Ny teknik öppnar för att förutsäga framtida solutbrott
Det svenska solteleskopet SST på den spanska ön La Palma har uppgraderats med ny teknik. Teleskopet som drivs av Stockholms universitet har bland annat fått större synfält med bibehållen skärpa och möjlighet att mäta ljusets polarisation vid nya våglängder.
– Den nya tekniken ger oss helt nya möjligheter att kartlägga solens magnetfält, ett viktigt steg på vägen mot att kunna förutsäga den sortens solutbrott som kan ställa till det för oss på jorden, säger Dan Kiselman, biträdande föreståndare för Institutet för solfysik vid Institutionen för astronomi, Stockholms universitet.
Synliggör magnetfält
Mätningarna görs genom att solljus leds in via en lins i toppen av ett högt torn, ner i en källare, där ljuset delas upp mellan olika vetenskapliga instrument. Det nya består i att instrumentet CRISP som observerat i rött ljus bytts ut mot det nya CRISP2, som har ett mycket större synfält: 120 bågsekunder vilket motsvarar 86 000 km på solens yta. CHROMIS, som observerar blått ljus, har fått nya detektorer som ger ett större synfält även där, men också kompletterats med en polarimeter som gör det möjligt att mäta ljusets polarisation, det vill säga dess svängningsplan.
– Det kommer att möjliggöra mätningar av magnetfält genom att observera de spektrallinjer som kallas H och K – förhoppningsvis upp till högre höjder i solatmosfären än vad tidigare varit möjligt, säger Dan Kiselman.
Kartor över solatmosfären
Spektrallinjer uppstår i solatmosfären när atomer absorberar eller sänder ut ljus vid specifika våglängder (färger). Genom att observera vissa speciella spektrallinjer får man information från olika lager i solens atmosfär och kan följa fenomen som fortplantar sig i höjdled.
– Målet med våra ansträngningar är bland annat att kunna göra pålitliga kartor över solatmosfärens struktur och magnetfält, så att vi kan börja följa och kanske till och med förutsäga vad som ska hända utifrån data vi samlar in, säger Dan Kiselman.
Norrsken och magnetiska stormar
På solen förekommer utbrott av energi som är så starka att de kan få effekter på jorden. En variant är ”flare-utbrott”, en sorts magnetiska kortslutningar som initieras på hög höjd över solytan där det är svårt att göra mätningar. En annan variant är ”koronamassutkastningar”, moln av plasma som kastas iväg från solen. Det tar ett par dygn för plasmat att nå jorden, där den krockar med jordens magnetosfär.
– De skakar om och skapar bland annat norrsken och magnetiska stormar, som kan ställa till det för våra tekniska system, säger Dan Kiselman.
Behöver ligga steget före
För det mesta märker vanliga människor på jorden inget av utbrotten, men när de blir extra starka finns det risker. Bland annat finns det risk för extra höga strålningsnivåer av röntgenstrålning högre upp i jordatmosfären, som bland annat påverkar radiokommunikation. En annan effekt är risken för att ett riktigt stort solutbrott ska slå ut elektriska installationer på jorden, i värsta fall hela elsystem. För att kunna förebygga riskerna krävs mer kunskap om solutbrotten, till exempel hur de utlöses, så att de i en framtid blir möjliga att förutsäga genom observationer.
– För att lyckas med det måste vi kunna kartlägga skeenden högre upp i solatmosfären. Vi måste också ha ett stort synfält så att chanserna är goda att vi täcker in ett utbrott i realtid när det sker, säger Dan Kiselman.
Atmosfären sätter gränser
När de tekniska förutsättningarna är på plats krävs ständig beredskap. För trots att förutsättningarna vid La Palma kanske är de bästa på jorden, är det oftast atmosfären som sätter gränser för hur bra data man får.
– Det är som när man ser luft över het asfalt en väldigt varm dag. Luften dallrar och bilderna genom teleskopet blir suddiga och oroliga. Vi kan korrigera för en del av dessa effekter men i slutändan är det när förhållanden är nästan perfekta som man får riktigt användbara data. Mycket tid går därför åt till att vänta på de rätta förutsättningarna och den stadiga luften, säger Dan Kiselman.
Men då och då händer det. När jordatmosfären är stadig samtidigt som det inträffar en viktig händelse på solen, som ett stort solutbrott, samlas det in unika data.
– Vi får inte låta någon dag gå till spillo för man vet inte när den stunden kommer. Då gäller det att allt fungerar, säger Dan Kiselman.
Om SST
Det svenska solteleskopet (SST) är ett av de mest högupplösande solteleskopen i världen med en linsdiameter på strax under en meter.
SST räknas som en forskningsinfrastruktur av nationellt intresse. Det drivs av Institutet för solfysik, som är en del av Institutionen för astronomi vid Stockholms universitet, med stöd av Vetenskapsrådet.
SST togs i bruk 2002, men är trots sina tjugotre år fortfarande ett av världens mest avancerade solteleskop. Beläget 2 400 meter över havet, på ön La Palma, en av Kanarieöarna, är förutsättningarna i atmosfären idealiska. Med den nya tekniska uppgraderingen befäster SST därför sin position som världsledande inom området. Kombinationen av bildkvalitet, synfältets storlek och avancerade instrument som kan arbeta parallellt är unik.
De två instrument som nyligen uppgraderats är:
CHROMIS – en avbildande spektrometer för blått ljus. Det tidigare synfältet på 60x40 bågsekunder har ökat till 80x80 bågsekunder (cirka 57 000 km på solen). CHROMIS har nu också fått en polarimeter vilket möjliggör mätningar av ljusets polarisation (svängningsriktning) i spektrallinjer med vars hjälp magnetfältens styrka och riktning kan uppskattas.
CRISP2 – en avbildande spektropolarimeter verksam i rött ljus som ersätter den tidigare CRISP. Det tidigare cirkulära synfältet med 80 bågsekunders diameter har vuxit till 120 bågsekunder (ca 86 000 km på solen).
Både CHROMIS och CRISP2 är konstruerade som dubbla Fabry-Pérot-interferometrar. De fungerar som smalbandiga optiska filter som kan scanna av spektrallinjerna i solspektrum mycket snabbt.
Finansiering
Uppgraderingen av instrumenteringen och forskningen med den finansieras av Stockholms universitet, samt genom bidrag från Vetenskapsrådet och European Research Council.
Senast uppdaterad: 22 september 2025
Sidansvarig: Kommunikationsavdelningen