Als je naar kijkt de zon je ziet een helder object in de lucht. Omdat het niet veilig is om direct naar de zon te kijken zonder goede oogbescherming, is het moeilijk om onze ster te bestuderen. Astronomen gebruiken echter speciale telescopen en ruimtevaartuigen om meer te weten te komen over de zon en zijn voortdurende activiteit.
We weten vandaag dat de zon een meerlagig object is met als kern een kernfusie-"oven". Het is oppervlak, genaamd de fotosfeer, lijkt voor de meeste waarnemers soepel en perfect. Een nadere beschouwing van het oppervlak onthult echter een actieve plaats in tegenstelling tot alles wat we op aarde ervaren. Een van de belangrijkste, bepalende kenmerken van het oppervlak is de incidentele aanwezigheid van zonnevlekken.
Wat zijn zonnevlekken?
Onder de fotosfeer van de Zon ligt een complexe warboel van plasmastromen, magnetische velden en thermische kanalen. Na verloop van tijd zorgt de rotatie van de zon ervoor dat de magnetische velden worden verdraaid, waardoor de stroom van thermische energie van en naar het oppervlak wordt onderbroken. Het verdraaide magnetische veld kan soms door het oppervlak dringen, waardoor een plasmaboog ontstaat, een prominentie, of een zonnevlam.
Elke plek op de zon waar de magnetische velden tevoorschijn komen, stroomt minder naar het oppervlak. Dat creëert een relatief koele plek (ruwweg 4.500 Kelvin in plaats van de warmere 6.000 Kelvin) op de fotosfeer. Deze koele "plek" lijkt donker in vergelijking met de omringende hel die het oppervlak van de zon is. Zulke zwarte stippen van koelere gebieden zijn wat we noemen zonnevlekken.
Hoe vaak komen zonnevlekken voor?
Het verschijnen van zonnevlekken is volledig te wijten aan de oorlog tussen de draaiende magnetische velden en plasmastromen onder de fotosfeer. Dus de regelmaat van zonnevlekken hangt af van hoe verdraaid het magnetische veld is geworden (wat ook is gekoppeld aan hoe snel of langzaam de plasmastromen bewegen).
Hoewel de exacte details nog worden onderzocht, lijkt het erop dat deze interacties in de ondergrond een historische trend vertonen. De zon lijkt door een te gaan zonnecyclus ongeveer om de 11 jaar of zo. (Het lijkt eigenlijk meer op 22 jaar, omdat elke 11-jarige cyclus ervoor zorgt dat de magnetische polen van de zon omdraaien, dus het duurt twee cycli om de dingen weer in de oorspronkelijke staat te krijgen.)
Als onderdeel van deze cyclus wordt het veld meer verwrongen, wat leidt tot meer zonnevlekken. Uiteindelijk worden deze verwrongen magnetische velden zo vastgebonden en genereren ze zoveel warmte dat het veld uiteindelijk knapt, als een verwrongen rubberen band. Dat ontketent een enorme hoeveelheid energie in een zonnevlam. Soms is er een uitbarsting van plasma van de zon, die een "coronale massa-uitstoot" wordt genoemd. Deze gebeuren niet altijd op de zon, hoewel ze vaak voorkomen. Ze nemen elke 11 jaar in frequentie toe en de piekactiviteit wordt genoemd zonne-maximum.
Nanoflares en zonnevlekken
Onlangs ontdekten zonnefysici (de wetenschappers die de zon bestuderen) dat er heel kleine flitsen losbarsten als onderdeel van zonneactiviteit. Ze hebben deze nagesynchroniseerd nanoflares, en ze gebeuren altijd. Hun warmte is in wezen verantwoordelijk voor de zeer hoge temperaturen in de zonnecorona (de buitenatmosfeer van de zon).
Zodra het magnetische veld is ontrafeld, daalt de activiteit opnieuw, wat leidt tot minimum zonne-energie. Er zijn ook periodes in de geschiedenis geweest waarin de zonneactiviteit voor een langere periode is gedaald, waardoor ze effectief jaren of decennia achter elkaar tot het minimum van zonne-energie bleven.
Een periode van 70 jaar van 1645 tot 1715, bekend als het Maunder-minimum, is zo'n voorbeeld. Men denkt dat dit verband houdt met een daling van de gemiddelde temperatuur in heel Europa. Dit staat bekend als "de kleine ijstijd".
Zonne-waarnemers hebben tijdens de meest recente zonnecyclus een andere vertraging van de activiteit opgemerkt, die vragen oproept over deze variaties in het langetermijngedrag van de zon.
Zonnevlekken en ruimteweer
Zonneactiviteit zoals fakkels en coronale massa-uitstoot werpt enorme wolken geïoniseerd plasma (oververhitte gassen) de ruimte in. Wanneer deze gemagnetiseerde wolken het magnetische veld van een planeet bereiken, botsen ze in de bovenste atmosfeer van die wereld en veroorzaken ze verstoringen. Dit wordt "ruimteweer" genoemd. Op aarde zien we de effecten van ruimteweer in de aurorale borealis en aurora australis (noordelijk en zuidelijk licht). Deze activiteit heeft andere effecten: op ons weer, onze stroomnetten, communicatieroosters en andere technologie waarop we in ons dagelijks leven vertrouwen. Ruimteweer en zonnevlekken horen allemaal bij het wonen in de buurt van een ster.
Bewerkt door Carolyn Collins Petersen