Je leest:

Zon in de war

Zon in de war

Auteur: | 21 september 2005

Zelfs in het minimum van haar elfjaarlijkse cyclus schiet de zon nog volop zonnevlammen de ruimte in. De uitzondering die de regel bevestigt of een teken dat we onze ster niet begrijpen?

New Orleans, een paar dagen nadat orkaan Katrina de stad heeft verwoest. Alsof de schade en plunderingen niet erg genoeg zijn, hadden reddingswerkers ook nog eens te kampen met radiostoring. Een onverwacht sterke zonnevlam heeft de aardse ionosfeer in de war gebracht. Dat is de laag van de dampkring waar radiogolven vanaf kaatsen om voorbij de horizon te komen. Door de verstoring kunnen radiosignalen maar moeilijk van zender naar ontvanger reizen. Zonne-experts zaten rechtop in hun stoel: dát hoort de zon niet te doen!

Opname van een zonnevlam met de satelliet SOHO, die in zwaartekrachtsevenwicht tussen de aarde en de zon onze ster in de gaten houdt. De heldere gouden bogen bestaan uit plasma dat gevangen zit aan de uitstulpende magnetische veldlijnen van de zon. _ Klik op de afbeelding voor een grotere versie._

Golven van uitbarstingen

Vijf jaar geleden was het geen probleem geweest, een zonnevlam meer of minder. De activiteit van de zon golft namelijk op en neer in een elfjarige cyclus en in 2000 zat de zon in het solar maximum. Veel zonnevlekken (magnetisch actieve gebieden) en uitbarstingen van geladen materiaal zijn dan de norm. In het solar minimum, dat in 2005 valt, is het normaal gesproken rustig op onze ster.

De metingen laten iets anders zien. In het afgelopen jaar heeft de zon er al 14 krachtige X-flare uitbarstingen opzitten. Ook veroorzaakte de zon vier hevige geomagnetische stormen, waarbij ze een hete wolk elektrisch geladen plasma richting de aarde schiet. Met al die activiteit komt de zon al aardig in de buurt van haar piekproductie in het maximum van 2000.

De elfjarige cyclus van zonne-activiteit. Ook in de rustige periodes (de solar minima) zijn er zonnevlammen, maar beduidend minder dan in de maxima. bron: David Hathaway / NASA / NSSTC Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Extreem

In de zonnevlammen van 2005 valt de uitbarsting van 7 september op: een zonnevlam uit de X-klasse, de hevigste soort die de zon kan produceren. De X-17 vond plaats toen zijn oorsprong, een zonnevlek met de naam regio 808, nét over de rand van de zon draaide. Aan haar evenaar draait die om haar as in 27 dagen; het gas aan de polen draait trager en doet er 31 dagen over. De zonnevlam lanceerde zijn plasma vanuit die positie aan de rand van de zon van de aarde af, maar onze planeet wist de dans niet helemaal te ontsnappen.

Het sterke magneetveld en de geladen deeltjes die bij de zonnevlam van 7 september vrijkwamen verstoorden de aardse ionosfeer. Dat is een laag plasma – elektrisch geladen deeltjes – die door het aardmagnetisch veld wordt vastgehouden tussen 80 en 600 km. boven de aarde. De ionosfeer is belangrijk voor fatsoenlijk radioverkeer op aarde. Radiogolven kaatsen namelijk via de onderkant van de ionosfeer terug naar de aarde. Door de radiospiegel boven ons hoofd komen radiostralen vanaf een zender tot voorbij de horizon.

De uitbarsting van 7 september zorgde voor flinke problemen met het radioverkeer. “Er ontstond een complete blackout van hoogfrequent radioverkeer op de dagzijde van de aarde”, vertelt Larry Combs van het NOAA Space Environment Center. “Reddingswerkers langs de Golf van Mexico (actief na de passage van orkaan Katrina – red) ondervonden waarschijnlijk radiostoring door deze uitbarsting. Ook navigatiesystemen die met laagfrequente radio werken hebben een tijdje aanzienlijk slechter gewerkt.”

Radiogolven kaatsen via de ionosfeer terug naar de aarde.

Magnetische lancering

Met een zonnevlam spuugt de zon een stuk van zijn eigen atmosfeer de ruimte in. Dat gebeurt altijd vanuit een zonnevlek, een koeler gedeelte van het zonne-oppervlak waar een sterk magnetisch veld uit diepere lagen omhoog komt. De veldlijnen zitten elk vast aan hun eigen stukje zonneplasma. Als die ankers door gasstromingen in de zon door elkaar heen bewegen, raken de bijbehorende veldlijnen in de knoop. Op een gegeven moment staat er zóveel druk op, dat de uiteinden losschieten van hun plasma en zichzelf ontwarren.

Op aarde is het eerste wat we van een zonnevlam merken een stralingspuls. De snel bewegende magneetvelden raken een deel van hun energie kwijt als röntgenstraling, en die is in acht minuten bij de aarde. Naast die straling jaagt het losgeschoten magneetveld ook plasma de ruimte in: een zware coronal mass ejection kan tien biljoen kilo aan materiaal met 1000 km/s lanceren. Meestal mist zo’n wolk geladen materiaal de aarde – de ruimte is groot. Maar soms is het inkoppen geblazen. De gelanceerde elektronen en protonen, nog steeds verbonden door een magnetisch veld, bereiken de aarde in een halve tot anderhalve dag. Gelukkig buigt het aardmagnetisch veld ze af voor ze het oppervlak teisteren. Alleen aan de polen van het aardmagneetveld bereiken de deeltjes de atmosfeer en veroorzaken ze het noorder- en zuiderlicht.

Aardbewoners mogen veilig zijn voor een zonnestorm, satellieten in een hoge omloopbaan (bijvoorbeeld geostationaire satellieten op 35786 km. boven de evenaar) zitten buiten de paraplu van het aardse magneetveld. Dat satellieten in de diepe ruimte serieus gevaar lopen bij verhoogde zonne-activiteit bewijst NASA-sonde Mars Odyssey: in 2003 werd die beschadigd door een hevige zonnevlam. Ook twee Japanse satellieten liepen averij op door de zonnevlam.

Statistiek

Het huidige zonneminimum ziet er zeker niet rustig uit. Maar waar baseren we die uitspraak op? Zonnecycli zijn elf jaar lang, en de eerste grondige metingen aan zonnevlekken begonnen pas in 1975. Voor de jaren 1970 zijn er nauwelijks waarnemingen beschikbaar. Daarom is maar moeilijk in te schatten hoe abnormaal de huidige activiteit van de zon is. Misschien hoort wat ophef in de rustperiode er gewoon bij.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 september 2005

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.