Solar Dynamo: “Solar Orbiter” tager de første billeder nogensinde af solpolen

For en bedre forståelse af soldynamo er det bydende nødvendigt at studere solpoler, men alle observationer af Solen indtil videre er foretaget fra området omkring Solens ækvator. Det var ikke muligt at afbilde solpoler på grund af begrænset udsyn fra ekliptikaplanet. For nylig blev banen for "Solar Orbiter"-rumfartøjet succesfuldt vippet 17° under Solens ækvator, hvilket gjorde det muligt for sonden at tage de første billeder nogensinde af Solens sydpol under dens forbiflyvning af Solen i marts 2025 på et tidspunkt, hvor Solen var på sit højdepunkt i sin nuværende solcyklus, og hvor dens magnetfelt var under en vending mod polvending. Analyse af de nuværende resultater og yderligere undersøgelser af Solens polarområder i fremtiden fra skrå baner vil bidrage til en bedre forståelse af solvinden og dermed til en præcis forudsigelse af rumvejret.

Dynamo opfattes generelt som en enhed, der omdanner mekanisk energi til elektricitet, men det betyder også en magnetfeltgenerator. I astronomi refererer det til, hvordan himmellegemer som Jorden eller Solen genererer deres magnetfelter. I Jordens tilfælde genererer den konstante strøm af flydende jern i dens ydre kerne et magnetfelt, der beskytter livsformer og teknisk infrastruktur mod kraftige ioniserende solvinde. Jordens magnetfelt undergår en polvending efter et gennemsnitligt interval på omkring 300,000 år, hvor magnetiske nord- og sydpoler bytter placering. Den sidste magnetiske polvending på Jorden fandt sted for omkring 780,000 år siden.

Solens magnetfelt er meget mere intenst og dynamisk, da den er en stor kugle af hvirvlende plasma. Bevægelser af varme, ladede gasser i det indre, især fra konvektionszonen til fotosfæren, genererer stærke magnetfelter, som i modsætning til Jordens felt ændrer sig dramatisk på en cyklisk måde over et par år og viser solpletcyklus og magnetisk polvending med jævne mellemrum hvert 11. år. Disse ændringer bestemmer solvinden og rumvejret, som har meget stærk indflydelse på livsformer og teknologisk infrastruktur på Jorden, derfor er der behov for en bedre forståelse af soldynamo.

En bedre forståelse af soldynamo kræver observation af solpoler gennem spektroskopi og polarimetri. Solpoler er dog aldrig blevet observeret hidtil på grund af den begrænsede udsynsvinkel, der er tilgængelig for rumsonderne, som er placeret i ekliptikaplanet, en flad skive omkring Solen, hvor Jorden, de andre planeter og alle rumsonder kredser om Solen. Alle billeder af Solen blev taget fra området omkring Solens ækvator. Ekliptikaplanet hælder 7° i forhold til Solens ækvator; dette er dog ikke nok til et klart udsyn til Solens poler. Jordbaserede teleskoper lider også af den samme begrænsning. Heldigvis er denne begrænsning for nylig blevet overvundet.

I februar 2025 var "Solar Orbiter"-sonden fra Den Europæiske Rumorganisation i stand til at vippe sin bane med 17° under solens ækvator uden for ekliptikaplanet efter en slyngeshot-forbiflyvning af Venus. Dette var nok til at få et direkte udsyn til Solens sydpol. I marts 2025 tog sonden med succes adskillige billeder af Solens sydpol.

Disse billeder af Solens Sydpol blev taget på et tidspunkt, hvor Solen passerede gennem maksimumpunktet af sin nuværende solcyklus, og hvor dens magnetfelt var under en vending mod polvending. Billederne viser tydeligt tilstedeværelsen af både nord- og sydpolaritet ved Sydpolen, hvilket indikerer en vending. Som et resultat fremstår Sydpolen i en tilstand af uro. Enkeltpolaritet bør langsomt opbygges efter fuldført vending. De nye billeder burde være nyttige til at forstå mekanismen bag, hvordan polaritet opbygges.

Solar Orbiter-instrumentet foretog også målinger af bevægelsen af solmateriale inden for et specifikt lag af Solen, hvilket kan afsløre, hvordan ioniserede partikler undslipper Solen i form af solvind. Sådanne målinger fra polarområderne ville bidrage til en bedre forståelse af solvinden.

Analysen af resultaterne af de første observationer af Solens polarområde fra sondens nyligt hældende bane og lignende fremtidige undersøgelser ville i høj grad forbedre vores forståelse af Solens magnetfelt, solvinden og rumvejret.

***

Referencer:

Harra, L., Müller, D. Solar orbiter: en kort gennemgang af missionen og tidlige videnskabelige resultater. Astrophys Space Sci 370, 12 (2025). https://doi.org/10.1007/s10509-025-04400-3