Zonnestelsel Nieuws

Het zonnevlekkenmaximum is nu officieel

Voor het grootste deel van de menselijke geschiedenis leek de zon stabiel. Het was een stoïcijnse stellaire aanwezigheid die zijn werk deed door waterstof om te zetten in helium zonder dat we het wisten en de Aarde bewoonbaar te houden. Maar in ons modern technologische tijdperk viel die façade weg.

Deze extreme UV-lichtbeelden van het Solar Dynamics Observatory tonen de zon op zonneminimum (links, dec. 2019) vergeleken met het huidige zonnemaximum.
Deze extreme UV-lichtbeelden van het Solar Dynamics Observatory tonen de zon op zonneminimum (links, dec. 2019) vergeleken met het huidige zonnemaximum. Credit: NASA/SDO

We weten nu dat de Zon wordt bestuurd door zijn krachtige magnetische velden en naarmate deze velden veranderen wordt de Zon actiever. Volgens NASA is de Zon op dit moment op zijn zonnemaximum, een tijd van verhoogde activiteit.

Zonnemaximum betekent vrijwel wat het klinkt. In deze fase van de cyclus vertoont onze ster maximale activiteit. De intense magnetische velden van de Zon produceren meer zonnevlekken en zonnevlammen dan op enig ander moment in zijn 11-jarige cyclus.

Het zonnemaximum is volledig gebaseerd op de magnetische velden van de Zon, deze velden worden gemeten in Gauss-eenheden, die de magnetische fluxdichtheid beschrijven. De polen van de Zon meten ongeveer 1 tot 2 Gauss, maar zonnevlekken zijn veel hoger met ongeveer 2000 Gauss. (De Aarde is slechts 0,25 tot 0,65 Gauss aan het oppervlak). Omdat het magnetische veld zoveel sterker is waar zonnevlekken verschijnen, remmen ze convectieve verwarming van dieper in de Zon. Als gevolg hiervan verschijnen zonnevlekken als donkere vlekken.

Zonnevlekken zijn visuele indicatoren van de 11-jarige cyclus van de Zon. De National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en een internationale groep, genaamd het Solar Cycle Prediction Panel, houden zonnevlekken in de gaten om te begrijpen waar de Zon zich in zijn cyclus bevindt.

Tijdens een zonnemaximum neemt het aantal zonnevlekken en dus de hoeveelheid zonneactiviteit toe. Deze toename in activiteit biedt een opwindende kans om meer te weten te komen over onze dichtstbijzijnde ster, maar veroorzaakt ook echte effecten op Aarde en in ons hele zonnestelsel.

De effecten kwamen onlangs voor velen in beeld. In mei 2024 lanceerde de Zon meerdere CME’s. toen de magnetische velden en geladen deeltjes de Aarde bereikten veroorzaakten ze de sterkste geomagnetische storm in 200 decennia. Deze creëerden kleurrijke poollichten die veel verder van de polen zichtbaar waren dan normaal. Volgens NASA behoren deze poollichten waarschijnlijk tot de sterkste vertoningen in de afgelopen 500 jaar.

Wetenschappers weten dat de Zon op zijn zonnemaximum is. Maar dat duurt een heel jaar. Ze weten pas wanneer de activiteit piekt nadat ze het maandenlang hebben bekeken en de activiteit is afgenomen.

Volgens NOAA betekent deze aankondiging niet dat dit de piek van zonneactiviteit is die we deze zonnecyclus zullen zien. Hoewel de Zon de periode van het zonnemaximum heeft bereikt zal de maand waarin de zonneactiviteit op de Zon piekt, pas over maanden of jaren worden geïdentificeerd.

Elke cyclus is anders waardoor het moeilijk is om de piek van de zonneactiviteit te benoemen. Verschillende pieken hebben verschillende duurtijden en hebben hogere of lagere pieken dan andere.

Omdat het ruimteweer creëert is het belangrijk om de cyclus van de Zon te begrijpen. Tijdens het zonnemaximum betekenen de toegenomen zonnevlekken en -vlammen ook meer coronale massa ejecties (CME’s). CME’s kunnen de Aarde treffen en wanneer ze dat doen kunnen ze poollicht veroorzaken en geomagnetische stormen veroorzaken. CME’s, wat klonten heet plasma zijn, kunnen ook satellieten, communicatie en zelfs elektriciteitsnetten beïnvloeden.

Tijdens het zonnemaximum produceert de Zon gemiddeld drie CME’s per dag, terwijl dit tijdens een zonneminimum daalt tot één CME per 5 dagen. Het effect van CME’s op satellieten baart de meeste zorgen. In 2003 ondervonden satellieten 70 verschillende soorten storingen. De storingen varieerden van foutieve signalen in de elektronica van een satelliet tot vernietiging van elektrische componenten. De zonnestorm die in 2003 plaatsvond werd verantwoordelijk geacht voor 46 van die 70 storingen.

CME’s vormen ook een gevaar voor astronauten die in een baan om de aarde draaien. De toegenomen straling vormt een gezondheidsrisico en tijdens stormen zoeken astronauten veiligheid in het meest afgeschermde deel van het ISS, de Russische Zvevda Service Module.

Galileo en andere astronomen zagen honderden jaren geleden zonnevlekken, maar wisten niet precies wat het waren. In een pamflet uit 1612 met de titel “Brieven over zonnevlekken” schreef Galileo: “De Zon, die om zijn as draait, draagt ze rond zonder ons noodzakelijkerwijs dezelfde vlekken te laten zien, of in dezelfde volgorde, of met dezelfde vorm.” Dit contrasteerde met de visies van anderen op de vlekken, waarvan sommigen suggereerden dat het natuurlijke satellieten van de Zon waren.

We weten al 200 jaar van de magnetische velden van de Zon, hoewel wetenschappers in eerste instantie niet wisten dat het magnetisme van de Zon kwam. In 1724 merkte een Engelse geofysicus op dat zijn kompas zich vreemd gedroeg en de hele dag van het magnetische noorden afweek. In 1882 correleerden andere wetenschappers deze magnetische effecten met toegenomen zonnevlekken.

In de afgelopen decennia hebben we veel meer geleerd over onze stellaire metgezel dankzij ruimtesondes die zich toelegden op het bestuderen ervan. NASA en ESA lanceerden in 1995 het Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) en NASA lanceerde in 2010 het Solar Dynamics Observatory (SDO). In 2011 kregen we ons eerste 360°-beeld van de Zon dankzij twee Solar TErrestrial Relations Observatory ruimtesondes (STEREO) van de NASA. In 2019 lanceerde NASA de Parker Solar Probe.

Ons begrip van de Zon en haar cycli is nu veel completer. De huidige cyclus, cyclus 25, is de 25ste sinds 1755.

Deze afbeelding toont het aantal zonnevlekken gedurende de voorgaande vierentwintig zonnecycli.
Deze afbeelding toont het aantal zonnevlekken gedurende de voorgaande vierentwintig zonnecycli. Wetenschappers gebruiken zonnevlekken om de voortgang van de zonnecyclus bij te houden; de donkere vlekken worden geassocieerd met zonneactiviteit, vaak als de oorsprong van gigantische explosies, zoals zonnevlammen of coronale massa-ejecties, die licht, energie en zonnemateriaal de ruimte in kunnen spuwen. Credit: NOAA’s Space Weather Prediction Center

De zonenvlekkenactiviteit van zonnecyclus 25 heeft de verwachtingen licht overtroffen. Ondanks dat er een aantal grote stormen zijn gezien zijn ze niet groter dan wat astronomen zouden verwachten tijdens de maximale fase van de cyclus.

De krachtigste uitbarsting tot nu toe in cyclus 25 was op 3oktober 2024, toen de Zon een X9-klasse uitbarsting uitzond. Maar wetenschappers verwachten dat er meer uitbarstingen en activiteit zullen volgen. Er kunnen zelfs in de afnemende fase van de cyclus aanzienlijk krachtige stormen zijn, hoewel dit niet zo vaak voorkomt.

Op 3 oktober 2024 zond de zon een sterke zonnevlam uit.
Op 3 oktober 2024 zond de zon een sterke zonnevlam uit. Op deze datum is deze zonnevlam de grootste van zonnecyclus 25 en wordt geclassificeerd als een X9.0-vlam. X-klasse duidt op de meest intense vlammen, terwijl het nummer meer informatie geeft over de sterkte ervan. NASA’s Solar Dynamics Observatory heeft op 3 oktober 2024 beelden vastgelegd van deze zonnevlam – zoals te zien in de heldere flits in het midden. De afbeelding toont een mix van 171 Angstrom en 131 Angstrom licht, subsets van extreem ultraviolet licht. Credit: NASA/SDO

De 11-jarige cyclus van de Zon is slechts een van de cycli, genesteld in grotere cycli. De Gleissbergcyclus duurt tussen de 80 en 90 jaar en moduleert de 11-jarige cyclus. De De Vries-cyclus of Suess-cyclus duurt tussen de 200 en 210 jaar en de Hallstatt-cyclus duurt ongeveer 2300 jaar. Beide cycli dragen bij aan de lange termijn variatie van de Zon.

Maar zelfs met alles wat we weten over de Zon, zijn er grote gaten in onze kennis. De magnetische polen van de Zon wisselen tijdens de 11-jarige cyclus en wetenschappers weten niet precies waarom.

Er is nog veel meer te leren over de Zon, maar we zullen niet snel tijd tekort komen om het te bestuderen. De Zon bevindt zich in het midden van zijn levenscyclus van 10 miljard jaar en zal nog 5 miljard jaar een hoofdreeksster zijn.

Eerste publicatie: 19 oktober 2024
Bron: UniverseToday, NASA