Na 17 jaar maakt STEREO-A zijn eerste scheervlucht langs de Aarde

Op 12 augustus 2023 passeert de STEREO-A van de NASA tussen de Zon en de Aarde en markeert hiermee de eerste scheervlucht langs de Aarde van de bijna 17 jaar oude missie. Het bezoek aan huis brengt een speciale kans voor de ruimtesonde om samen te werken met NASA-missies in de buurt van de Aarde en nieuwe inzichten te onthullen over onze dichtstbijzijnde ster.

De dubbele STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) ruimtesonde werd op 25 oktober 2006 vanaf Cape Canaveral gelanceerd. STEREO-A (voor “Ahead”) loopt voor de Aarde uit in zijn baan terwijl STEREO-B (voor “Behind”) achter de Aarde aan om onze planeet beweegt.

Tijdens de eerste jaren na de lancering bereikte de missie met twee ruimtesondes zijn mijlpaaldoel: het bieden van de eerste stereoscopische of meervoudige perspectiefweergave van onze Zon. Op 6 februari 2011 bereikte de missie een ander oriëntatiepunt: STEREO-A en -B bereikten een scheiding van 180 graden in hun banen. Voor het eerst zag de mensheid onze Zon als een complete bol.

Daarvoor waren wetenschappers gebonden aan de zon-aardelijn – men zag slechts één zijde van de Zon tegelijkertijd. STEREO doorbrak dat en maakte dat men de Zon als een driedimensionaal object kon zien.

NASA’s STEREO-A-ruimtevaartuig zal op 12 augustus 2023 de zon-aardelijn passeren. De kruising komt een dag voordat Venus tussen de zon en de aarde passeert, hoewel de planeet 10 graden onder de zon zal verschijnen vanuit het gezichtsveld van de aarde en buiten het gezichtsveld van STEREO-A. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center / Scientific Visualization Studio / Tom Bridgman

De missie bereikte in de loop der jaren vele andere wetenschappelijke prestaties en onderzoekers bestudeerden beide ruimtesondes tot 2014 toen de vluchtleiding het contact met STEREO-B verloor na een geplande reset. STERO-A zet zijn reis echter voort en legt zonnebeelden vast die niet beschikbaar zijn vanaf de Aarde.

Op 12 augustus 2023 is de voorsprong van STEREO-A op de Aarde gegroeid tot één volledige omwenteling als de ruimtesonde ons passeert in onze baan om de Zon. In de paar weken voor en na de scheervlucht van STERO-A proberen wetenschappers vragen te beantwoorden die normaal buiten het bereik van de missie liggen.

Een 3D-beeld van de Zon

Tijdens de scheervlucht langs de Aarde zal STEREO-A opnieuw iets doen wat het in de beginjaren met zijn tweelingbroer deed: weergaven combineren om stereoscopisch zicht te bereiken.

Stereoscopisch zicht stelt ons in staat om 3D-informatie te extraheren uit tweedimensionale of platte beelden. Het is hoe twee oogbollen, die vanaf offsetlocaties naar de wereld kijken, diepteperceptie creëren. Je hersenen vergelijken de beelden van elk oog en de kleine verschillen tussen die twee beelden onthullen welke objecten dichterbij of verder weg zijn.

STEREO-A zal een dergelijke 3D-weergave mogelijk maken door zijn weergaven te synthetiseren met de SOHO Solar and Heliospheric Observatory) en het SDO (Solar Dynamics Observatory). Beter nog, de afstand van STEREO-A tot de Aarde verandert tijdens de scheervlucht waardoor het stereozicht op verschillende tijdstippen wordt geoptimaliseerd voor zonnefuncties van verschillende grootte. Het is alsof wetenschappers de focus op een telescoop van enkele miljoenen kilometers breed aanpassen.

STEREO-wetenschappers maken van de gelegenheid gebruik om de broodnodige metingen te doen. Ze identificeren actieve gebieden, de magnetische complexe gebieden die ten grondslag liggen aan zonnevlekken, in d3 hoop 3D-informatie over hun structuur te ontdekken die meestal verloren gaat in 2D-afbeeldingen. Ze zullen ook een nieuwe methode testen dat coronale lussen -gigantische bogen die vaak te zien zijn in close-upbeelden van de Zon – niet zijn wat ze lijken te zijn.

Er is een recent idee dat coronale lussen misschien gewoon optische illusies zijn. Sommige wetenschappers hebben gesuggereerd dat onze beperkte kijkhoeken ervoor zorgen dat ze vormen lijken te hebben die ze misschien niet echt hebben. Als je vanuit meerdere gezichtspunten kijkt zou dat duidelijker moeten worden.

Binnen in een zonne-uitbarsting

Het is niet alleen wat STEREO-A zal zien als de ruimtesonde langs de Aarde scheert maar ook wat de ruimtesonde zal “voelen”, dat tot grote ontdekkingen kan leiden.

Deze coronagrafische afbeelding toont een coronale massa-ejectie die aan de zon ontsnapt, die is afgesloten achter de zwarte cirkel in het midden van het beeld. STEREO-A beeldde deze door de aarde gerichte CME-uitbarsting op 17 juli 2023 uit. De CME werd vastgelegd door het COR2-instrument op STEREO-A met de hoogste cadans (2,5 minuten) ooit bereikt door een coronagraaf. Bron: NASA / STEREO-A / SECCHI

Wanneer een pluim van zonnemateriaal, bekend als een coronale massa-ejectie of plasmawolk, op de Aarde aankomt kan dit satelliet- en radiosignalen verstoren of zelfs pieken in onze elektriciteitsnetten veroorzaken. Of het kan nauwelijks effect hebben. Het hangt allemaal af van het magnetische veld dat erin is gebed, dat dramatisch kan veranderen in de 150 miljoen kilometer tussen de Zon en de Aarde.

Om te begrijpen hoe het magnetische veld van een CME evolueert op weg naar de Aarde, bouwen wetenschappers computermodellen van deze zonne-uitbarstingen en werken ze bij die bij als er nieuwe waarnemingen van ruimtesondes beschikbaar zijn. Maar de gegevens van een enkele ruimtesonde kunnen heel veel vertellen.

Het is als de gelijkenis over blinde mannen en de olifant – degene die de benen voelt zegt “het is als een boomstam”, en degene die de staart voelt zegt “het is als een slang”, aldus de onderzoekers. Dat is vergelijkbaar met de situatie waar de onderzoekers in zitten want ze hebben meestal maar een of twee ruimtesondes naast elkaar die de CME kunnen meten.

Tijdens de maanden voor en na STEREO-A’s scheervlucht langs de Aarde zullen alle op de Aarde gerichte CME’s via STEREO-A en andere ruimtesondes in de buurt van de Aarde gaan, waardoor wetenschappers de broodnodige meerpuntsmetingen vanuit een CME krijgen.

Een fundamenteel andere Zon

Ook in 2006, kort na de lancering, was STEREO-A dicht bij de Aarde. dat was tijdens het zonneminimum, hert dieptepunt in de ongeveer 11-jarige cyclus van hoge en lage activiteit.

Naarmate we het voor 2025 voorspelde zonnemaximum naderen, is de zon niet zo slaperig. In deze fase van de zonnecyclus zal STEREO-A een fundamenteel andere Zon zien. Daar valt heel veel kennis uit te halen, aldus de onderzoekers.

Eerste publicatie: 12 augustus 2023
Bron: NASA/phys.org/space.com