Rossbyvågor på solen

 

Bild vikipedia. Rossbyvågor i jetströmmen över jorden.

En Rossbyvåg eller planetarisk våg är en storskalig våg mellan två nästan parallella skikt som ligger nästan vinkelräta mot en rotationsaxel. Rossbyvågor uppträder i jordens atmosfär och i haven där de bildas genom Corioliseffektens variationer på olika latituder. 

Deras längd kan uppgå till omkring 5–10 000 kilometer. Rossbyvågor i atmosfären beskrevs och förklarades första gången 1939 av meterolog  Carl-Gustaf Rossby.

Även om solen är den bäst och mest undersökta stjärnan har många frågor om dess fysik ännu inte klarlagts. Ex de rytmiska fluktuationerna i solaktiviteten. Den mest kända av dessa är att solen i genomsnitt når ett strålningsmaximum vart elfte år (den så kallade solfläckscykeln). Denna aktivitetscykel uppstår eftersom solens magnetfält förändras i periodcykler och då vänder polariteten. Detta är i sig inte ovanligt för en stjärna – om det inte vore för det faktum att solens är anmärkningsvärt stabil.

Solfläckscykeln överlagras av andra, mindre uppenbara fluktuationer av aktivitet som sträcker sig från några hundra dagar till flera hundra år var och en uppkallad efter sin upptäckare. Även om det redan har gjorts försök att förklara dessa cykler genom ex  matematiska beräkningar finns det fortfarande ingen heltäckande fysikalisk modell som förstår fenomenet helt.  Under några år har Dr. Frank Stefani från HZDR:s Institute of Fluid Dynamics varit en förespråkare för "planethypotesen" eftersom det är tydligt att planeternas gravitation utövar en tidvatteneffekt på solen, liknande den månen gör på jorden. Denna effekt på solen är starkast vart 11,07:e år: när de tre planeterna Venus, jorden och Jupiter ligger i linje med solen i en särskilt markant linje, jämförbar med  vårfloden på jorden vid nymåne eller fullmåne. Detta sammanfaller på ett iögonfallande sätt med solfläckscykeln.

Solens magnetfält bildas av komplexa rörelser av det elektriskt ledande plasmat inuti solen. Detta kan jämföras med en stor dynamo som genererar en cirka 11-årig aktivitetscykel där planeternas inflytande ingriper i dynamons funktion vilket upprepade gånger ger den en liten knuff och därmed är anledningen till den ovanligt stabila 11,07-årsrytmen på solen, förklarar Stefani.

För flera år sedan upptäckte han och hans kollegor starka bevis av en regelbunden process av detta slag i tillgänglig observationsdata. De kunde också korrelera olika solcykler med planeternas rörelser med hjälp av matematiska metoder. Till en början kunde dock sambandet inte förklaras helt fysiskt. 

"Nu har vi hittat den bakomliggande fysikaliska mekanismen. Vi vet hur mycket energi som krävs för att synkronisera dynamon och vi vet att denna energi kan överföras till solen av så kallade Rossbyvågor. Det fina är att vi nu inte bara kan förklara solfläckscykeln och längre solcykler utan också de kortare Rieger-cyklerna som vi inte ens hade tänkt på tidigare", beskriver Stefani. 

Rossbyvågor är på solen virvelformade strömmar som liknar de storskaliga vågrörelserna i jordens atmosfär som styr hög- och lågtryckssystem. Forskarna räknade ut att tidvattenkrafterna under vårfloden på två av de tre planeterna Venus, Jorden och Jupiter hade exakt rätt egenskaper för att aktivera Rossbyvågorna – en insikt med många konsekvenser: först och främst uppnår dessa Rossbyvågor då tillräckligt höga hastigheter för att ge soldynamon den nödvändiga drivkraften; För det andra inträffar detta var 118:e, 193:e och 299:e dag i enlighet med Riegercyklerna som har observerats på solen. Och för det tredje kan alla ytterligare solcykler beräknas på denna grund.

Alla cykler förklaras av en enda modell

”Tidvattensvansar” upptäckta i galax DDO 44

 

DDO 44 är en relativt stor dvärggalax 78 ljusår bort och ingår i galaxgruppen M81 vilken ingår i galaxhopen NGC 2403 cirka 8000 ljusår bort. Här i DDO 44 har det observerats en tidvattenssvans av gas som sträcker sig minst 50000 parsecs från galaxens centrum

Med hjälp av MeerKAT-teleskopet  i Sydafrika har ett internationellt team av astronomer identifierat omfattande tidvattenssvansar även i en närliggande galaxgrupp som kallas NGC 7232. Den nyfunna strukturen består av kall neutral atomvätgas och sträcker sig mer än 450000 ljusår. Fyndet redovisas i en artikel publicerad 21 maj på arXiv.org.

I studierna beskrivs interaktioner mellan galaxerna i form av till exempelvis långa  gassvansar som kallas tidvattenssvansar, broar och annat skräp. När två galaxer kretsar runt varandra förvränger tidvattenkrafterna gravitationen vid varje galax och dessa förvrängda regioner kastas sedan ut i intergalaktiskt utrymme och bildar tidvattenssvansar där gas ses i kretsloppet. Samma system som ebb och flod då månen påverkar jorden därav namnet tidvatten.

Att studera sådana funktioner kan vara avgörande för vår förståelse av hur galaxer interagerar med varandra.

I området NGC 7232 finns en mängd gasformiga funktioner, uppenbara galaxinteraktioner samt gasrika och gasfattiga galaxer. Detta gör NGC 7232 till ett utmärkt mål för observationer som syftar till att förstå hur sådana interaktioner kan påverka galaxers utveckling.

"Vi observerade gashastigheten i den närliggande galaxgruppen NGC 7232  i 1,4 GHz med MeerKAT med 4k-läget (44 km/s). Vid jämförbar hastighetsupplösning gör MeerKAT:s känslighet det möjligt för oss att nå ner till 5 gånger lägre rms jämfört med  publicerade ASKAP-data", skrev forskarna.

Observationerna visade  tidvattenskräp av kallt neutralt atomväte (HI) runt kärngalaxerna i NGC 7232 - känd som NGC 7232/3 (bestående av tre spiralgalaxer: NGC 7232, NGC 7232B och NGC 7233). Gasströmmarna sträcker sig över 20 bågminuter (cirka 456000 ljusår) vilket blir ungefär tre gånger galaxens neutrala atomväteutvidgning.

I avslutande kommentarer betonade astronomerna att deras observationer ser lovande ut när det gäller ytterligare studier av stjärnbildning och atomvätgasdistribution i galaxgrupper. I detta tidvattensvansagerande finns bland annat galax DDO 44.

Bild från vikipedia på DDO 44 Tagen av Hubbleteleskopet.

Månen ger tidvatten på Jorden (ebb och flod). Men Jorden ger även tidvatteneffekt på månen.

Att månen ger ebb och flod vet alla. En del tror även att månens faser påverkar människan. Mångalen har vi hört talats om. Vampyrtron likaså och en del tror ännu att brottsligheten och menstruationer påverkas av månens faser. Allt ovan är vidskepelse förutom ebb och flod.

Men nu vet forskare att  även Jorden påverkar månen. Egentligen en självklarhet om man tänker efter. Varför skulle månen påverka den större Jorden och Jorden inte alls den betydligt mindre månen?

Men hur Jorden påverkar månen har inte varit känt så länge.

Idag anses att månens formationer skapats av tidvatteneffekter från Jorden då månen hade en  mindre fast yta. Även idag påverkas månens yta av denna kraft från Jorden.  Men mycket mindre än då ytan var flytande. Men effekterna är möjliga att mäta med känsliga instrument. Små skalv på ytan uppmätta av instrument här visar att effekten är störst när Jorden är som längst från månen.