Zonnestormen zijn de meest fascinerende en gevaarlijke activiteiten die onze ster ervaart. Ze stijgen op van de zon en sturen hun snelste deeltjes door de interplanetaire ruimte. Zeer sterke hebben invloed op de aarde en de andere planeten binnen enkele minuten of uren. Tegenwoordig krijgen we, met een vloot van ruimtevaartuigen die de zon bestuderen, zeer snelle waarschuwingen voor aanstaande stormen. Dit geeft satellietexploitanten en anderen de kans om zich voor te bereiden op elk "ruimteweer" dat hierdoor kan optreden. De ergste stormen kunnen grote schade toebrengen aan ruimtevaartuigen en mensen in de ruimte en systemen hier op de planeet beïnvloeden.
Welke effecten hebben zonnestormen?
Als de zon opkomt, kan het resultaat even goedaardig zijn als een geweldige weergave van noorder- en zuidlicht, of het kan veel erger zijn. De geladen deeltjes die vrijkomen door de zon hebben verschillende effecten op onze atmosfeer. Op het hoogtepunt van een sterke zonnestorm werken deze wolken van deeltjes samen met ons magnetische veld, wat sterke elektrische stromen veroorzaakt die de technologie kunnen beschadigen waar we dagelijks van afhankelijk zijn.
In het ergste geval hebben zonnestormen de elektriciteitsnetten en de communicatiesatellieten verstoord. Ze kunnen ook communicatie- en navigatiesystemen stoppen. Sommige experts hebben voor het Congres verklaard dat ruimteweer het vermogen van mensen om te bellen en te gebruiken beïnvloedt internet, geld overmaken (of opnemen), reizen per vliegtuig, trein of schip en zelfs gps gebruiken om naar binnen te navigeren auto's. Dus wanneer de zon een beetje ruimteweer op gang brengt vanwege een zonnestorm, is dit iets waar mensen over willen weten. Het kan ons leven ernstig beïnvloeden.
Waarom gebeurt dit?
De zon maakt regelmatig cycli van hoge en lage activiteit door. De zonnecyclus van 11 jaar is eigenlijk een complex beest en het is niet de enige cyclus die de zon doormaakt. Er zijn anderen die ook andere zonneschommelingen over langere perioden volgen. Maar de 11-jarige cyclus wordt het meest geassocieerd met de soorten zonnestormen die de planeet treffen.
Waarom vindt deze cyclus plaats? Het wordt niet helemaal begrepen en zonnefysici blijven de oorzaak bespreken. de zonnedynamo is betrokken, dat is het inwendige proces dat het magnetische veld van de zon creëert. Wat dat proces drijft, staat nog ter discussie. Een manier om erover na te denken is dat het interne magnetische zonneveld verdraait als de zon draait. Als het verstrikt raakt, zullen magnetische veldlijnen het oppervlak doorboren, waardoor verhinderd wordt dat heet gas naar het oppervlak stijgt. Hierdoor ontstaan punten die relatief koel zijn vergeleken met de rest van het oppervlak (ongeveer 4500 Kelvin, vergeleken met de normale oppervlaktetemperatuur van de zon van ongeveer 6000 Kelvin).
Deze koele punten lijken bijna zwart, omgeven door de gele gloed van de zon. Dit zijn wat we gewoonlijk zonnevlekken noemen. Als geladen deeltjes en verhitte gasstroom uit deze zonnevlekken creëren ze de schitterende lichtbogen die bekend staan als protuberansen. Dit is een normaal onderdeel van het uiterlijk van de zon.
De zonneactiviteiten die het grootste potentieel hebben voor vernietiging zijn zonnevlammen en coronale massa-uitstoot. Deze ongelooflijk krachtige gebeurtenissen zijn het gevolg van het feit dat deze gedraaide magnetische veldlijnen zich opnieuw verbinden met andere magnetische veldlijnen in de atmosfeer van de zon.
Bij grote fakkels kan de herverbinding zodanig energie opwekken dat deeltjes worden versneld tot een hoog percentage van de lichtsnelheid. Waardoor een ongelooflijk hoge stroom van deeltjes naar de aarde stroomt vanuit de corona (bovenste atmosfeer) van de zon, waar de temperaturen kunnen oplopen tot miljoenen graden. De resulterende coronale massa-ejectie stuurt enorme hoeveelheden geladen materiaal de ruimte in en is het soort gebeurtenis dat wetenschappers over de hele wereld momenteel zorgen baart.
Zou de zon in de toekomst kunnen uitbarsten bij een grote zonnestorm?
Het korte antwoord op deze vraag is "ja. De zon gaat door perioden van minimaal zonne-energie - een periode van inactiviteit - en maximaal zonne-energie, de tijd van de hoogste activiteit. Tijdens zonne-minimum heeft de zon er niet zoveel zonnevlekken, zonnevlammen en protuberansen.
Tijdens zonne-maximum kunnen dit soort gebeurtenissen vaak voorkomen. We moeten ons niet alleen zorgen maken over de frequentie van deze gebeurtenissen, maar ook over de intensiteit ervan. Hoe intenser de activiteit, hoe groter de kans op schade hier op aarde.
Het vermogen van wetenschappers om zonnestormen te voorspellen staat nog in de kinderschoenen. Het is duidelijk dat zodra er iets uit de zon losbarst, wetenschappers een waarschuwing kunnen geven over verhoogde zonneactiviteit. Echter precies voorspellen wanneer een uitbarsting zal plaatsvinden is nog steeds erg moeilijk. Wetenschappers volgen zonnevlekken en waarschuwen als een bijzonder actieve op aarde is gericht. Met nieuwere technologie kunnen ze nu zonnevlekken aan de "achterkant" van de zon volgen, wat helpt bij vroege waarschuwingen over de aanstaande zonneactiviteit.
Bewerkt door Carolyn Collins Petersen