Solen är cirka 4,5 miljarder år gammal och består precis som alla stjärnor av gas. Den kraftfulla gravitationskraften håller samman massan och ett enormt tryck och extrema temperaturer på 15 miljoner grader Celsius skapas i solens kärna.
Solens yta däremot är ”bara” cirka 6000 grader varm, vilket ändå är tillräckligt varmt för att inte bara få diamanter att smälta utan även att koka.
Atmosfären runt solen kallas korona. Den består av en elektriskt laddad gas, plasma, som har en temperatur på cirka en miljon grader Celsius. Det är hela 150 gånger hetare än solens yta, vilket inte är logiskt. Koronan borde vara kallare än ytan, eftersom saker som befinner sig längre bort från en värmekälla normalt sett är kallare.
Hur kan atmosfären vara varmare än ytan?
På något sätt måste energi från solens kärna överföras till plasman. Länge har teorin varit att plasman värms upp av turbulens i solens atmosfär. Men hur detta sker är ett mysterium och dessutom väldigt svårt att undersöka. Att samla in all data som behövs med bara en rymdfarkost har varit omöjligt.
Det finns två olika sätt att undersöka solen. En rymdfarkosts kameror kan titta på solen och dess atmosfär i olika våglängder genom fjärranalys på ett visst avstånd från solen. Vid in situ-mätningar flyger i stället rymdfarkosten genom det område som forskarna vill studera och gör mätningar av partiklar och magnetfält. Båda metoderna behövs för att lösa mysteriet. Därför behövs två rymdfarkoster.
Forskaren Daniele Telloni, vid det italienska nationella institutet för astrofysik (INAF) vid Turins astrofysiska observatorium, arbetar med Solar Orbiters Metis-instrument, som är en koronagraf som blockerar ljuset från solen och tar bilder av koronan. Han försökte hitta en lösning på problemet och hittade en tidpunkt, 1 juni 2022, då den ESA-ledda rymdfarkosten Solar Orbiter, som är utformad för att komma så nära solen som möjligt för att göra fjärranalys och NASA:s Parker Solar Probe, som kan göra in situ-mätningar, befann sig nära solen samtidigt i nästan rätt omloppsbana för att göra mätningar.
Det var bara ett problem med att samordna de två rymdfarkosterna. För att göra mätningar behövde Parker Solar Probe befinna sig inom synfältet för ett av Solar Orbiters instrument. Telloni insåg att man behövde göra en ovanlig manöver med en 45 graders sväng och avvikelse från den initiala kursen för att lyckas.
Att godkänna denna avvikelse var inte självklart. Alla manövrer planeras minutiöst i förväg och rymdfarkosterna är konstruerade för att endas kunna peka i vissa utvalda riktningar. Men när det stod klart vilka potentiella vetenskapliga resultat som skulle kunna uppnås godkändes ändå ändringen.
Därför har de båda rymdfarkosterna kunnat genomföra banbrytande mätningar, som bidrar till en större förståelse för processerna i koronan och mekanismerna bakom. Telloni har, efter att ha jämfört resultaten med befintliga teorier, konstaterat att fysikerna nästan säkert har rätt i att turbulensen är ett sätt att överföra energi. De nya upptäckterna öppnar för en helt ny dimension i forskningen.
Svenska bidrag
Solar Orbiter är extra intressant ur svensk synvinkel, eftersom flera delar utvecklats och byggts i Sverige. På Institutet för rymdfysik i Uppsala har man bidragit med elektroniken till ett av de fyra instrumenten, kallat RPW (Radio Plasma Wave), som ska mäta plasmavågor i solvinden. Det svenska rymdföretaget OHB Sweden har designat, byggt och installerat Solar Orbiters framdrivningssystem, det vill säga raketmotorsystemet på farkosten. Beoynd Gravity i Göteborg har försett Solar Orbiter med värmeisolering och skelett samt dess omborddator, som är farkostens hjärna.
