Solar Orbiter ziet de polen van de Zon
Elke afbeelding die we ooit van de Zon hebben gezien, is genomen rond de evenaar. Dit komt doordat de Aarde, de andere planeten en alle andere operationele ruimtesondes rond de Zon draaien in een platte schijf, het eclipticavlak. Door zijn baan uit dit vlak te kantelen toont de Solar Orbiter van de ESA de Zon vanuit een geheel nieuwe hoek.
De Zon is de meest nabije ster, een bron van leven en een potentiële verstoorder van moderne ruimte- en grondenergiesystemen. Het is dus cruciaal dat we begrijpen ho de Zon werkt en leren hoe we zijn gedrag kunnen voorspellen.
Deze nieuwe unieke beelden van de Solar Orbiter-missie luiden een nieuw tijdperk in voor de zonnewetenschap.
De beelden zijn gemaakt met drie wetenschappelijke instrumenten van Solar Orbiter: de Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI), de Extreme Ultraviolet Imager (EUI) en het Spectral Imaging of the Coronal Environment (SPICE)-instrument.
Astronomen wist niet precies wat ze van deze eerste waarnemingen konden verwachten – de polen van de Zon zijn letterlijk terra incognita.
De instrumenten van Solar Orbiter observeren de Zon elk op een andere manier.
PHI maakt beelden van de Zon in zichtbaar licht (linksboven) en brengt het magnetische veld van het zonneoppervlak in kaart (midden boven).
EUI maakt beelden van de Zon in ultraviolet licht (rechtsboven), waardpor het geladen gas van een miljoen graden zichtbaar wordt in de buitenste atmosfeer van de Zon, de corona.
Het SPICE-instrument (onderste rij) vangt licht op dat afkomstig is van geladen gas met verschillende temperaturen boven het zonneoppervlak, waardoor verschillende lagen van de zonneatmosfeer zichtbaar worden.
Door de complementaire waarnemingen van deze drie instrumenten te vergelijken en te analyseren kunnen we leren hoe materiaal zich in de buitenste lagen van de Zon beweegt.
Dit kan onverwachte patronen aan het licht brengen, zoals polaire wervelingen (wervelend gas) die vergelijkbaar zijn met die rond de polen van Venus en Saturnus.
Deze baanbrekende nieuwe waarnemingen zijn ook essentieel voor het begrijpen van het magnetische veld van de Zon en waarom het ongeveer elke 11 jaar verandert, samenvallend met een piek in de zonneactiviteit.
Huidige modellen en voorspellingen van de 11-jarige zonnecyclus schieten tekort bij het voorspellen van het exacte moment en de kracht waarmee de Zon zijn meest actieve toestand zal bereiken.
Een van de eerste wetenschappelijke bevindingen van de poolwaarnemingen van Solar Orbiter is de ontdekking dat het magnetische veld van de Zon op de zuidpool momenteel een puinhoop is.
Terwijl een normale magneet een duidelijke noord- en zuidpool heeft tonen de magnetische veldmetingen van het PHI-instrument aan dat er magnetische velden met zowel noord- als zuidpolariteit aanwezig zijn op de zuidpool van de Zon.
Dit gebeurt slechts gedurende een korte tijd tijdens elke zonnecyclus tijdens het zonnemaximum, wanneer het magnetische veld van de Zon omslaat en het meest actief is.
Na een veldomslag zou één polariteit zich langzaam moeten opbouwen en de overhand moeten nemen op de polen van de Zon.
Over 5-6 jaar bereikt de Zon zijn volgende zonneminimum, waarin zijn magnetische veld het meest ordelijk is en de Zon zijn laagste activiteitsniveau vertoont.
Hoe de opbouw plaatsvindt is nog steeds niet volledig duidelijk dus Solar Orbiter heeft hoge breedtegraden bereikt op precies het juiste moment om het hele proces vanuit zijn unieke en voordelige perspectief te volgen, aldus de onderzoekers.
PHI’s weergave van het volledige magnetische veld van de Zon plaatst deze metingen in context.
Hoe donkerder de kleur (rood/blauw) hoe sterker het magnetische veld is langs de zichtlijn van Solar Orbiter naar de Zon.
De sterkste magnetische velden bevinden zich in twee banden aan weerszijden van de evenaar van de Zon.
De donkerrode en donkerblauwe gebieden markeren actieve gebieden, waar het magnetische veld zich concentreert in zonnevlekken op het oppervlak van de Zon (fotosfeer).
Terwijl zowel de zuid- als noordpool van de Zon bezaaid zijn met rode en blauwe vlekken.
Dit toont aan dat het magnetische veld van de Zon op kleine schaal een complexe en voortdurend veranderende structuur heeft.
Een andere interessante “primeur” voor Solar Orbiter komt van het SPICE-instrument.
Als beeldspectrograaf meet SPICE het licht (spectraallijnen) dat wordt uitgezonden door specifieke chemische elementen – waaronder waterstof, koolstof, zuurstof, neon en magnesium – bij bekende temperaturen.
De afgelopen vijf jaar heeft SPICE dit gebruikt om te onthullen wat er gebeurt in verschillende lagen boven het oppervlak van de Zon.
Nu is het SPICE-team er voor het eerst ook in geslaagd om met behulp van nauwkeurige tracking van spectraallijnen te meten hoe snel klonten zonnemateriaal bewegen.
Dit staat bekend als een “Dopplermeting”, vernoemd naar hetzelfde effect waardoor passerende ambulancesirenes van toonhoogte veranderen tijdens het voorbijrijden.
De resulterende snelheidskaart laat zien hoe zonnemateriaal zich binnen een specifieke laag van de Zon beweegt.
“Dopplermetingen van de zonnewind die door huidige en eerdere ruimtemissie van de Zon worden uitgezonden, worden bemoeilijkt door het zicht op de polen van de Zon”, aldus de onderzoekers.
“Metingen vanaf hoge breedtegraden, die nu mogelijk zijn met Solar Orbiter, zullen een revolutie teweegbrengen in de zonnefysica.”
Eerste publicatie: 14 juni 2025
Bron: sci-news
