Waarom is de atmosfeer van de Zon heter dan zijn oppervlak?

Nou, dat weten astronomen nog niet precies! Maar ze hebben wel enkele ideeën over waar de energie vandaan komt die de atmosfeer van de Zon verwarmt en dat heeft veel te maken met het magneetveld van de Zon.

De temperatuur van de Zon

In de kern van de Zon wordt warmte gegenereerd, hier kan de temperatuur oplopen tot maar liefst 15 miljoen graden Celsius. En net als weglopen bij een kampvuur wordt de temperatuur verder weg van de kern lager.

De temperatuur aan het oppervlak van de Zon is ongeveer 6000 graden Celsius en dat is veel lager dan in de kern. Ook blijft het een korte afstand boven het oppervlak verder afkoelen.

Maar hoger boven het oppervlak, in de atmosfeer, schiet de temperatuur ineens weer omhoog tot meer dan een miljoen graden Celsius. Er moet dus iets zijn dat de atmosfeer van de Zon verwarmt maar astronomen weten nog niet precies wat en hoe.

De sleutel is het magneetveld van de Zon

Het leidende idee onder astronomen is dat het magneetveld van de Zon in feite energie van binnenuit de Zon omhoog brengt door het oppervlak en in de atmosfeer.

Net als de aarde heeft de Zon een magneetveld. We kunnen ons een magneetveld voorstellen als onzichtbare lijnen die de noord- en zuidpool van een ster of planeet met elkaar verbinden.

We kunnen deze magneetvelden niet zien maar we weten dat ze er zijn omdat we objecten hebben die erop reageren. Een kompasnaald op Aarde zal bijvoorbeeld altijd naar de noordpool wijzen omdat deze op één lijn ligt met het magnetische veld van de Aarde.

Hoewel de Zon ook een noord- en zuidpool heeft gedraagt het magnetische veld zich anders dan dat van de Aarde en ziet het er een stuk rommeliger uit. Aan het oppervlak van de Zon zien de magnetische veldlijnen eruit als vele lussen die uit het oppervlak in de atmosfeer opstijgen. Deze lussen veranderen voortdurend.

Als de lussen elkaar raken kunnen ze plotselinge explosies van enorme hoeveelheden energie veroorzaken die de atmosfeer opwarmen. We weten ook dat er golven zijn die langs magnetische veldlijnen reizen en energie naar boven halen. Zouden die verantwoordelijk kunnen zijn voor het opwarmen van de atmosfeer?

Is het een combinatie van de golven en de explosies of iets heel anders? Het kunnen meten van het magnetische veld van de Zon zou astronomen kunnen helpen te begrijpen wat er aan de hand is.

Het magnetische veld meten

Magneetvelden zijn weliswaar onzichtbaar maar we kunnen ze toch meten omdat ze kleine veranderingen aanbrengen in het licht dat van de Zon komt. Het oppervlak van de Zon is erg helder dus het is gemakkelijk om veranderingen in het licht dat van dat oppervlak komt te zien en het magnetische veld daar te meten.

Maar de atmosfeer van de Zon is zo heet dat het licht daar niet meer zichtbaar is. Het maakt eerder röntgenstralen, een soort licht dat we niet met onze ogen kunnen zien. Zelfs als we speciale röntgentelescopen gebruiken zijn de röntgenstralen van de atmosfeer van de Zon te zwak om te achterhalen hoe het magnetische veld in de atmosfeer van de Zon eruit ziet.

Het goede nieuws is dat de Parker Solar Probe van de NASA die nu erg dicht om de Zon draait daadwerkelijk door het magneetveld vliegt om dit te meten. De komende jaren zou deze ruimtesonde wel eens heel veel opwindende nieuwe informatie kunnen opleveren.

Deze magnetische veldmetingen zullen astronomen een beter begrip moeten gaan geven van wat de atmosfeer van de Zon en andere sterren veel heter maakt dan hun oppervlak.

Eerste publicatie: 23 januari 2022
Bron: space.com