Esitelmä Auringon myrskyistä

Kirkkonummen Komeetta järjesti esitelmätilaisuuden, jossa professori Hannu Koskinen kertoi Auringon myrskyistä. Esitelmän rahoitti Helsingin yliopiston Vapaan sivistystyön toimikunta. Esitelmä pidettiin Kirkkonummen koulukeskuksen auditoriossa. Esitelmällä oli 48 kuulijaa. Kesken esitelmää palohälytin pärähti soimaan ja kaikki ihmiset poistuivat auditoriosta. Kyse oli väärästä hälytyksestä ja pian esitelmää jatkettiin.

Hannu Koskinen on Helsingin yliopiston avaruusfysiikan professori. Hänen mielenkiintonsa avaruusasioissa alkaa revontulista ja ulottuu jonnekin alkuräjähdyksen tienoille. Siihen väliin jää mukavasti kaikenlaista mielenkiintoista, mm. meidän ihmisten näkökulmasta kaikkein tärkein keski-ikäinen tähti, Aurinko.

Klikkaa kuvaa!
Professori Hannu Koskinen esitelmöi Kirkkonummella. Kuva Seppo Linnaluoto.

Aurinko on näin syksyn pimeitä aikoja lukuunottamatta niin jokapäiväinen ilmestys, ettemme aina muista arvostaa joitakin sen hyvin erikoisia ominaisuuksia. Auringon ei tarvitsisi olla kovinkaan paljon kuumempi tai kylmempi, kun meitä ei enää olisi sitä palvomassa. Aurinko on myös aktiivinen tähti, jonka pinta ja ilmakehä ovat jatkuvassa käymistilassa. Auringossa myrskyää jatkuvasti. Auringon myrskyt vaikuttavat voimakkaimmillaan myös meidän arkipäiväämme aiheuttaen häiriöitä avaruusalusten toiminnoissa, tietoliikenneyhteyksissä ja energianjakeluverkoissa. Ja huonosti voi käydä myös avaruuslentäjien, jos he sattuvat olemaan ulkosalla kovan aurinkomyrskyn aikana. Mutta jälleen onneksemme Aurinko on vertaistensa tähtien joukossa sieltä rauhallisemmasta päästä. Tässä esitelmässä tutustutaan siihen, mitä on Auringon myrskyjen takana, kuinka myrskyjen vaikutukset pääsevät Maahan asti ja millaista vahinkoa ne saattavat täällä aiheuttaa.

Auringon myrskyt

Lokakuun 28. päivä viime vuonna oli Auringon myrsky. Se aiheutti runsaasti ongelmia. Se aiheutti suurimman suomalaisessa kaasuverkossa havaitun häiriövirran. Ruotsissa oli tunnin sähkökatko. Lentoliikenteessä oli häiriöitä radioliikenteessä. Ainakin kahdessakymmenessä satelliitissa oli toimintahäiriöitä, mm. Marsiin matkalla olleissa. Kansainvälisellä avaruusasemalla astronautit joutuivat olemaan sisätiloissa. Avaruusasemalla oli toimintahäiriöitä, mm. sen rata aleni, koska ilmakehän kitka oli tavallista suurempi. Satelliittipaikannuksessa oli ongelmia.

Muutamaa päivää myöhemmin, 4. marraskuuta, oli vielä isompi purkaus, mutta onneksi se ei suuntautunut Maahan.

Klikkaa kuvaa!
Professori Koskisen esitelmää kuunteli 48 kuulijaa. Kuva Seppo Linnaluoto.

Myrskyjen lähde: Aurinko

Aurinko on 4,6 miljardia vuotta vanha. Edellisten sukupolvien tähdet, pääasiassa supernovaräjähdykset, ovat rikastaneet uusilla alkuaineilla kaasu- ja pölypilveä, joka sitten painovoiman vaikutuksesta romahti ja Aurinko syntyi. Samalla syntyi muitakin tähtiä.

Etäisyys Maahan on noin 150 miljoonaa kilometriä. Auringon massa on kaksi kertaa kymmenen potensiin kolmekymmentä kiloa. Tämä on 330 000 kertaa maapallon massa.

Auringon läpimitta on 1,4 miljoonaa kilometriä eli 109 kertaa maapallon halkaisija.

Aurinko tuottaa energiaa 3,84 kertaa 10 potenssiin 26 watin teholla. Tämä on 60 miljoonaa 1000 megawatin voimalaa jokaista maapallon asukasta kohti. Auringon efektiivinen pintalämpötila on 5778 kelvin-astetta.

1900-luvun alussa ei tunnettu mitään mekanismia, jolla olisi pystytty tuottamaan tällaisia energiamääriä.

Piti keksiä kvanttifysiikka ja ydinvoimat 1920- ja 1930-luvuilla. Vuosina 1938 ja 1939 opittiin tuntemaan tärkeimmät ydinreaktiot. Opittiin tuntemaan se, että neljästä protonista tuli heliumydin. Tarpeeksi energiaa saatiin siten, että neljä miljoonaa tonnia materiaa muuttuu energiaksi joka sekunti.

Klikkaa kuvaa!
Auringon sisärakenne. Kuva ESA.

Auringon atmosfääri

Aurinko on läpikotaisin kaasumaista. Auringon "pinnaksi" nimitämme kerosta, jossa Auringon kaasu muuttuu läpinäkyväksi. Tätä kerrosta nimitetään fotosfääriksi. Sen paksuus on 500 km. Sen alueella lämpötila laskee 4000 astetta.

Fotosfäärin yläpuolella on 1500 km paksuinen kromosfääri. Sen alueella lämpötila kohoaa 10.000 astetta.

Kromosfäärin yläpuolella on korona. Siellä lämpötila kohoaa miljoonasta kahteen miljoonaan astetta. Korona laajenee ulospäin aurinkotuulena. Massavirtaus on noin miljoona tonnia sekunnissa.

Aurinkotuuli on peräisin koronan aukoista. Se puhaltaa jatkuvasti ja kuljettaa mukanaan Auringon magneettikenttää. Sen nopeus, tiheys. lämpötila ja magneettikenttä vaihtelevat suuresti. Aurinkotuuli siirtää Auringon ilmakehän myrskyt kaikkialle aurinkokuntaan, myös Maahan.

Klikkaa kuvaa!
Esitelmä käsitteli Auringon vaikutusta Maahan mm. aurinkotuulta. Kuva ESA.

Auringonpilkut ja magneettikenttä

Galileo Galilei löysi auringonpilkut vuonna 1610. George Hale huomasi v. 1908 että pilkkuihin liittyy voimakas magneettikenttä.

Magneettikentän rakenne on monimutkainen. Auringon magneettikentän navat vaihtavat paikkaa noin 11 vuoden välein. Myös auringonpilkkujen esiintymisellä on noin 11 vuoden jakso.

Avaruusmyrskyt ja avaruussää

Auringon lyhytaikaisesta aktiivisuudesta johtuu muutoksia aurinkotuulessa, Maan magnetosfäärissä, ionosfäärissä, ilmakehässä ja maanpinnalla. Avaruussää vaikuttaa teknologisiin järjestelmiin avaruudessa ja maanpinnalla sekä saattaa olla haitallista ihmisten terveydelle, erototen avaruudessa.

Roihupurkaukset eli flaret ovat nopeita energiapurkauksia. Niissä vapautuu energiaa 2-20 minuutin aikana 10 potenssiin 25 joulea. Tämä on saman verran kuin Loviisan ydinvoimalaitoksen tuotanto 300 miljoonassa vuodessa.

Magneettiset myrskyt ovat lähtöisin Auringosta. Myrskyjen vaikutuksesta maapallon magneettikenttä häiriintyy kaikkialla. Revontulialueilla on alimyrskyjä, eli näkyy kirkkaita revontulipurkauksia. Myös voimakkaita sähkövirtoja on 100 km korkeudella. Suomessa avaruussää siis myös näkyy kirkkaiden revontulten muodossa. Avaruusmyrskyjen vaikutuksia kuvattiin esitelmän alussa.

Uusia ikkunoita Aurinkoon

ESA:n ja NASA:n yhteinen SOHO-luotain on tukinut Aurinkoa vuodesta 1995. NASA:n Trace-luotain on kuvannut Aurinkoa vuodesta 1998. NASA:n Rhessi-luotain on tukinut hiukkasten kiihdytystä Auringon purkasten yhteydessä vuodesta 2002.

Klikkaa kuvaa!

NASA:n Stereo-luotain lähetetään ensi vuonna Aurinkoa tutkimaan. ESA:n Solar Orbiter -luotain on tarkoitus lähettää Aurinkoa tutkimaan vuonna 2013.

Kirkkonummen Komeetta ja Kirkkonummen Kansalaisopisto järjestävät 23.11. klo 18.30 yleisöesitelmän, jossa TV-meteorologi Seija Paasonen kertoo Pilvisyyden ennustamisesta. Paikka on Kirkkonummen koulukeskuksen auditorio Asematien ja Koulupolun risteyksessä.

Seppo Linnaluoto