Vårdagjämningen är det ögonblick då solskivans centrum passerar himmelsekvatorn på väg norrut. När det här sker står solen exakt lodrätt över jordens ekvator. Och det gör den alltså på onsdag strax efter fem på morgonen finsk tid.
Och när det här sker är, som vi vet, dagen och natten ungefär lika långa. Efter vårdagjämningen blir dagen längre på norra halvklotet än på södra halvklotet. Det sker med fart nu, dessutom – ljuset ökar som allra fortast just den här tiden på året.
Den andra grejen som gör solen aktuell just nu är att vi kanske redan har nått solfläcksmaximum. Det vill säga den mest aktiva fasen i solens cirka elva år långa solfläckscykel. Den som pågår just nu är nummer 25 sedan man började bokföra de här faserna.
Vi ska ta en titt på vad en solcykel innebär. På hur solen egentligen fungerar. Vi ska följa en ensam liten ljuspartikels tiotusentals år långa resa från solens hjärta till ditt öga. Och vad rymdväder egentligen handlar om.
Vill du se en stjärna...
Till att börja med, några ord för att introducera det här avsnittets stjärna. Och då menar jag bokstavligen en stjärna. En av kanske tvåhundra miljarder stjärnor som dansar sin eviga ringdans runt centrum av galaxen som vi kallar Vintergatan. Men hon är vår stjärna.
Och vilken stjärna hon är! Solen är det största enskilda objektet i jordens närhet, det största objektet på drygt fyra ljusårs radie. Två kvintiljoner ton superhett, joniserat plasma. 70 procent av solens massa är väte, och resten huvudsakligen helium. Solens diameter är cirka 109 gånger större än jordens, vilket gör den drygt en miljon gånger större än jorden sett till volym.
Faktum är att det inte hjälper värst mycket att lägga till alla de övriga planeterna i vår vågskål. Inte ens den mäktiga Jupiter förändrar det faktum att omkring 99 procent av hela solsystemets massa finns i solen. Vi bor bokstavligen på ett gruskorn i rymden.
Men lyckligtvis håller solen vårt gruskorn i sitt trygga grepp med sin massiva gravitation. Inte för nära – jorden kretsar på cirka 150 miljoner kilometers avstånd från vår kära stjärna. Ändå räcker hennes obegripligt starka utstrålning i princip till för att förblinda oss och steka vårt skinn knaprigt, om vi inte är försiktiga.
Nå, viktigare är ändå att solen ger oss all den energi som uppehåller det biologiska livet på jorden och håller igång vårt väder och våra havsströmmar. Vi har bokstavligen solen att tacka för att vi existerar.
Inte ens gudar är eviga
Märker ni, jag låter nästan religiös när jag beskriver solen. Och det är ju inte så konstigt att så många kulturer har dyrkat solen som en gud. I Grekland talade man om Helios, i den assyriska och babyloniska mytologin hette solguden Shamash, i Egypten var det Ra, i Indien i sin tur Surya. I den romerska mytologin hittar vi guden Sol Invictus, som troligen har gett oss namnet vi använder för vår stjärna – solen.
Om gudar säger man ju ofta att de är odödliga, eviga. Och vår sol är ju förvisso gammal, väldigt gammal. Fyra komma sex miljarder år – fyra tusen sex hundra miljoner år. Hon kanske själv skulle föredra att vi talar om medelålders, för det är hon i princip om vi utgår från hennes totala, förväntade livslängd.
Men solen kommer inte att leva för evigt. Solen kommer att dö en gång, också om vi människor inte behöver oroa oss för det – vi kommer att vara borta sedan länge, länge vid det laget. Men då hon dör, kommer det att ske med en skräll som inte lämnar något utrymme för tvivel. Och hon kommer att ta med sig sina planetbarn i förgängelsen. De innersta planeterna, inklusive jorden, kommer bokstavligen att slukas av solen då den sväller upp inför sin dödskamp.
Men då går vi händelserna i förväg. Det här kommer inte att ske förrän om fem miljarder år eller så.
Solen – jag kommer att hänvisa till den som ”den” från och med nu. Genustermer känns lite malplacerade när vi talar om stjärnor, utom då man vill vara lite poetisk. Solen är i princip ett enormt kärnkraftverk i rymden. En fusionsreaktor, närmare bestämt. Ett annat sätt att beskriva solen är att den är en kontinuerlig vätebombsexplosion som har detonerat i mer än fyra och en halv miljarder år.
Själva kärnreaktorn finns, lämpligt nog, i solens kärna som utgör ungefär hälften av solens totala massa. Solens kärna är följaktligen mycket tätt packad, med omkring tio gånger högre densitet än bly. På grund av den höga temperaturen och det höga trycket i kärnan kan kärnfusion uppstå. I praktiken går det ut på att väteatomer slås ihop så att helium bildas. I samma veva frigörs enorma mängder energi. Just den energi som får solen att lysa.
En ljusglimts resa från solens hjärta till ditt öga
Apropå det, det här med hur den här energin slutligen kommer ut ur solen och når oss är otroligt spännande. Fusionsreaktionerna i solens kärna frigör alltså energi i form av energirika fotoner, närmare bestämt som gamma- och röntgenstrålning. De här fotonerna, alltså ljuspartiklarna, börjar nu sin långa resa upp mot solens yta. Det är en resa på nästan 700 000 kilometer, vilket sist och slutligen inte är så mycket, det finns bilar som har rullat mycket mer än så under sin livstid.
Men en stackars liten ljusglimt, en foton som har genererats i solens kärna, kan inte bara ta den rakaste vägen direkt till solens yta. Neutrinerna som också bildas i solens kärna, de kan göra det eftersom de saknar laddning, och för dem tar det bara ett par sekunder. Men en foton kan inte göra det, den får kämpa mot den extremt höga densiteten, mot all tätt packad, superhet, joniserad gas inuti solen.
Så vad fotonen genomgår är en process som kallas strålningsdiffusion. I den här processen färdas fotonen bara superkorta avstånd åt gången innan den absorberas och spottas ut igen av partiklar som den stöter på i solens täta plasma, i stil med elektroner och vätejoner. Den här evinnerliga kedjan av absorption och återutsläpp sker otaliga gånger när fotonen sakta, sakta arbetar sig igenom solens inre, upp mot ytan. I genomsnitt kan en foton som genereras i solens kärna ta tiotusentals eller hundratusentals år på sig att nå ända upp till solens yta.
Allt det här kämpandet gör att fotonen, som började som högenergetisk gammastrålning, fullpackad med ivrig energi, i det skedet då den når solens yta har ”tröttnat”. Till den grad att den ”bara” är vanligt, synligt ljus, av den sorten som glittrar på vågorna på Kyrkfjärden sedan när isen går.
Apropå det, nu när vägen är fri, passar vår lilla foton på att sträcka på benen rejält. Nu flyger den iväg ut genom rymden, bokstavligen med ljusets hastighet, 300 000 kilometer i sekunden.
Med den här hastigheten tar det bara cirka åtta minuter för fotonen att färdas över den enorma vidden på 150 miljoner kilometer som separerar solen och jorden. Och där träffar den, av alla tänkbara saker, just ditt öga och får dig att säga ”oj vilket vackert vårväder” eller någonting liknande. Det skulle fotonen säkert bli glad att höra om den hade öron.
Solens mäktiga magnetfält
All den här massan av plasma och joniserad gas som jäser och bubblar där inne i solen, som fotonen måste kämpa sig förbi, åstadkommer olika fysikaliska fenomen som påverkar solens beteende. Ett av de viktigaste av de här fenomenen är solens magnetfält.
Solen har, precis som jorden, ett magnetfält, fast mycket större och kraftigare än jordens motsvarande. Det här magnetfältet kommer sig av en process som kallas soldynamon. Man tror att magnetfältet uppstår genom samspelet mellan solens rotation, som varierar i hastighet beroende på latitud, och konvektiva rörelser i solens yttre lager. Den här dynamomekanismen är alltså ansvarig för att generera och uppehålla solens magnetfält.
De magnetiska slingorna i det här magnetfältet blir ofta vridna och förvrängda av plasmans rörelser. Det här kan leda till att det uppstår så kallade solfläckar. De är aningen mörkare och svalare områden med koncentrerade magnetfält som för oss ser ut som svarta fläckar på solens ansikte – solfläckar, med andra ord.
Solfläckar har observerats sedan anno dazumal. Redan i antikens Grekland, och det forna Kina, var den tidens vetenskapsmän medvetna om det här fenomenet. Men man började observera och bokföra solfläckscykler på allvar på 1600-talet. En av de första kända observationerna av solfläckar gjordes av Galileo Galilei 1610.
Men tillbaka till själva fläckarna: Jag sade alltså att solfläckar är ”svalare” än omgivningen, men det är ju en relativ term. Temperaturen på solfläckarna är vanligtvis runt 3 500 till 4 500 grader Celsius. Det här medan medeltemperaturen på den omgivande solytan, känd som fotosfären, ligger på cirka 5 500 grader Celsius. Jag menar, svalare, jo, men det är ju inte svalkande precis.
Solfläckarna orsakas som sagt av slingorna i solens magnetfält som vrider och slingrar sig, och med tiden blir de lite ”trassliga”. Då kan de genomgå en process som kallas magnetisk omkoppling. När det här händer, riktar magnetfältets linjer om sig – lite som ett gummiband som brister – vilket frigör våldsamma mängder energi, plötsligt och brutalt. Då kan solen kasta ur sig en så kallad solfackla eller en koronamassutkastning.
En solfläckscykels anatomi
Den här sortens händelser är vanligare – och intensivare – under perioder med många solfläckar. Och hur det nu råkar sig – just nu råkar vi ju befinna oss i den mest aktiva fasen av en så kallad solfläckscykel, nummer 25 sedan observationerna inleddes. En solfläckscykel är cirka elva år lång, fast längden kan variera mellan 9 och 14 år. Under en sådan här cykel ökar antalet solfläckar på solens yta tills vi når maximum, som just nu, och sedan börjar de avta igen.
Toppen på den nuvarande cykeln förväntades ursprungligen inte förrän 2025, men enligt en nyhet från förra veckan kan solen redan nu ha gått in i den mest aktiva, och samtidigt den farligaste fasen. Då är solen som allra mest benägen till att få ett ”raseriutbrott”.
Är det fråga om ett riktigt starkt magnetfält som säger ”snapp”, talar vi om ett solutbrott, eller en soleruption. Resultatet blir i praktiken en kaskad av laddade partiklar som slungas ut i rymden, i värsta fall rakt mot jorden. Och det här kan skada satelliter och slå ut elnät, radiokommunikation och tele- och datatrafik. Man talar också om en geomagnetisk storm.
Det är ett spännande faktum att vi inte har haft en riktigt katastrofalt stark soleruption i modern tid, sedan allting blev fullproppat med elektronik. Så vi vet egentligen inte exakt vilken sorts förstörelse en sådan händelse skulle kunna åstadkomma, i värsta fall.
Men vi känner till super-solstormar från historien. Den allra berömdaste händelsen av det här slaget är känd som 1859 års geomagnetiska storm, eller Supersolstormen 1859, eller Carrington Event. Den inträffade i september 1859 under solcykel 10.
Alla sådana här utbrott märks inte nödvändigtvis ens av här på jorden, särskilt de som inte är riktade åt jordens håll. Men 1859 års utbrott var uttryckligen riktat hitåt, och den gången fick solen in en riktig fullträff.
Jag har talat om det här förr, men speciellt när vi nu lever mitt i ett solfläcksmaximum just nu – föreställ er det följande med datorer istället för telegrafer.
När solen gav jorden en rejäl smocka
Explosionen som inträffade på solen den gången ägde alltså rum en tidig septembermorgon 1859 brittisk tid. Den observerades av två brittiska astronomer på var sitt håll, Richard Carrington och Richard Hodgson.
Amatörastronomen Richard Carrington beskriver det hela som ”två fläckar av intensivt starkt och vitt ljus” som flammade upp från solfläckarna han observerade. Fem minuter senare försvann eldkloten, men skottet var hur som helst avfyrat.
Följande natt började telegraferna över hela USA bete sig konstigt. E.W. Culgan, chefen för en telegrafstation i Pittsburgh i USA, rapporterade att telegrafledningarna med ens överbelastades av en så kraftig ström att telegrafens platinakontakter hotade smälta och skurar av gnistor slog ut ur kretsarna.
I Washington, D.C. blev telegrafoperatören Frederick W. Royce allvarligt skadad när en elektrisk båge sköt ut från en jordledning till hans panna. Vissa telegrafstationer rapporterade också att kraftiga överspänningar fick telegrafpapper att fatta eld.
Själva atmosfären var så laddad av stormen att telegrafisterna gjorde en smått otrolig upptäckt: de kunde koppla ur sina batterier och fortsätta sända meddelanden till Portland, Maine utan någon extern strömkälla, med blotta laddningen i luften.
Över hela planetens nattsida blossade färggranna norrsken upp på himlen. Tidningar från Frankrike till Australien från den tiden innehåller skildringar av lysande norrsken som förvandlade natten till dag. Vi här i norr är ju vana vid norrsken, men skenen från Carringtonstormens partikelskurar sträckte sig så långt söderut att de sågs på Kuba och Jamaica där folk inte hade erfarenhet av dylika fenomen.
Så många blev rejält skrämda, men också genuin förvirring rådde. I Abbeville, South Carolina, vaknade murare upp och började lägga tegelstenar tills de insåg vad klockan var och gick tillbaka hem och lade sig. Det berättas också att lärkorna väcktes ur sin sömn en timme efter midnatt och började sjunga för full hals. I Boston utnyttjade folk ljuset från norrskenen till att läsa tidningen.
Energi som i tio miljarder atombomber
Hur som helst, astronomen Richard Carrington i England hade, oavsett om han förstod det eller inte, bevittnat den verkliga orsaken bakom de bisarra händelserna med sitt teleskop: en massiv flare från solen, med energin hos tio miljarder atombomber.
Carrington-stormen, som den alltså kallas numera, är den mest kraftfulla geomagnetiska storm som mänskligheten har ens någon sorts direkta vetenskapliga observationer av. Tills vidare, det vill säga – ska någonting av samma kaliber hända igen, så finns det i princip en förhöjd risk för det under de följande två-tre åren eller så, i princip. Jag säger inte att det kommer att hända, men i princip.
Solfläcksmaximum för cykel 25 är inte heller officiellt utlyst ännu, det handlar tills vidare bara om enskilda forskare som har noterat att mycket tyder på det. Forskarna brukar vänta några år med att pricka in maximum, när man har alla data och kan se på skeendena i ett längre perspektiv.
Men i varje fall – också om vi nu inte drabbas av en ny Carrington-storm, vad kan vi vänta oss under de följande två åren eller så? Tja, också om solfläckarna kommer att börja minska i antal, brukar antalet kraftfulla solutbrott faktiskt nå sin topp först efter solmaximum, vilket betyder att vi kommer att ha flera år av ökad risk för solstormar.
Om någon av de största stormarna får in en riktig fullträff mot jorden, kan den i värsta fall slå ut både en stor del av satelliterna och den markbaserade infrastrukturen, och i värsta fall orsaka skador för biljoner euro.
Tidigare forskning tyder också på att geomagnetiska störningar orsakade av solstormar kan störa navigeringsförmågan hos migrerande djur, i stil med valar. Som ett resultat av det här kan vi se en ökning av antalet strandade valar under de närmaste åren.
Rymdvädrets vackrare ansikte
Men för det mesta kommer solens eventuella temperamentsutbrott att märkas främst genom den ökade mängden foton av norrsken i våra Facebookflöden. Under solens mer aktiva perioder sträcker sig norrskenen ofta längre söderut, så folk i kontinentala Europa kan också få njuta av dem – där som ljusföroreningarna inte är för svåra.
Hur som helst, den som vill hålla en koll på rymdvädret – jo, så heter det – kan till exempel bokmärka Spaceweather.com. De har allt det senaste kring det som solen har för sig, inklusive prognoser för den närmaste framtidens norrskensutsikter.
Nu har vi mest talat om det som sker när solen är extra aktiv. Men det finns också mycket att säga om solens tystare faser. Den förra solfläckscykeln, nummer 24, började i december 2008 och avslutades i december 2019. Den var en av de stillsammare i mannaminne med ovanligt låg aktivitet på solen och väldigt lite fläckar. Då förutspådde bland annat Nasa att nummer 25 skulle komma att bli ännu tystare. Vissa forskare talade till och med om att ett nytt så kallat Grand Minimum var på kommande. De kan pågå i flera generationer.
Men så blev det ju inte. Cykel 25 har varit hyfsat livlig. Inte rekordlivlig, men i alla fall med mer action än vad prognoserna tydde på.
Men förr eller senare står vi igen inför ett nytt stort solfläcksminimum, kanske i stil med Maunders minimum, som var en period med extremt låg solfläcksaktivitet. Solen var då i princip nästintill utan fläckar i flera årtionden, under en period som inträffade mellan ungefär 1645 och 1715.
Hur det nu råkade sig, den här perioden sammanföll med en kallare klimatfas känd som den lilla istiden. Det finns alltså sannolikt en koppling mellan solens aktivitet och klimatet också. Inte så att uppvärmningen som vi orsakar skulle gå att bortförklara med solens cykler – men solfläckarna har också en viss klimatkoppling, en som fortfarande är ganska dåligt utforskad.
Och till slut: Glad vårdagjämning! Den inträffar i år på onsdag, den 20 mars klockan 05.06 finsk tid. Sedan härskar Sol Invictus igen i ett halvår.