Wat is er aan de hand met onze zon?
TT-REPORT (11 april) - Zonnevlek Regio 720 zond in januari 2005 de sterkste zonnestraling uit sinds oktober 1989. Het is bijna zonneminium - dus waarom is onze zon zo energiek? Volgens David Hathaway van het NASA's Marshall Space Flight Center kan de zonneactiviteit bij het volgende maximum in 2010-2012 nog veel groter zijn...Zonnevlek 720 barstte 20 januari 2005 voor de zevende keer uit, waarbij het een krachtige X7-klasse zonnevlam ontketende. De uitbarsting slingerde een CME (coronal mass ejection) de ruimte in, en wakkerde de sterkste straling storm sinds oktober 1989 aan. Heldere aurora's verspreidden zich de volgende dag in Noord-Europa, nadat de CME met het magnetisch veld van de aarde was gebotst.
Zonnevlek 720 groeide binnen enkele dagen uit van een relatief kleine vlek tot een enorme cluster van zonnevlekken, zo groot als 10 maal de aarde. Dat gebeurde slechts enkele keren in de laatste 130 jaar.
Hoe kon dit gebeuren terwijl de zon bijna bij een minimum zat, wat inhoudt dat het de meest rustige tijd moet zijn voor zonnevlekken in haar 11-jaar durende cyclus van toenemende en afnemende activiteit.
Journaliste Linda Moulton Howe van de alternatieve site Earthfiles sprak met David Hathaway, hoofd van de afdeling zonnefysica aan NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.
"Het meest verrassende was hoe snel het groeide. Zeer snel, binnen een dag bereikte het de grootte van de aarde; vervolgens in twee dagen tijd tweemaal die grootte," vertelt Hathaway. Volgens hem was zonnevlek 720 al een tijdje in de maak, gevormd door zeer krachtige magnetische velden, die diep binnenin de zon geproduceerd worden.
uitbarsting zonnevlek 720 op 21 januari 2005
Hathaway is het er mee eens dat de zon meer actief is dan het zou moeten zijn. "Als we een andere uitbarsting zoals deze krijgen, moeten we ons inzicht verdiepen in hoe het plaats vindt en waarom het zo laat in de zonnecyclus zo herhaaldelijk plaats vindt."
Op de vraag of de zon momenteel anomalieën vertoont, en wat de relatie tussen zonne-energie en de aarde is, antwoordt Hathaway: "Ik denk dat er zeer goed bewijs is dat de zonneactiviteit het klimaat op aarde beinvloedt, maar niet op zo'n niveau dat het de de opwarming van de laatste 50 jaar verklaart, maar het draagt er wel aan bij ... Onze schatting is dat er in 8000 jaar tijd een periode van zo'n hoge (zonne)activiteit is geweest."
Hathaway denkt dat bij het volgende zonnemaximum rond 2010-2012 (cyclus 24) de activiteit minstens net zo groot zal zijn als nu, als het niet groter is... Enkele van zijn collega's verwachten echter dat er een 'Grand Minimum' zal komen, waarin de zon decennia lang bijna geen zonnevlekken zal produceren. In het verleden heeft dit wel eens tot een 'kleine ijstijd' geleid.
"Als de zon actiever is," zegt Hathaway, "hebben we de problemen die samenhangen met zonnestraling bij zonneactiviteit; deeltjes die uit de vlammen komen en CME's die satellieten in de ruimte beschadigen. Ze kunnen misselijkheid bij astronauten veroorzaken, die zich buiten de bescherming van hun ruimteschip bevinden; ze kunnen stroomuitval op aarde veroorzaken, zoals in 1989, toen het een golf van energie in elektrische leidingen veroorzaakte, die transformators kan uitschakelen en de elektrische stroom op aarde."
Een enorme zonnevlam afkomstig van zonnevlek 798 zorgde 7 september 2005 wederom voor prachtige aurora's. Aurora's zijn atmosferische lichtschouwspellen, die door ruimteweer gegenereerd worden. Ze onstaan boven de poolregio's van de aarde en worden normaal door mensen aan de uiterste noordelijke en zuidelijke poolhoogten aanschouwd. Aurora's vinden normaal op zo'n 100 km hoogte plaats, wanneer geladen stormdeeltjes luchtmolecules prikkelen. In 2003 konden wetenschappers het nauwelijks geloven dat astronauten vertelden dat ze de aurora gezien hadden op ruim 400 km boven de planeet.
Recent onderzoek heeft echter aangetoond dat aurora's veel hoger reiken dan verwacht. Het onderzoek, dat ontdekte dat zonne-electronen het magnetisch schild van de aarde bereiken, zal (ruimte)weervoorspellers helpen beter te voorspellen, hoe een zonnestorm satellieten en communicatiesystemen kan beinvloeden. Inmiddels heeft de Solar Mass Ejection Imager, een nieuwe Amerikaanse luchtmachtsatelliet, de poollichten op meer dan 800 km boven de planeet vastgelegd.
"Het is een mysterie," vertelde Bernard Jackson, een zonnenatuurkundige aan de Universiteit van Californië, over de stijgende aurora's. "Dit is veel hoger dan iemand ooit had verwacht. Het kan zijn dat stikstof van de ionosfeer op grotere hoogtes wordt afgezet tijdens een Coronal Mass Ejection (CME).
Een CME is een wolk van hete gas, dat soms tijdens een zonnevlam vrijkomt. CME's breiden zich uit als ze door de ruimte gaan. Wanneer ze de aarde bereiken, varierend van 18 uur tot enkele dagen later, voeden ze aurora's en schakelen soms onze satellieten uit en bedreigen de energienetwerken op aarde. Uren nadat een CME op 22 juli 2004 het magnetisch veld van de aarde trof, begon er een geomagnetische storm, die voor aurora's boven delen van Noord-Amerika zorgde. Skywatchers namen de noorderlichten zo ver zuidelijk als Minnesota, Washington en Michigan waar.
De enorme zonnevlek 652 die deze activiteit (en aanhoudende geomagnetische activiteit) veroorzaakte, bevond zich in het midden van de zon en genereerde een aantal sterke zonnevlammen en CME's. De actieve regio had een gespleten magnetisch veld, dat energie vast hield voor krachtige X-klasse zonnevlammen. Deze bleven echter uit. Zonnevlammen zorgen voor een uitbarsting van straling in het electromagnetisch spectrum; van radio golven tot X-stralen en gamma-stralen. Wetenschappers classificeren zonnevlammen volgens hun X-ray helderheid in het golflengte bereik van 1 tot 8 Angstroms. Er zijn 3 categorieën, waarvan de X-klasse zonnevlammen het grootste zijn. Het zijn grote gebeurtenissen, die wereldwijde radio black-outs kunnen veroorzaken en langdurende stralingsstormen.
Oktober en begin november 2003 schakelde zonneactiviteit satellieten uit, dwong luchtvaartmaatschappijen hun vluchten om te leiden om mogelijke gevaarlijke poolroutes te vermijden, gooide de electronica van enkele ruimteschepen in de war en vernielde een instrument aan boord van de Mars Odyssey-sonde.
Zonnestormen speelden zelfs een rol bij het verlies van de Nozomi-sonde in een Japanse Mars missie. In de lijst van grootste zonnevlammen sinds 1976 zien we dat er in de top 3 maar liefst 2 X-klasse zonnevlammen van 2003 bijzitten.
1 04/11/03 X28 2 02/04/01 X20.0 2 16/08/89 X20.0 3 28/10/03 X17.2 4 07/09/05 X17*
Op 4 november 2003 om 12:40 PM (MDT) vond de grootste zonnevlam ooit waargenomen plaats. Deze kwam van de Sunspot Region 486. Gelukkig bevindt Region 486 zich aan het uiterste deel van de zon's westerse deel, waardoor de effecten voor de aarde minimaal waren. "Deze zonnevlam was de grootste die ik ooit heb gezien!," zei Dr. Ernest Hildner,directeur van het NOAA/NASA Space Weather Center. "De zonnevlam die vandaag plaats vond was zo groot; we hebben geen grafiek die ver genoeg gaat om het te registreren. Mijn gok is dat het tussen een X-25 en X-30 is geweest." Het bleek een X-28 geweest te zijn. Een recente studie toonde aan dat onder bepaalde condities een CME een gat in de magnetosfeer van de aarde kan scheuren, waardoor deze met volle kracht kan doordringen, waar normaal het magnetische veld bescherming biedt. In de genoemde lijst kunnen we nu de X-17 zonnevlam van 7 september j.l.* toevoegen, afkomstig van de enorme zonnevlek 798. In de top 5 van grootste zonnevlammen staan nu maar liefst drie uitbarstingen van de laatste drie jaar! Wat staat ons dit jaar te wachten?
Bronnen
Earthfiles, februari 2005
SOHO, 2003-2005
NASA, 2003-2005