Hyppää pääsisältöön

Kaasupallo herää unestaan – luvassa roihuja ja ryöpsähdyksiä taivaalla

Aurinko kuvattuna 13.6.2020 äärimmäisen ultraviolettivalon aallonpituudella.
Aurinko kuvattuna 13.6.2020 äärimmäisen ultraviolettivalon aallonpituudella. Aurinko kuvattuna 13.6.2020 äärimmäisen ultraviolettivalon aallonpituudella. Kuva: Nasa / SDO aurinko,Solar Dynamics Observatory

Parin vuoden ajan kestänyt rauhallisuus on nyt päättymässä: Auringon pinnalta on havaittu ensimmäiset merkit uuden aktiivisuusjakson alkamisesta.

Viiden vuoden päästä päivätähti on todennäköisesti taas innokkaimmillaan, röyhäyttelee ulos avaruuteen suuria protuberansseja ja sen pintaa koristavat suuret pilkkuryhmät.

Parhaimmillaan suuret purkaukset saavat aikaan kauniita revontulia jopa eteläisen Suomen taivaalle, mutta pahinta mahdollista Auringon iskua emme ole vielä kokeneetkaan. Milloin tahansa se saattaa sylkäistä maapallon suuntaan jättiläismäisen suuren sähköisesti varatuista hiukkasista koostuvan pilven, joka pimentää sähköverkot ja sammuttaa satelliitit.

Pahin tiedossamme oleva avaruusmyrsky tapahtui syyskuussa 1859, kun aurinkopurkaus osui Maahan ja sai aikaan omituisia asioita: taivaalla leimusivat revontulet Välimerta myöten ja esimerkiksi lennätinlinjoista tuli kipinöitä.

Arvioiden mukaan vastaava tapaus saisi aikaan suurta tuhoa nykyaikaisessa teknisessä maailmassa.

Tuho tulisi paitsi hetkellisistä toimintakatkoksista ja häiriöistä muun muassa virranjakelussa, satelliittipaikannuksessa ja tietoliikenteessä, mutta myös pysyvistä vaurioista sähköverkkoon ja satelliitteihin.

Se, kauanko tästä toipuminen kestäisi, riippuu tietysti avaruusmyrskyn suuruudesta ja tuhon laajuudesta: pahimmillaan vaurioita korjataan vuosikaupalla, helpoimmillaan laitteita vain resetoidaan.

Kaikkein hurjimmillaan Aurinko voisi roihautuksellaan myös grillata koko planeettamme, mutta tämä on niin epätodennäköistä, että sitä ei kannattaisi edes mainita.

Vuosina 2012 ja 2019 menivät vuoden 1859 myrskyn tyyliset hiukkaspilvet juuri ja juuri Maan ohitse, ja vuonna 1989 pienempi sellainen iski meihin ja sai aikaan muun muassa laajoja sähkökatkoksia Kanadassa. Myös vuosina 1921 ja 1960 oli suuria geomagneettisia myrskyjä, jotka nyky-yhteiskunnalle olisivat olleet todennäköisesti varsin hankalia.

Dramaattisia aurinkopurkauksia ei ole mahdollista estää, mutta niitä ja niiden aikaansaamia avaruusmyrskyjä voi ennustaa. Tämän vuoksi Aurinkoa pitää tarkkailla ja pyrkiä ymmärtämään paremmin. On ajan kysymys, milloin tosi järeä purkaus tulee ja voi saada aikaan koronapandemiaakin pahemman häiriön elämänmenoomme.

Aurinko on hyvin eläväinen kaasupallo, mistä sinkoutuu toisinaan ulos avaruuteen suuria hiukkaspilviä. Joskus ne osuvat maapalloon.
Aurinko on hyvin eläväinen kaasupallo, mistä sinkoutuu toisinaan ulos avaruuteen suuria hiukkaspilviä. Joskus ne osuvat maapalloon. Aurinko on hyvin eläväinen kaasupallo, mistä sinkoutuu toisinaan ulos avaruuteen suuria hiukkaspilviä. Joskus ne osuvat maapalloon. Kuva: ESA aurinko,avaruusmyrskyt,avaruussää,aurinkotuuli

Kaksi luotainta nuuskii nyt läheltä Aurinkoa

Juuri parhaillaan Aurinkoa tutkitaan sekä tarkkaillaan usein satelliitein ja luotaimin. Kiinnostavimmat tutkimuksen kannalta ovat kaksi Aurinkoa hyvin läheltä tutkivaa alusta, Euroopan avaruusjärjestön Solar Orbiter ja Nasan Parker Solar Probe.

Kumpikin näistä on parhaillaan avaruudessa ja niiden odotetaan toimivan koko aurinkosyklin ajan. Näin saamme ensimmäisen kerran tarkkaa tietoa läheltä Aurinkoa yhden aktiivisuusjakson ajalta.

Aurinkomyrskyihin varautumisen kannalta tärkeätä olisi lisätä Auringon rutiininomaista tarkkailua.

Tätä tehdään nykyisin monilla satelliiteilla (kuten SOHO tai Solar Dynamics Observatory), mutta lisäksi turvaksemme on ehdotettu tehtäväksi mm. Maan etäisyydellä Aurinkoa kiertävää, mutta Maasta katsottuna hieman sivussa olevaa satelliittia, joka pitäisi koko ajan Aurinkoa kiikarissaan.

Erityisesti Maan suuntaan tulevia hiukkaspilviä voitaisiin siis seurata ja mitata hyvin tarkasti.

Maasta tämä ei onnistu niin hyvin, koska näemme Maasta huonosti tähän suuntaan tulevia hiukkaspilviä; tyypillisesti havaitsemme roihahduksen Auringossa ja sitten vasta parin päivän päästä havaitsemme Maata kiertävillä satelliiteilla milloin pilvi on täällä. Sen jälkeen kestää vain tunteja, ennen kuin geomagneettinen myrsky on menossa.

Tähän tarkkailijasatelliittiin on suunnitteilla suomalainen mittalaite, joka havaitsee Auringosta tulevaa röntgensäteilyä. Aurinkopurkaukset tuottavat runsaasti röntgensäteitä. Laitetta testataan ensi vuonna laukaistavalla pienellä Sunstorm-nimisellä, myös suomalaistekoisella satelliitilla.

Sunstorm on nanosatelliitti, joka testaa uudenlaista aurinkohavaintolaitetta.
Sunstorm on nanosatelliitti, joka testaa uudenlaista aurinkohavaintolaitetta. Laitteen tekee Isaware Oy, satelliitin Reaktor Space Lab Oy ja mukana hankkeessa on useita muitakin suomalaisyhtiöitä, Sunstorm on nanosatelliitti, joka testaa uudenlaista aurinkohavaintolaitetta. Kuva: Isaware aurinko,satelliitti,CubeSat,Reaktor Space Lab Oy

Uusi sykli alkamassa

Auringon aktiivisuus vaihtelee noin 11 vuoden jaksoissa. Normaalisti nousu huippuun kestää noin kuusi vuotta ja suurimmat aurinkopurkaukset ovat hieman sen jälkeen.

Purkaukset, protuberanssit ja muut Auringon pinnasta ulos ylös avaruuteen kurottavat leimahdukset kertovat omaa tarinaansa Auringon aktiivisuudesta ja näissä aktiivisuussykli näkyykin hyvin.

Auringosta tulee myös runsaasti radioaaltoja ja muita sähkömagneettisia säteitä, jotka viestivät osaltaan sen toiminnasta.

Kaikkein konkreettisimmin sen huomaa kuitenkin Auringon pinnalla olevista pilkuista. Mitä enemmän niitä on, mitä suurempia ne ovat ja mitä runsaammin ne ovat lyöttäytyneet yhteen pilkkuryhmiksi, sitä aktiivisempi Aurinko on.

Viime vuonna oli peräti 281 päivää, jolloin se oli täysin pilkuton. Edellisenä vuonna päiviä, jolloin pallukan pinnalla ei ollut pilkun pilkkua, oli 221. Tänä vuonna on ollut tähän mennessä 162 päivää, ja niistä 122 ovat olleet pilkuttomia. Olemme siis tosiaankin minimissä, sillä edellisen aktiivisuusmaksimin aikaan vuonna 2015 joka päivänä Auringossa oli pilkkuja. Edellisinä vuosina oli vain yksi päivä, jolloin pilkkuja ei ollut.

Nyt toukokuun lopusta alkaen on kuitenkin havaittu ensi merkkejä uudesta, alkavasta aurinkosyklistä. Auringonpilkkuryhmä AR2765 ilmestyi näkyviin ja se on tuottanut mietoja M-luokan roihupurkauksia. Ne olivat ensimmäisiä sellaisia sitten lokakuun 2017.

Purkaukset luokitellaan kirjaimilla A, B, C, M ja X siten, että A on juuri ja juuri havaittavissa ja X-purkaukset ovat suurimpia sekä voimakkaimpia energiapurkauksia, mitä Aurinkokunnassamme tapahtuu. Ne tuntuvat selvästi myös maapallolla.

Yleensä ne liittyvät Auringon pinnalla oleviin aktiivisuusalueisiin, jotka näkyvät auringonpilkkuina.

Aurinko ja auringonpilkkuryhmä AR10488 vuonna 2011 kuvattuna SOHO-satelliitin MDI-kameralla.
Aurinko ja auringonpilkkuryhmä AR10488 vuonna 2011 kuvattuna SOHO-satelliitin MDI-kameralla. Aurinko ja auringonpilkkuryhmä AR10488 vuonna 2011 kuvattuna SOHO-satelliitin MDI-kameralla. Kuva: ESA / Nasa aurinko,auringonpilkut

Auringonpilkut elävät ja kuolevat

Pilkut ovat vain hieman Auringon noin 6000°C kuumaa pintaa viileämpiä alueita, joten ne näyttävät mustilta vain kontrastin vuoksi. Oikeasti pinta ei ole mustaa.

Lämpötilaero johtuu puolestaan siitä, että pilkun kohdalla on voimakas paikallinen magneettikenttä, joka estää Auringon pinnan alta tulevan lämmön pääsyn normaaliin tapaan pinnalle. Se energia, joka ei pääse pilkun kohdalta ylös, pursuaa pilkun vierestä, ja vaikka pinta siellä on lämpimämpi ja siten vaaleampi, on ero pienempi koska alue on yleensä laajempi.

Tällaista toiminnantäyteistä paikkaa Auringon pinnalla kutsutaan aktiivisuusalueeksi. Näkyvän valon alueella siinä on auringonpilkku tai ryhmä pilkkuja ja kuuman vedyn lähettämän valon aallonpituudella se näyttää vaalealta risukerältä, mistä saattaa purskahtaa ylös ainetta.

Sähköisesti varautunut kaasu nousee magneettikentän voimaviivojen ohjaamana ja saattaa muodostaa kauniin kaaren, mutta äreissä tapauksissa kaari ei riitä, vaan kaasu ryöpsähtää vapaaksi.

Aktiivisuusalue Auringon pinnalla huhtikuussa 2017 SDO-satelliitin kuvaamana.
Aktiivisuusalue Auringon pinnalla huhtikuussa 2017 SDO-satelliitin kuvaamana. Aktiivisuusalue Auringon pinnalla huhtikuussa 2017 SDO-satelliitin kuvaamana. Kuva: SDO / Nasa aurinko,auringonpilkku,Solar Dynamics Observatory

Aivan kuten myrskyt tai pyörteet meren pinnalla täällä Maassa, Auringon aktiivisuusalueet syntyvät, kehittyvät, ovat vähän aikaa hyvinkin selviä, ja sitten ne hiipuvat pois. Tähän kuluu parista päivästä jopa noin kuukauteen, joskin hyvin pitkäikäiset aktiivisuusalueet ovat harvinaisia.

Kooltaan ne ovat muutamasta kymmenestä kilometristä noin 150 000 kilometriin. Maapallo siis mahtuisi vaivatta monien auringonpilkkujen sisään.

Auringonpilkut kertovat paitsi pintakerroksen magneettikentistä ja kuuman kaasun liikkeistä, niin myös Auringon aktiivisuudesta laajemmin. Aurinko on voimakkaasti magneettinen sähköisesti varautuneesta kaasusta – plasmasta – koostuva pallo, joten sen ilmiöt ovat kaikki magneettikenttien ja kaasuvirtausten leikkiä.

Nyt näkyvissä oleva aktiivisuusalue on merkki siitä, että uusi sykli on alussa. Vasta noin puolen vuoden kuluttua voidaan sanoa varmasti, onko aktiivisuusminimi nyt ohitettu ja uusi sylki alkanut.

Pilkkuluvun ja muiden aktiivisuutta osoittavien mittarien pitäisi nyt alkaa vähitellen nousta, mutta koska näitä lasketaan keskiarvoina pitemmältä ajalta, on nytkin "virallisia" lukuja saatavilla viime lokakuusta.

Jos kaikki käy normaaliin tapaan, niin nousu maksimiaktiivisuuteen kestää nelisen vuotta, ja sen jälkeen hiipumiseen menee seitsemän vuotta. Vuonna 2025 olemme siis todennäköisesti maksimin tienoilla.

Auringonpilkkuluku näyttää hyvin 11-vuotisen jakson.
Auringonpilkkuluku näyttää hyvin 11-vuotisen jaksollisuuden. Auringonpilkkuluku näyttää hyvin 11-vuotisen jakson. Kuva: SILSO auringonpilkkujakso,aurinko

Isoja ja pieniä maksimeja

Ennusteiden mukaan tästä alkavasta syklistä on tulossa varsin vaisu. Aktiivisuussyklit eivät ole samanlaisia, vaan niissäkin on havaittavissa vaihtelua ja säännönmukaisuutta.

Jos auringonpilkkujen ja aktiivisuusalueiden määrää yhteisesti kuvaavaa ns. pilkkulukua piirretään käyräksi, se poukkoilee 11 vuoden aalloissa eteenpäin, mutta näiden aaltojen huippukohdat vaihtelevat.

Myös edellinen sykli oli keskimääräistä heikompi, mutta toisaalta pari sitä edeltänyttä olivat normaalia aktiivisempia.

Todennäköisesti nyt alkamassa olevassa syklissä pilkkuluvun keskiarvo tuskin nousee paljoa yli sadan, kun sitä edellisen syklin maksimissa vuonna 1968 luku oli noin 400.

Vaikka luvut vaikuttavat dramaattisilta, ei auringonpilkkujakson minimien ja maksimien välisenä aikana Auringon kokonaiskirkkaus muutu kuin noin 0,1%. Auringon minimin ja maksimin välinen aktiivisuuden vaihtelu ei siis tunnu juuri missään täällä Maassa.

Monet selittävät ilmastonmuutosta Auringon toiminnan muuttumisen aiheuttamaksi, mutta todellisuudessa tämän vaikutus on erittäin vähäinen – kaiken lisäksi nyt maapallon käydessä tosi kuumana on Aurinko ollut hyvin rauhallinen.

Katso vaikka itse!

Aurinko on herkullinen havaintokohde, koska sen aktiivisuuden voi nähdä itsekin. Suoraan sitä ei saa missään nimessä katsoa edes paljain silmin, saati kiikarilla tai kaukoputkella.

Paras ja turvallisin tapa havaita Aurinkoa on heijastaa sen kuva esimerkiksi kiikarin läpi valkoiselle pinnalle: käytä vain toista puolta kiikareista (eli pidä linssinsuojukset päällä toisessa puolessa) ja suuntaa kiikarit Aurinkoon. Laita taakse tukeva paperi tai pahvi taakse siten, että kiikarin läpi tuleva kuva näkyy paperilla.

Kaavio siitä, miten Aurinkoa voi havaita kiikarilla.
Näin voit tehdä itsekin aurinkohavainnon. Älä koskaan katso suoraan Aurinkoon! Kaavio siitä, miten Aurinkoa voi havaita kiikarilla. Kuva: Jari Mäkinen aurinko,astronomia

Auringon pinnalla mahdollisesti olevat pilkut näkyvät näin hyvin, ja kuvassa saattaa tapahtua muutoksia jopa tuntien aikaskaalassa. Joka tapauksessa peräkkäisinä päivinä Aurinkoa tutkailemalla voi nähdä pilkkuryhmien kehittymisen ja sen, miten Aurinko pyörii – eli pilkkujen siirtymisen kuvassa.

Saatavilla on myös suodattimia, joiden avulla valoa voi himmentää riittävästi ja siten Aurinkoa voi tarkkailla paremmin ja tarkemmin. Hyviä ohjeita on mm. Ursan sivuilla.

Taivaalla olevan kaasupallon katsominen on hyvää hupia vaikka kesäisen grillauksen oheen!

(Jos et halua räpeltää kiikarin kanssa, niin hyvä sivusto Auringon päivittäisen aktiivisuuden ja avaruusmyrskyjen seuraamiseen on spaceweather.com. Myös Ilmatieteen laitoksen Avaruussää-sivu kannattaa ottaa seurantaan.)

  • Kaasupallo herää unestaan – luvassa roihuja ja ryöpsähdyksiä taivaalla

    Auringossa alkaa taas tapahtua

    Parin vuoden ajan kestänyt rauhallisuus on nyt päättymässä: Auringon pinnalta on havaittu ensimmäiset merkit uuden aktiivisuusjakson alkamisesta. Pian Aurinko on todennäköisesti taas innokkaimmillaan, röyhäyttelee ulos avaruuteen suuria protuberansseja ja sen pintaa koristavat suuret pilkkuryhmät. Tuloksena saattaa olla sähköverkkoja sammuttavia avaruusmyrskyjä ja satelliitteja jumittavia hiukkashyökkäyksiä.

  • Pidä varasi, Elon – kiinalaiset lähettävät sähköauton Marsin pinnalle nyt kesällä

    Kuusipyöräinen kiinalaisrooveri suuntaa Marsiin heinäkuussa

    Avaruusyhtiö SpaceX sinkosi näyttävästi kaksi vuotta sitten punaisen urheiluauton avaruuteen radalle, jolla se käy kääntymässä Marsin radan tienoilla. Temppu oli upea suoritus, ja niin ovat Elon Muskin avaruusyhtiön muutkin avaruustoimet, mutta niiden varjoon on kuitenkin jäänyt se, mitä Kiinassa tapahtuu parhaillaan.

  • Avaruudesta tulee toistuvasti omituisia radiopulsseja – viimeisimmän niistä havaittiin tulevan lähes naapurista

    Avaruudessa pamahtelee koko ajan, mutta emme vain näe sitä

    Tähtitieteilijät ovat havainneet jo yli 150 voimakasta, yllättävää radiopulssia, joiden alkuperästä voi esittää vain arvauksia. Monet pulssit ovat olleet toistuvia, mikä on saanut mielikuvituksen laukkaamaan ja pohtimaan, olisivatko ne viestejä vierailta sivilisaatioilta. Niin sanotut nopeat radiopurskeet ovat tulleet tähän mennessä kaukaa Linnunradan ulkopuolelta, mutta tuorein huhtikuun lopussa havaittu pystyttiin paikantamaan tulevan omasta galaksistamme. Siis muihin verrattuna ihan naapurista. Mistä oikein on kyse?