonpilkkusykli, joka alkoi tammikuussa 2008 ja päättynee vuoden 2020 tienoilla. Syklien laskeminen alkoi ensimmäisten kunnollisten auringonpilkkuhavaintojen myötä vuonna 1755, ja ne ovat keskimäärin 11 vuotta pitkiä aktiivisuuden vaihtelujaksoja, jotka pystyy havaitsemaan hyvin auringonpilkkujen ja niiden muodostamien ryhmien määrässä Auringon pinnalla. Pilkkuryhmät ovat aktiivisuusalueita, ja niistä leimahtelee silloin tällöin purkauksia avaruuteen.

Nyt käynnissä oleva pilkkusykli on erikoinen, koska sen aikana Auringon aktiivisuus on ollut vähäisintä koko havaintohistorian kuluessa. Lisäksi yhden selvän aktiivisuusmaksimin sijaan piikkejä pilkkujen määrässä on ollut kaksi: ensimmäinen keväällä 2012 ja toinen viime vuoden keväällä. Tämä tuplamaksimi ei ole erikoinen, vaan sellaisia on havaittu usein aiemminkin – myös edellinen sykli oli sellainen. 

Tämän syklin voimakkaimmat toistaiseksi havaitut purkaukset tapahtuivat 9. elokuuta 2011 ja 7. maaliskuuta 2012, jotka kummatkin olivat voimakkaita X-luokkaan kuuluvia purkauksia. Maaliskuun 2012 purkaus sai aikaan myös geomagneettisen myrskyn.

Siitä, tuleeko tästä eilisestä purkauksesta geomagneettinen myrsky, ei ole vielä tietoa. Mitään suurta häiriötä se tuskin aiheuttaa, eikä valoisien kesäöiden vuoksi revontulia voi nähdä Suomessa, vaikka niitä taivaalle tulisikin. Eteläisellä pallonpuolella niitä sen sijaan saattaa näkyä.

Kuva: Aurinko eilen ja toissapäivänä SDO:n kuvaamana.

Auringonpurkauksen kehittymistä voi seurata reaaliajassa mm. SOHO-satelliitin ja SDO:n sivuilla. Palaamme asiaan, kun mm. mahdollisesta aurinkomyrskystä tulee lisätietoja.

Tätä alun perin 18.6. illalla julkaistua juttua on päivitetty aamulla 19. kesäkuuta.