Helioseismologit ovat lopulta pääsemässä perille siitä, mitä tapahtuu Auringon sisässä. Siellä kumisevat ääniaallot tuovat kauan kaivattua tietoa auringonpilkkujen laadusta ja alkuperästä.

TEKSTI:Leena Tähtinen


Sisältö jatkuu mainoksen alla

Helioseismologit ovat lopulta pääsemässä perille siitä,
mitä tapahtuu Auringon sisässä. Siellä kumisevat ääniaallot
tuovat kauan kaivattua tietoa auringonpilkkujen laadusta ja alkuperästä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehdessä

5/2002

  tiedämme nyt, että auringonpilkkujen juurilla on vipinää, sanoo professori Alexander G. Kosovichev yliopistonsa Stanfordin tutkimustiedotteessa. - Kumina kertoo, että pilkkuihin liittyvät kaasuvirtaukset ovat hyvin voimakkaita.

Kumina? Voiko Aurinkoa muka kuunnella? Eihän ääni kantaudu tyhjän avaruuden halki.

Kuuma kaasu tuottaa ääniaaltoja

Tähtitieteilijöillä ei itse asiassa ole kojeita, joilla kuunnella Aurinkoa. Sen sijaan heillä on laitteita, jotka rekisteröivät Auringon pintaan osuvien ääniaaltojen aiheuttamaa värähtelyä. Kyse on pienestä, sykkeenomaisesta liikkeestä.

Ääniaallot johtuvat energiasta, joka nousee tähden ytimestä ja liikuttaa pinnan tuntumassa olevaa kaasua. Tämä " kiehunta" aiheuttaa paine-eroja, joista seuraa ääniaaltoja.

  ja saavat sen pinnan värähtelemään kirkonkellon lailla.

Kakofoniaa ollut vaikea tutkia

Periaatteessa Auringon värähtelyn seuraaminen, helioseismologia, kertoo Auringon sisäosista samalla tavalla kuin maanjäristysten aiheuttamien seismisten aaltojen mittaaminen maapallon sisuksesta. Aaltojen taajuus ja voimakkuus nimittäin vaihtelevat sisustan olojen mukaan. Helioseismologien ongelmana on kuitenkin se, että Aurinkoa lävistävät aallot eivät synny yhdessä tai kahdessa paikassa kerrallaan. Tähdessämme etenee jatkuvasti kymmeniätuhansia erilaisia ääniaaltoja. Selvitä tästä sitten yksittäisten aaltojen taajuudet ja voimakkuudet!

  tavallisen viulun välillä.

Soho-satelliitti luotaa syvältä

Helioseismologian kulta-aika alkoi 1995, kun Soho-satelliitti lennätettiin 1,5 miljoonan kilometrin päähän havaitsemaan Aurinkoa. Sohossa on kolme Auringon värähtelyä mittaavaa laitetta. Auringonpilkkuhavainnoissa käytetty MDI (Michelson Doppler Imager) erottaa jopa millin värähtelyn.

Auringon aktiivisuuteen - 11 vuoden jaksoissa tapahtuvaan kirkkauden kasvuun ja kiihtyvään kaasunruiskutteluun - liittyvien auringonpilkkujen laatua ja alkuperää on ihmetelty Galileo Galilein ajoista.

Koulukirjat kertovat, että pilkku muodostuu sykkyrälle kiertyneen magneettikentän estäessä ympäristön kuumaa kaasua virtaamasta paikalle. Näin syntyy kylmä kohta, joka näyttää tummalta pilkulta.

Mutta mikä kasvattaa kymmenientuhansien kilometrien kokoisia pilkkuja? Ja mikä pitää laikut koossa päiviä tai viikkoja? Vastausta toivotaan helioseimologiasta.

- Ennen Sohoa pystyimme tutkimaan auringonpilkkuja vain pinnalta. Nyt olemme vihdoin päässeet kartoittamaan pilkun alla olevan kaasun lämpötilan ja liikkeen, sanoo Philip H. Scherrer, Stanfordin yliopistosta hänkin.




Helioseismologia kautta aikojen

• 1962 Auringon havaittiin sykkivän. Värähtelyä pidettiin pinnan ilmiönä.

• 1970 muuan nuori tutkija hoksasi, että Auringon värähtely johtuu sen sisällä risteilevistä ääniaalloista.

• 1975 Auringossa havaittiin ensimmäiset erilliset ääniaallot.

• 1980-luvulla perustettiin maanpäällisiä havaintoasemia ja mitattiin oskillaatiota ensimmäisen kerran avaruudesta.

• 1990-luvulla saatiin lisää maanpäällisiä havaintoverkkoja, mm. Gong (The Global Oscillation Network).

• 1995 avaruuteen laukaistiin Soho (Solar and Heliospheric Observatory). Sen mittalaitteet luotaavat Aurinkoa ennätysmäisen syvältä.


Kylmän pilkun alla polttaa

- Kylmän auringonpilkun alla ääniaallot etenevät odotusten mukaan eli hitaasti. Noin 5 000 kilometrin syvyyydessä ne kuitenkin äkkiä virkistyvät, Kosovichev sanoo.

- Nopeutuminen vihjaa kuumemmasta ympäristöstä. Näyttää siis siltä, että viileiden pilkkujen juuret ovat kuumat.

 Kosovichevin mukaan havainto tarkoittaa, että pilkut ovat kylmiä vain suhteellisen lähellä pintaa - 5 000 kilometriä ei ole Auringossa matka eikä mikään, sillä tähden pinnasta sen keskustaan on noin 700 000 kilometriä.

Sisään virtaus pitää pilkun koossa

Tutkijat ovat yllätyksekseen havainneet myös, että auringonpilkun alla oleva kaasu virtaa lähes 5 000 kilometrin tuntinopeudella Auringon keskustaa kohti. Aikaisemmin pilkun tienoilla oli havaittu vain ulospäin liikkuvaa kaasua.

Uusien tulkintojen mukaan sisään virtaava kaasu aiheuttaa pilkkuun paineen, joka riittää pitämään pilkkuun liittyvän magneettikentän koossa. Sisään virtaus siis estää pilkkua hajoamasta.

Upea tulos, mutta pilkkujen juuret piilottelevat yhä. Tai ehkä pilkkujen alkuperä on jo rekisteröitynyt MDI:n mittalaitteisiin - kaikkea uutta tietoa ei vielä ole ehditty analysoida.

Aktiivisuus silti suuri haaste

Uudet helioseismologiset tulokset paljastavat, että Auringon sisusta on huomattavasti luultua monimutkaisempi.

- Ensimmäiset silmäykset tähtemme pinnan alle ovat vakuuttaneet meidät siitä, että Auringon hurjan aktiivisuuden ymmärtäminen on suuri haaste, Scherrer sanoo.

- Pilkkujen alaisten kaasuvirtausten ymmärtäminen hyödyttäisi jokapäiväistä elämäämmekin, Kosovichev muistuttaa.

Auringonpilkut liittyvät magneettisiin myrskyihin, jotka rikkovat satelliitteja ja aiheuttavat sähkökatkoksia. Aurinkoon tunkeutuminen parantanee ennen pitkää avaruussään ennusteita.

Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja. Tällä palstalla hän päivittää tähtitieteen uutistapahtumia.

Sisältö jatkuu mainoksen alla