Zon

Wat zijn zonnevlammen?

De activiteit van de Zon neemt toe en dat gaat gepaard met meer zonnevlammen.

Zonnevlammen zijn grote explosies vanaf het oppervlak van de Zon. Ze zenden intense uitbarstingen van magnetische straling uit. De intensiteit van de explosie bepaalt tot welke klasse de vlam behoort. De krachtigste zijn X-klasse vlammen, gevolgd door M-, C- en B-klasse, A-klasse vlammen zijn de kleinste.

Deze vlammen (flares in het Engels) kunnen zichtbaar zijn als heldere flitsen in een bepaald deel van de Zon en ze kunnen enkele minuten duren.

De uitbarsting op de Zon zoals op 15 februari 2022 waargenomen door de Solar Orbiter.
De uitbarsting op de Zon zoals op 15 februari 2022 waargenomen door de Solar Orbiter. Credit: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA

Zonnevlammen treden op wanneer magnetische energie zich ophoopt in de atmosfeer van de Zon en plotseling wordt vrijgegeven. Deze uitbarstingen zijn intrinsiek verbonden met de zonnecyclus – een ongeveer 11-jarige cyclus van zonneactiviteit aangedreven door het magnetische veld van de Zon.

Door wat worden zonnevlammen veroorzaakt?

Magnetische velden worden gemaakt uit elektrisch geladen gassen die elektrische stromen genereren die als een magnetische dynamo in de Zon werken. Deze magnetische velden verdraaien, verwarren en reorganiseren zichzelf vanwege de turbulente aard van de gassen die ze maken. Dit onrustige magnetische veldgedrag – ook bekend als zonneactiviteit – kan uitbarstingen van zonnevlammen aan het oppervlak veroorzaken die enorme hoeveelheden elektromagnetische straling vrijgeven. Elektromagnetische straling is een vorm van energie die radiogolven, microgolven, röntgenstralen, gammastralen en zichtbaar licht omvat.

Zonnevlammen zijn Meestal afkomstig uit gebieden van het zonneoppervlak die zonnevlekken bevatten. Dit zijn donkere, koelere delen aan het oppervlak waar magnetische velden bijzonder sterk zijn. Als zodanig kan het aantal zonnevlekken de waarschijnlijkheid van een uitbarsting van een zonnevlam aangeven.

De zonneactiviteit volgt een 11-jarige cyclus waarbij de piek van de zonnevlekkenactiviteit samenvalt met het zonnemaximum en er een gebrek aan zonnevlekken is tijdens het zonneminimum. Tijdens periodes van lage zonneactiviteit, wanneer er geen vlekken aanwezig zijn, is de kans klein dat er een zonnevlam zal ontstaan.

Zonnevlammen vandaag de dag

De zonneactiviteit neemt toe naarmate zonnecyclus 25 vordert. Er wordt voorspeld dat het zonnemaximum in 2025 zal plaatsvinden. Om erachter te komen  of er vandaag een zonnevlam is en om op de hoogte te blijven van de laatste bevindingen over het weer in de ruimte zijn er websites die de meest recente activiteit van de afgelopen 24 uur registreren. Dit wordt o.a. gedaan met de GOES-16 satelliet.

Soorten zonnevlammen

Zonnevlammen worden in vijf klassen onderverdeeld. Hun aanduiding is afhankelijk van de intensiteit van de röntgenstraling die ze uitzenden. Iedere klasse betekent een 10-voudige toename in de energie uitstoot. Dit is vergelijkbaar met de schaal van Richter voor de kracht van aardbevingen.

X-klasse zonnevlammen zijn de meest krachtige. Ze worden gevolgd door M-klasse die een factor 10 minder krachtig zijn. Daarna komende C-klasse, B-klasse en de A-klasse. Die laatste zijn te zwak om een significant effect te hebben op de Aarde.

Rechts in het filmpje vindt een zonnevlam plaats. Er is een heldere flits zichtbaar gevolgd door een golf over de Zon. De Zon produceerde op 20 maart 2022 een X-klasse zonnevlam. De gegevens zijn afkomstig van het Solar Dynamics Observatory van de NASA. Credit: NASA/GSFC/SDO

Iedere klasse is weer onderverdeeld van 1 tot 9 waarbij de grootste getallen de krachtigste zonnevlammen in die klasse zijn.

Aangezien er geen klasse krachterig is dan de X-klasse kunnen X-klasse zonnevlammen echter buiten deze 9-punts indeling komen. In 2003 werd een zonenvlam geregistreerd die de meetsensoren volledig overbelaste. Dit zou een X28-zonnevlam zijn geweest.

Gelukkig komen X-klasse zonnevlammen gemiddeld slechts 10 keer per jaar voor en de uitbarstingen zoals die in 2003 slechts zeer zelden.

Het effect van zonnevlammen op de Aarde

Verschillende soorten zonnevlammen, en dan met name de X-klasse, kunnen de Aarde, satellieten en zelfs astronauten beïnvloeden.

Gelukkig voor ons zijn de A- en B-klasse zonnevlammen de meest voorkomende en zijn ze ook de zwakste zonnevlammen. Ze zijn te zwak om de Aarde op een significante manier te beïnvloeden. C-klasse zonnevlammen zijn ook vrij zwak en vertonen ook weinig tot geen effect op de Aarde.

Met de twee grootste klassen van zonnevlammen beginnen de dingen een beetje interessanter te worden.

Sterke M-klasse en X-klasse zonnevlammen kunnen coronale massa ejecties (CME’s oftewel plasmawolken) veroorzaken. Dit is een grote afgifte van plasma en magnetisch veld van de Zon. Dit gedrag kan de magnetosfeer van de Aarde verstoren en resulteren in geomagnetische stormen. Dergelijke geomagnetische stormen kunnen leiden tot poollicht dichter bij de evenaar dan mogelijk is tijdens rustige omstandigheden.

In 1989 werd de Aarde geraakt door een grote zonnevlam die vergezeld ging van een plasmawolk. Hierbij viel in de gehele Canadese provincie Quebec gedurende 12 uur de stroom uit. De uitbarsting op de Zon veroorzaakte een geomagnetische storm op Aarde die resulteerde in poollicht dat tot in Cuba kon worden gezien.

Noorderlicht boven Alaska
Noorderlicht boven Alaska. Door United States Air Force photo by Senior Airman Joshua Strang – Deze afbeelding werd vrijgegeven door de Air Force van de Verenigde Staten met het ID 050118-F-3488S-003 (next).Deze banner zegt niets over de auteursrechten die van toepassing zijn. Een normale auteursrechten-tag is nodig. Zie Commons:Licensing voor meer informatie.العربية | বাংলা | Deutsch | English | español | euskara | فارسی | français | italiano | 日本語 | 한국어 | македонски | മലയാളം | Plattdüütsch | Nederlands | polski | پښتو | português | svenska | Türkçe | українська | 中文 | 中文(简体)‎ | +/−http://www.af.mil/weekinphotos/wipgallery.asp?week=97&idx=9 (Full Image), Publiek domein, Koppeling

Zonnestormen kunnen ook snel bewegende geladen deeltjes uitzenden die veel energie hebben en een gevaar kunnen vormen voor astronauten en ruimtesondes in een baan om de Aarde. Tijdens dergelijke stormen moeten astronauten in het International Space Station beschutting zoeken en worden alle activiteiten buiten het ruimtestation gepauzeerd. Stralingsgevoelige systemen in satellieten worden uitgeschakeld totdat de storm voorbij is.

Tijdens een uitbarsting kunnen M-klasse en X-klasse zonnevlammen ook kleine tot uitgebreide radiostoringen veroorzaken aan de kant van de Aarde die naar de Zon toe is gericht. Radiostoringen hebben meestal invloed op hoogfrequente (HF, 3-30 MHz) radiocommunicatie. Soms ook kunnen Very High Frequency (VHF, 30-300 MHz en hogere frequenties worden getroffen.

De radiostoringen worden veroorzaakt door hogere elektronendichtheden in de lagere ionosfeer van de Aarde. De ionosfeer is de laag waar radiogolven doorheen gaan. De toegenomen elektronendichtheid zorgt ervoor dat radiogolven meer energie verliezen terwijl ze door de laag reizen. Hierdoor kunnen ze geen hogere lagen bereiken die de radiosignalen terug naar de Aarde kaatsen.

Dergelijke radiostoringen zijn de meest voorkomende ruimteweergebeurtenissen die de Aarde beïnvloeden. Tijdens een gemiddelde zonnecyclus vinden er ongeveer 2000 kleine gebeurtenissen plaats.

De Ernst van radiostoringen hangt af van de sterkte van de zonnevlammen en is gerangschikt van R1 tot R5 op de Solar Radiation Storm Scale van de NOAA. Eén staat voor een kleine gebeurtenis en vijf is een extreme gebeurtenis. R5-gebeurtenissen kunnen leiden tot radiostoringen aan de hele door de Zon beschenen zijde van de Aarde en kunnen enkele uren duren. Gelukkig ervaren we voor ons gemiddeld minder dan één R5 per zonnecyclus.

Zonnevlammen voorspellen

De straling die door zonenvlammen wordt uitgezonden reist met de snelheid van het licht en kan de Aarde in iets meer dan 8 minuten bereiken. Als zodanig hebben we niet lang om op dergelijke uitbarstingen te reageren.

Het voorspellen van ruimteweer is lastig maar ons vermogen om dit te doen is de afgelopen decennia wel sterk verbeterd.

Krachtige uitbarstingen kunnen ruimtesondes, satellieten en op de grond gebaseerde technologieën aanzienlijk beïnvloeden en ze waarschuwen niet voor ze toeslaan. Talloze organisaties, waaronder NASA, NOAA, ESA – houden de Zon nauwlettend in de gaten. Deze organisaties kunnen waarschuwingen sturen naar technologiesectoren die kwetsbaar zijn voor zonenvlammen zodat ze passende maatregelen kunnen nemen.

Het ruimteweer kan niet worden genegeerd maar we kunnen, aldus NASA, wel passende maatregelen nemen om onszelf ervoor te beschermen.

Over het algemeen zijn zonnevlammen niet iets om je zorgen over te maken. Zogenaamde “killer flares” bestaan niet en hoewel zonnevlammen de technologische wereld aanzienlijk kunnen verstoren bevatten ze niet genoeg energie om blijvende schade aan te richten aan de Aarde zelf.

Zelfs in het ergste geval zijn zonnevlammen fysiek niet in staat om de Aarde te vernietigen, aldus NASA.

Eerste publicatie: 8 juli 2022
Bron: NASA, ESA, space.com