ROMFORSK-Program for romforskning

Solens magnetfelt er avgjørende for mange viktige fenomener. Magnetfeltets intrikate struktur, solens aktivitetsykel og hvordan magnetfeltet innvirker på heliosfæren representerer viktige problemstillinger innen (astro)-fysikk som har direkte betydning for vår omgivelse. Solens magnetfelt dannes i dynamoprosesser i solens indre, organiseres til de meget kompliserte mønster av solaktivitet som vi kan observere i solens fotosfære og dominerer strukturen i de ytre lag av solens atmosfære (kromosfære, transisjonslag og korona) som vi kan se ved totale solformørkelser. Vi får i dag en mengde observasjoner fra en rekke solsatellitter og fra avanserte bakkebaserte teleskoper. For å tolke disse observasjonene trenger vi en tilsvarende detaljert modellering av de fysiske prosesser som foregår i de lagene som strålingen kommer fra. Prosjektet "Modellering av solens atmosfære" har gjennom de senere år utviklet de verktøy som trengs for å få til en slik realistisk modellering - en kompetanse som er unik i verdenssammenheng. Dette delprosjektet finansierer en fortsatt professor-II stilling for leder for satelliten Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS), Dr. Bart De Pontieu. Oslo-gruppen styrker dermed samarbeidet med IRIS, SDO og HiC prosjektene og får førstehånds adgang til romobservasjoner i verdensklasse. I 2016 og 2017 har dette ført til en rekke publikasjoner i samarbeid mellom Bart De Pontieu og forskere og studenter ved UiO - bland annet en artikkel i tidsskriftet Science om hvordan konsentrerte utkastinger av materie ("jets") blir til. Denne artikkelen ga opphav til et oppslag i New York Times "breaking news" med intervjuer av Bart De Pontieu og Mats Carlsson. I 2018 har samarbeidet fortsatt med to besøk i Oslo og 9 sampublikasjoner i rapporteringsperioden. Fokus har vært på jets men også på andre energirike utbrudd og på kromosfæreoppvarming. I 2019 var Bart De Pontieu i Oslo i april og juni og vi har 9 sampublikasjoner i rapporteringsperioden. Et høydepunkt var en oversiktsartikkel, «New View of the Solar Chromosphere», av Carlsson, De Pontieu & Hansteen, publisert i Annual Review of Astronomy & Astrophysics. Dette er den publikasjonskanal som har høyest impact factor i astrofysikk og artiklene er inviterte. Andre viktige resultater ble gitt i et par artikler med bruk av maskinlæring for å hente ut fysikalske parametre fra IRIS spektra. Gjennom samarbeidet har vi og fått bestemme observasjonsmål for IRIS under våre observasjonskampanjer ved det Svenske solteleskopet (SST) på La Palma.

Prosjektet har finansiert en professor II stilling for Bart De Pontieu, Principal Investigator for NASA SMEX satellitten Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS). Flere fra instituttet har vært planleggere for IRIS og bestemt mål og oppsett for en ukes periode, sirka fem uker per år. Dette har gitt en unik innblikk i og innflytelse over driften av en solfysikk-satellitt for instituttets forskere og studenter. Bart De Pontieus opphold i Oslo og PhD-studenter og postdoktorers opphold ved hans hjeminstitusjon i Palo Alto har økt internasjonaliseringen av forskningen. Resultatene har gitt viktige bidrag til forståelsen av solens kromosfæren.

Solar magnetism lies at the root of most solar and heliospheric physics. The intricate structure of the solar field, the activity cycle and the influence of the field on the heliosphere represent major quests of (astro) physics which bear directly on the human environment. The sun's magnetic field is generated by enigmatic dynamo processes in the solar interior, is organized into the highly complex patterns of solar activity observed in the solar photosphere, dominates the structure of the outer solar atmosphere (chromosphere, transition region, corona), regulates the solar wind, and affects the whole extended heliosphere into the Earth's upper atmosphere. A wealth of observational data is now available through the highly successful SOHO satellite, the Swedish 1-m Solar Telescope (SST), the Japanese Hinode satellite, the Solar Dynamics Observatory and the Interface Region Imaging Spectrotraph (IRIS). More data will arrive through the projects under development such as Solar Orbiter, the Daniel K Inoue Solar Telescope (DKIST, previously ATST) and the European Solar Telescope (EST). The overwhelming complexity of these new high resolution observations underscores the need for a comensurate effort into theoretical modelling. The project ``Solar Atmospheric Modelling'' aims at being such an effort. Through the first years of SAM we have developed an expertise that is much sought after internationally. We have developed the necessary tools and codes to treat 3D radiation-magneto-hydrodynamics problems with a realistic treatment of the radiation. We participate in various NASA programs. However, financial support from these programs is limited to American expenditures. This project forms a matching group in Norway in order to also locally harvest the investments already made. Such a modelling effort is also the ideal complement to the European Data Center for Hinode that is located at the Institute.