Gammelt spolebånd afslører hemmelige data om Solen

Et gammelt spolebånd har vist sig at gemme på en skattekiste af data om Solen – eller i hvert fald stjerner, som i høj grad ligner Solen. Data, som indtil nu har været hemmeligholdt.

Båndet er dukket op, nærmest ud af det blå, på det amerikanske National Solar Observatory, og det rummer unik data fra næsten 50 års observationer af 2.000 sollignende stjerner.

Dataene kan måske gå hen og blive et vigtigt indspark i klimadebatten, idet de tidligere er blevet brugt til at argumentere for, at menneskets indflydelse på klimaet er minimal. De har blandt andet været inddraget i IPCC-sammenhæng og i diskussioner om Kyoto-protokollen og er endda blevet brugt af G.W. Bush-administrationen.

»I mine øjne er det her det vigtigste datasæt, vi har, hvis vi skal gøre os forhåbninger om at forstå Solens indflydelse på Jordens klima,« lyder det fra den danske astrofysiker Christoffer Karoff, som er tilknyttet Aarhus Universitet.

LÆS OGSÅ: Solens cyklus påvirker klimaet på Jorden

Storstilet projekt skal observere stjerner over tid

Historien starter i 1966, da det amerikanske observatorium Mount Wilson Observatory skyder et storstilet projekt i gang. Det såkaldte ’HK projekt’ har til formål at observere en lang række sollignende stjerners magnetiske cyklusser kontinuerligt og i stor detalje over et langt tidsrum.

Projektet er enestående i sit omfang og skal i sidste ende gøre os meget klogere på vores egen stjerne og dens 11-årige cyklus, lyder det.

Det ambitiøse foretagende er støttet af den amerikanske stat gennem National Science Foundation (NSF) i nærved 20 år.

Men i slutningen af 1980’erne løber statsstøtten ud. Historien kunne være slut her. Det sker dog ikke.

I stedet sørger astrofysikeren Sallie Baliunas på imponerende vis for at skaffe fornyet støtte til projektet. Støtten stammer denne gang fra private fonde. Mere nøjagtigt; fra olieindustrien. I 1991 overtager hun ledelsen af Mount Wilson Observatory.

Påstand: Solen er skyld i klimaforandringerne

Snart efter begynder Sallie Baliunas og hendes kollega Willie Soon, at publicere artikler, hvor de argumenterer for, at den globale opvarmning er minimal. I virkeligheden er Solen skyld i størstedelen af de klimaudsving, vi oplever, argumenterer de. Den påstand baserer de mestendels på HK projektets lange tidsserie for andre stjerner, som minder om Solen.

»De laver nogle studier baseret på de her virkelig fine observationer, som peger på, at Solen er inde i en relativt rolig periode, og at vi derfor godt kunne forestille os, at bare 100 år tilbage har der været store udsving i Solens energiudladning,« forklarer Christoffer Karoff. Han fortsætter:

»Det har vi sådan set diskuteret lige siden. Der er skrevet tusindvis af artikler for at modbevise deres argumenter, men de sidder på det bedste datasæt til at dokumentere det – og er ikke forpligtet til at offentliggøre det, fordi projektet ikke er statsstøttet.«

LÆS OGSÅ: Ny tvivl om Solens påvirkning af klimaet

Banebrydende artikel fra 1995 er stadig dybt anerkendt

Baliunas og Soon publicerer dog også artikler, som er dybt anerkendte af deres kollegaer i miljøet. I 1995 publicerer makkerparret eksempelvis en artikel, som den dag i dag fortsat betragtes som den absolut vigtigste inden for solcyklusser over tid.

»1995-artiklen af Baliunas med flere opsummerer stort alt, vi i dag ved om stjerners magnetiske udsving over lang tid,« skriver Ricky Egeland, som er ph.d.-studerende ved Montana State University, i en mail til Videnskab.dk.

»Det kræver årti-lange undersøgelser at opnå den type information, som er nødvendig for at undersøge stjerners cyklusser og udsving over lang tid, og der er meget få programmer, som opnår den slags data. Mount Wilsons HK projekt er det længst kørende program af den type,« fortsætter han.

I artiklen fra 1995 lægger Sallie Baliunas ikke skjul på, at HK projektets finansiering stammer fra olieindustrien. Til gengæld er der ingen, der ved, om oliegiganterne nogensinde har krævet noget til gengæld for deres støtte. Den del står fortsat hen i det uvisse.

Klagerne vælter ind over opsigtsvækkende artikel

I 2003 er Willie Soon førsteforfatter på en artikel i tidsskriftet Climate Research med Sallie Baliunas som medforfatter. I artiklen konkluderer de, at »det 20. århundrede nok ikke er det varmeste eller en entydigt ekstrem klimaperiode fra det seneste årtusinde.«

Artiklen bruges blandt andet af Bush-administrationen til at argumentere for, hvorfor det er på sin plads at ændre i en rapport fra det officielle, amerikanske miljøagentur, EPA (Environmental Protection Agency).

Kort tid efter begynder klagerne over artiklen at vælte ind til Climate Research, og 13 forskere publicerer en artikel, hvor de modargumenterer den oprindelige artikels indhold. Soon og Baliunas publicerer ikke længe efter et modsvar til modsvaret i samme tidsskrift. 4 af Climate Researchs redaktører ender med at gå af, fordi de mener, at peer review-processen – den proces, hvor andre fagfæller bedømmer en artikel, før den bliver publiceret – har fejlet.

De to vigtigste datasæt er aldrig blevet sammenkørt

HK projektet fortsætter frem til 2002, hvor observationerne stopper. I mellemtiden er et andet observatorium, Lowell-observatoriet, imidlertid begyndt at lave lignende observationer, og da HK projektet slutter, fortsætter Lowell-projektet SSS (Solar-Stellar Spectograph) arbejdet.

Tilsammen danner de to datasæt fra Mount Wilsons HK projekt og Lowells SSS-projekt det vigtigste overblik over sollignende stjerners magnetiske aktivitet over tid. Derfor undrer Christoffer Karoff sig, da det i 2008 går op for ham, at der aldrig er nogen, der har sat de to sammen.

»Det virkede for mig helt oplagt. Men hver gang jeg mødte nogen, der kendte noget til det, og spurgte, om ikke vi kunne finde ud af det, blev jeg fejet af. Jeg skrev også til Sallie og Willie adskillige gange uden at få svar,« fortæller han.

Men da Christoffer Karoff sætter gang i en ph.d. – den ph.d., som Ricky Egeland i dag arbejder på – der skal kigge på observationer fra Lowell, kommer der endelig hul igennem til Willie Soon. Det bliver aftalt, at Soon skal være medforfatter på en artikel – i første omgang med samkørte informationer fra HK og SSS om én stjerne. Men så går det galt.

Lovede at publicere forskning om Solen mod betaling

Greenpeace begynder at gå i kødet på Soons forskningsfinansiering og finder ud af, at han i løbet af 14 år har modtaget intet mindre 1,25 millioner dollars (næsten 8,5 millioner danske kroner) fra oliefirmaer, lobbyister og oliemilliardærer .

Finansieringen stammer først og fremmest fra energiselskabet Southern Company, men også Exxon Mobil, the American Petroleum Institute (API) og en ultra-konservativ fond ved navn Charles G. Koch Foundation har skudt penge i kassen.

Fra 2005 har Soon modtaget i alt 450.000 dollars (knap 3 millioner kroner) fra Southern Company og til gengæld lovet at »publicere forskning om Solens indflydelse på klimaforandringerne i ledende tidsskrifter og at lave forelæsninger om sine teorier ved nationale og internationale begivenheder ,« fremgår det af en korrespondance, som Greenpeace har fået fat i. Om det har påvirket Soons forskning eller konklusioner, er selvfølgelig ikke til at sige – sikkert er det, at Willie Soon bliver et navn, man ikke vil affilieres med.

»Soon er ansat ved Harvard, men finder selv fondsmidler. Det ender med at blive en stor sag. De kollegaer, jeg har i USA, tør pludselig ikke publicere noget med hans navn på,« fortæller Christoffer Karoff.

Spolebåndet indeholder enorm mængde observationer

Heldigvis bliver Soons sag – som fortsat kører den dag i dag – ikke et problem for Ricky Egelands ph.d. Han ender tværtimod som den første med at få udleveret samkørte informationer fra HK og SSS for hele 27 stjerner.

De observationer sidder han på i dag, i 2016, hvor en enorm mængde observationer fra Mount Wilsons HK projekt fra 1966 og frem til i hvert fald 1995 og i stor udstrækning helt frem til 2002, altså for første gang nogensinde er blevet afsløret – på et gammelt spolebånd.

Ingen har endnu fuldt overblik over, hvad båndet indeholder, men der findes i hvert fald data for 111 stjerners fulde tidsserie fra 1966 frem til 1990’erne og mindre detaljeret data for op mod 2.000 stjerner.

Spolebåndet er sendt i 1995 fra Sallie Baliunas til Richard Radick, som dengang arbejdede ved National Solar Observatory (NSO), men døde i 2014. Det er NSO, der har valgt at lægge observationerne frem. Christoffer Karoff såvel som Ricky Egeland forventer, at Lowell Observatory nu også vil lægge alle sine observationer ud til offentligheden. Det vil give forskerne 60 års (1966-2016) observationer for de 111 stjerner.

»Vi kommer til at lave kvantespring i vores forståelse af Solen«

Men hvad er det så egentlig, vi kan forvente at få ud af dataene på det bånd, som NSO nu har valgt at lægge frem for offentligheden?

»To ting,« forklarer Christoffer Karoff.

»For det første har vi i dag kun nøjagtige observationer fra de seneste 40 år af, hvordan Solens lysstyrke ændrer sig, og der kan vi se, at den ændrer sig meget lidt. Men så er spørgsmålet; er det, fordi den vitterligt ændrer sig meget lidt generelt, eller er det, fordi den de sidste 40 år har været inde i en periode, hvor den har været mere stille end ellers? «

»Vi kan sætte os ned og vente 50 år og se, hvad Solen gør, og så får vi et bedre svar på det, men vi kan også kigge på andre sollignende stjerner, og se, hvad de gør, og på den måde spole tiden hurtigt frem. Vi kommer til at lave kvantespring i vores forståelse af Solen på baggrund af det her.«

Med HK-dataene i hænde kan forskerne med andre ord blive meget klogere på Solens dynamo – magnetiske udsving. Men også på om, Baliunas og Soon havde ret i deres konklusioner i deres berømte 1995-studie.

Hvor stor en rolle spiller Solen?

For det andet, siger Christoffer Karoff, er forskerne i dag enige om, at temperaturerne er steget de seneste 100 år, og at der er en eller anden sammenhæng mellem det og den CO2, vi udleder.

»Det er ikke til debat – men spørgsmålet er, hvor stor en rolle Solen spiller i det regnestykke.«

LÆS OGSÅ: Global opvarmning: Hvad er op og ned i debatten om CO2's effekt på klimaet?

Christoffer Karoff fortæller, at Solen i 1600-tallet var inde i et såkaldt Maunder Minimum, som falder sammen med den lille istid her på Jorden. Dette Maunder Minimum, som også kaldes et solpletminimum, var en periode fra 1645 til 1715, hvor der blev observeret meget få solpletter på Solen.

»Men hvor meget energi sendte Solen ud under Maunder Minimum? Det er et åbent spørgsmål – vi kan ikke spole tiden tilbage, så vi har kun to muligheder: Vi kan sætte os og vente og håbe på, at den laver et nyt, eller vi kan finde en anden stjerne, som er i et Maunder Minimum og måle, hvor stabil den er under den periode,« siger Christoffer Karoff.

Hvis det kan lade sig gøre at finde en anden stjerne, der er i Maunder Minimum, og måle dens energiudladning, kan det enten verificere eller punktere Baliunas og Soons argument om, at Solen er inde i en stille periode, og at menneskets indflydelse på klimaet er minimal.

Jorden kan være på vej ind i en lille istid

Desuden, forklarer Karoff, kan vi blive klogere på, om Jorden er på vej ind i en lille istid. Hvis man kan se på de andre sollignende stjerner i HK projektet, at de hopper ind og ud af Maunder Minima, så virker det sandsynligt, at vi her på Jorden pt er på vej ind i en lille istid igen.

Det kan du læse mere om i artiklen ’Er vi på vej ind i en lille istid?’

Kort fortalt står vi, med spolebåndets fremkomst, pludselig med 50 års observationer fra andre stjerner, der ligner Solen, men befinder sig i alle mulige forskellige stadier af deres cyklusser. Og det kan give os et enestående forspring i studiet af Solen, lyder det fra den danske astrofysiker.

»Hvis man skulle have noget lignende på vores egen sol, skulle man ud og observere i 50 år. Det tætteste, vi kommer på det, er stjernedata fra Kepler, men de dækker kun over omkring fire år. Vi kan ikke pludselig trylle flere observationer af Solen frem, men vi kan kigge på andre stjerner, og hvordan deres relation mellem pletter og energiudstråling er – og på den måde blive langt klogere på Solens indflydelse på klimaet.«

Videnskab.dk følger op på historien, når der foreligger nye videnskabelige publikationer på baggrund af HK projektets data.