In deze rubriek komen onder meer aan bod: de zon, de zonnewind, het 'ruimteweer' en de heliosfeer.
15 december 2023
Op 14 december jl. heeft een actief gebied op de zon, met de aanduiding AR 3514, een enorme zonnevlam geproduceerd. De eruptie was van klasse X2.8 – de hoogste categorie die onze ster kan bereiken. De zonnevlam is de krachtigste die we tijdens de huidige zonnecyclus voorgeschoteld hebben gekregen. Hij evenaarde de grote zonnevlammen van september 2015. De gebeurtenis verstoorde het radioverkeer in Zuid-Amerika gedurende twee uur. Tegelijkertijd produceerde de zon een coronale massa-ejectie, oftewel CME – een uitbarsting van miljarden tonnen plasma en magnetisch veld, die alles wat op zijn pad komt met energierijke zonnedeeltjes bestookt. Een deel daarvan is misschien op weg naar de aarde. Als dat zo is, kunnen we op 17 december een gematigde geomagnetische storm verwachten, die gepaard kan gaan met noorderlicht. Een geomagnetische storm ontstaat wanneer een stortvloed aan geladen deeltjes van de zon het magnetische veld van de aarde binnendringt. Omdat deze deeltjes er enige tijd over doen om hier te komen, ontstaat zo’n storm pas een paar dagen nadat de CME is opgetreden. Dit soort zonneactiviteit is vrij normaal. We naderen het hoogtepunt van de 11-jarige activiteitscyclus van de zon, die wordt gekenmerkt door verhoogde aantallen zonnevlekken, zonnevlammen en CME’s. Op het hoogtepunt van de zonnecyclus, die in de eerste helft van de 2024 wordt verwacht, zal de polariteit van het magnetische veld van de zon omslaan en de activiteit van de zon afnemen. (EE)
→ The Sun Just Erupted With The Most Powerful Solar Flare in Years (ScienceAlert.com)
14 november 2023
Astronomen van het Center for Solar-Terrestrial Research (VS) hebben een bijzonder soort radio-uitbarstingen ontdekt die afkomstig zijn van zonnevlekken en meer dan een week duren. Volgens de onderzoekers vertoont deze radiostraling overeenkomsten met die van aurora’s (poollichten) zoals die vaak te zien zijn in de magnetosferen van de aarde, Jupiter en Saturnus, en bij bepaalde lichte sterren (Nature Astronomy, 13 november). De poollichtshows die rond de poolstreken van de aarde te zien zijn ontstaan doordat uitbarstingen op de zon het magnetische veld van onze planeet verstoren, waarna geladen deeltjes – voornamelijk elektronen en protonen – ‘neerregenen’ op de polen van de aarde. Daarbij komen de deeltjes hoog in de aardatmosfeer in botsing met zuurstof- en stikstofatomen. De versnellende elektronen kunnen intense radio-emissies genereren met frequenties van een paar honderd kilohertz. De nu ontdekte ‘zonnevlek-aurora’s’ treden echter op bij frequenties van honderdduizenden kilohertz tot ongeveer 1 miljoen kilohertz – een direct gevolg van het feit dat het magnetische veld van een zonnevlek duizenden keren sterker is dan dat van de aarde. De onderzoekers vermoeden dat de zonnevlek-aurora’s een ‘kosmisch vuurtoren-effect’ veroorzaken. Ze genereren bundels van radiostraling, vergelijkbaar met die bij roterende sterren zijn waargenomen. (EE)
→ NJIT Scientists Uncover Aurora-Like Radio Emission above a Sunspot
12 oktober 2023
Historische gegevens over het gedrag van de zon ten tijde van het Maunderminimum zijn schaars en niet altijd in overeenstemming met elkaar. Om daar meer inzicht in te krijgen hebben Limei Yan en Fei He (Chinese Academy of Sciences) historische Koreaanse teksten onder de loep genomen waarin gewag wordt gemaakt van poollicht (AGU Advances, 3 oktober). Zonnevlekken variëren in aantal afhankelijk van hoeveel magnetische activiteit de inwendige ‘dynamo’ van de zon genereert. Deze variaties volgen een cyclus die gemiddeld ongeveer elf jaar duurt. De zon kent echter ook periodes van geringe activiteit die tientallen jaren kunnen duren: de zogeheten Grote Minima. Het bekendste voorbeeld daarvan is het Maunderminimum, dat plaatsvond tussen 1645 en 1715. Tijdens de zogeheten Joseondynastie, die duurde van 1392 tot 1897, hebben Koreaanse geschiedkundigen nauwgezet allerlei gebeurtenissen opgetekend, waaronder ook nachtelijke verschijnselen zoals poollicht. Van poollichten is bekend dat ze tijdens perioden van hoge zonneactiviteit vaker voorkomen, en gedurende een groot deel van de Joseondynastie was regelmatig poollicht te zien vanwege een geomagnetische anomalie in het westen van de Stille Oceaan. Voor hun onderzoek hebben de Chinese wetenschappers hebben gebruikgemaakt van een bestaande database met Koreaanse historische gegevens om een reeks van 1012 poollichten tussen 1620 en 1810 te analyseren. Door te noteren wanneer poollicht vaker en minder vaak voorkwam, ontdekten ze dat de zonnecyclus tijdens het Maunder Minimum slechts acht jaar duurde in plaats van elf. Deze verandering kan erop wijzen dat de zonnedynamo tijdens een Groot Minimum op een lager pitje draaide, maar waarom dat zo was blijft onduidelijk. (EE)
→ Aurora Records Reveal Shortened Solar Cycle During Maunder Minimum
3 oktober 2023
NASA heeft een aangepast plan aangekondigd om de missie van ruimtesonde New Horizons voort te zetten. Vanaf 2025 zal New Horizons zich richten op het verzamelen van fysische gegevens over de zogeheten heliosfeer. De verlenging biedt tevens de mogelijkheid om de ruimtesonde te gebruiken voor een toekomstige flyby langs een Kuipergordelobject, al is op dit moment nog geen geschikt object bekend. Voor dit doel wordt alvast zuinig omgesprongen met brandstof. Zoals het er nu naar uitziet zullen de activiteiten van New Horizons doorgaan totdat de ruimtesonde de Kuipergordel heeft verlaten, wat naar verwachting in 2028 of 2029 het geval zal zijn. New Horizons werd op 18 januari 2006 gelanceerd en heeft wetenschappers in staat gesteld om een aantal ijzige hemellichamen aan de rand van ons zonnestelsel van dichtbij te onderzoeken, waaronder de dwergplaneet Pluto en diens maan Charon, en het Kuipergordelobject Arrokoth – een dubbellobbig overblijfsel van de vorming van ons zonnestelsel. (EE)
→ NASA’s New Horizons to Continue Exploring Outer Solar System
18 september 2023
Op 5 september 2022 vloog NASA’s Parker Solar Probe door een van de krachtigste coronale massa-ejecties (CME’s) ooit. De gebeurtenis ondersteunt een twintig jaar oude theorie over de interactie tussen CME’s en interplanetair stof. In dat artikel wordt geopperd dat CME’s van invloed kunnen zijn op het interplanetaire stof rond onze ster en dit stof zelfs kunnen verdrijven. CME’s zijn immense uitbarstingen uit de buitenste atmosfeer van de zon – de zogeheten corona – die bijdragen aan het ‘ruimteweer’, dat satellieten in gevaar kan brengen, communicatie- en navigatietechnologieën kan verstoren en zelfs het elektriciteitsnet op aarde kan uitschakelen. Door meer te weten te komen over de wisselwerking tussen deze gebeurtenissen en interplanetair stof, kunnen wetenschappers beter voorspellen hoe snel een CME de afstand tussen aarde en zon kan overbruggen. Interplanetair stof bestaat uit minuscule deeltjes van planetoïden, kometen en zelfs planeten en is alom aanwezig in ons zonnestelsel. De vage gloed die zodiakaal licht wordt genoemd en soms voor zonsopgang of na zonsondergang waarneembaar is, is een van de verschijningsvormen ervan. De CME van 5 september 2022 verplaatste het stof tot op ongeveer 9 miljoen kilometer van de zon – ongeveer een zesde van de afstand tussen de zon en Mercurius – maar het werd vrijwel onmiddellijk weer aangevuld door interplanetair stof zoals dat overal in het zonnestelsel rondzwerft. De Parker-waarnemingen speelden een cruciale rol bij deze ontdekking, omdat stof dat in het kielzog van een CME wordt meegesleept moeilijk waarneembaar is van een afstand. Wetenschappers namen de interactie tussen de CME en het stof waar als donkere plekken op beelden van de Wide-field Imager for Solar Probe (WISPR) – de ‘groothoekcamera’ van de ruimtesonde. Dit komt doordat interplanetair stof licht weerkaatst, waardoor plekken waar stof aanwezig is er juist helder uitzien. Om de donkere plekken te kunnen lokaliseren, moest het team eerst de gemiddelde achtergrondhelderheid van WISPR-opnamen voor verschillende vergelijkbare banen berekenen, zodat normale helderheidsvariaties zoals die door zonnestreamers en andere veranderingen in de zonnecorona ontstaan, konden worden uitgefilterd. Omdat de wetenschappers het effect alleen hebben waargenomen in samenhang met de gebeurtenis van 5 september 2022, vermoeden ze dat een ‘schoonmaakactie’ als deze alleen optreedt bij de sterkste CME’s. (EE)
→ Parker Observes Powerful Coronal Mass Ejection ‘Vacuum Up’ Interplanetary Dust
25 augustus 2023
Kleine plasmajets die met snelheden van een paar honderd kilometer per uur vanuit de corona van de zon de ruimte in razen, zouden weleens de lang gezochte bron van de zonnewind kunnen zijn. Een onderzoeksteam onder leiding van het Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen (Duitsland) heeft namelijk een groot aantal van die kleine jets ontdekt op hoge-resolutieopnamen van een zogeheten coronaal gat, die de Europese ruimtesonde Solar Orbiter heeft gemaakt (Science, 24 augustus). Aangenomen wordt dat coronale gaten het brongebied zijn van de zonnewind: een stroom van geladen deeltjes, zoals protonen en elektronen, die de zon met supersonische snelheden van meer dan 500 kilometer per seconde de ruimte in spuwt. Op beelden van de zonnecorona in ultraviolet licht vertonen deze ‘gaten’ zich als donkere gebieden. Daar buigen de veldlijnen van het magnetische veld van de zon niet in een lus terug naar de zon, maar strekken ze zich uit tot in de interplanetaire ruimte. De talrijke opnamen van Solar Orbiter die het onderzoeksteam nu heeft geanalyseerd geven een ongekend detailrijk beeld van zo’n coronaal gat. Op het moment dat de opnamen op 30 maart 2022 werden gemaakt, had de Solar Orbiter in zijn sterk elliptische baan zijn kleinste afstand tot de zon bereikt. Van een afstand van slechts ongeveer 50 miljoen kilometer kon de ruimtesonde een coronaal gat in de buurt van de zuidpool van de zon ongeveer een half uur lang onder de loep nemen. Op de beelden is een groot aantal kleine jets (straalstromen) van plasma te zien die zich met snelheden van een paar honderd kilometer per seconde van de zon verwijderen. Ze zijn enkele honderden kilometers breed, langwerpig of Y-vormig en hebben een vrij korte levensduur: ze verdwijnen na ongeveer twintig tot honderd seconden. De energie die elke afzonderlijke jet meevoert is relatief gering: ongeveer een biljoenste van de energie die vrijkomt bij de hevigste zonnevlammen die onze zon produceert. De onderzoekers hebben ze daarom ‘picovlammen’ genoemd. Tezamen leveren deze picovlammen een groot deel van de energie die nodig is om de deeltjes van de zonnewind met supersonische snelheid de ruimte in te schieten. Van oudsher werd aangenomen dat de zonnewind een homogene deeltjesstroom is die alleen geleidelijke fluctuaties vertoont. De nieuwe onderzoeksresultaten trekken dit beeld in twijfel. Zoals de waarnemingen van Solar Orbiter nu hebben laten zien, lijkt de zonnewind te ontstaan in de vorm van vele kleine jets van uiteenlopende afmetingen – vergelijkbaar met hoe de meeste rivieren hun bestaan beginnen als talrijke kreekjes die vanaf de bergen omlaag stromen. (EE)
→ Tiny plasma jets power the solar wind
4 augustus 2023
Wetenschappers hebben, met behulp van het High-Altitude Water Cherenkov (HAWC) observatorium in Mexico, het meest energierijke ‘zonlicht’ gedetecteerd dat ooit is waargenomen. De ontdekking roept meer vragen op dan antwoorden (Physical Review Letters, 3 augustus). De zon produceert enorm veel licht van uiteenlopende energieën, waaronder het felle licht dat wij met onze ogen kunnen zien. Dit ‘gewone’ zonlicht heeft een energie van ongeveer 1 elektronvolt – een veelgebruikte meeteenheid in de natuurkunde. De gammastraling die met HAWC is gedetecteerd heeft een energie van ongeveer 1 biljoen elektronvolt oftewel 1 tera-elektronvolt (afgekort 1 TeV). Niet alleen dit energieniveau is verrassend, maar ook het feit dat er zo veel van deze straling vrijkomt. Gammastraling van de zon ontstaat wanneer energierijke deeltjes uit de ruimte – zogeheten kosmische straling – richting zonsoppervlak gaan, maar worden afgeweerd door het magnetische veld van de zon. Als deze deeltjes zich vervolgens van het zonsoppervlak verwijderen, komen ze in botsing met gasdeeltjes in de zonneatmosfeer en produceren ze gammastraling. Toen wetenschappers in de jaren 90 voorspelden dat de zon op deze manier gammastraling kon produceren, stelden ze ook dat maar heel weinig van deze gammastraling de aarde zou bereiken. Op dat moment was er echter nog geen instrument dat zulke hoogenergetische gammastraling kon detecteren en dat zou er voorlopig ook niet komen. De eerste waarneming van gammastraling met een energie van meer dan een miljard elektronvolt werd pas in 2011 gedaan door de Fermi-ruimtetelescoop van NASA. In de daaropvolgende jaren toonde de Fermi-missie aan dat deze straling niet alleen heel energierijk kon zijn, maar dat het er ook op leek dat er gammastraling van nóg hogere energieën te ontdekken viel. En dat heeft het in 2015 gereed gekomen HAWC-observatorium bevestigd. De HAWC-waarnemingen laten niet alleen zien dat de zon meer energierijke gammastraling produceert, oftewel een hogere gammaflux heeft, dan voorspeld, maar ook dat de intensiteit van deze straling omgekeerd evenredig fluctueert met de zonneactiviteit. Volgens de betrokken wetenschappers geeft de hoge flux aan dat de interacties tussen de kosmische straling en de zonneatmosfeer opmerkelijk efficiënt zijn in het produceren van gammastraling. En de variaties in de flux suggereren dat het magnetische veld van de zon de flux beïnvloedt. Maar waarom dat zo is, is nog onduidelijk. (EE)
→ Spartans help make a surprising discovery about the sun
1 augustus 2023
Een wetenschappelijk team onder leiding van de Koninklijke Sterrenwacht van België en de KU Leuven, heeft vastgesteld dat magnetische golven met een hoge frequentie essentieel zijn om de atmosfeer van de zon op te warmen tot miljoenen graden (The Astrophysical Journal Letters, 24 juli). Deze bevinding werpt een nieuw licht op het meest intrigerende zonnemysterie: wat maakt de atmosfeer van de zon zoveel heter dan haar oppervlak? Van jongs af aan leren we dat de temperatuur daalt wanneer je verder weg beweegt van een hittebron, maar dit blijkt niet te kloppen voor de zon. De enige warmtebron van de zon bevindt zich in haar kern. En toch is de corona, de buitenste laag van de zonne-atmosfeer, zo’n 200 keer warmer dan de fotosfeer, het zonsoppervlak. Prof. Tom Van Doorsselaere van KU Leuven zegt hierover: ‘In de voorbije tachtig jaar hebben astrofysici geprobeerd om dit probleem op te lossen en nu komt er steeds meer bewijs naar voren dat de corona kan opgewarmd worden door magnetische golven.’ De nieuwe inzichten komen van de Extreme Ultraviolet Imager-telescoop (EUI) aan boord van Solar Orbiter, een ruimtesonde van het Europese ruimteagentschap ESA die zich momenteel aan de achterkant van de zon bevindt. De EUI-telescoop maakt de scherpste filmpjes ooit van de zonnecorona. In zulke filmpjes worden snelle trillingen waargenomen in de kleinste magnetische structuren van de zonnecorona, en de energie van deze golven met hoge frequentie draagt bij tot de opwarming van de zonne-atmosfeer. De vraag die wetenschappers zich stelden was of de energie afkomstig van deze nieuwe, snelle trillingen wel opweegt tegen de energie van gelijkaardige, tragere trillingen, die al bekend waren. Het team van wetenschappers heeft daartoe een meta-analyse uitgevoerd – een statistische methode waarbij verschillende wetenschappelijke studies worden gecombineerd om er een nieuwe, gemeenschappelijke waarheid uit te halen. Hoofdauteur Daye Lim is daarbij tot de conclusie gekomen dat golven met een hoge frequentie een grotere bijdrage leveren aan de totale opwarming dan die met een lage frequentie.
→ Oorspronkelijk persbericht
3 juli 2023
De Europese zonnesonde Solar Orbiter heeft 'vallende sterren' ontdekt in de ijle, hete dampkring van de zon (de corona). In tegenstelling tot meteoren in de aardatmosfeer gaat het hier niet om verdampende ruimtestenen, maar om gigantische plasmabollen van extreem heet gas.
De corona van de zon heeft een temperatuur van minstens één miljoen graden en is buitengewoon ijl. Gas uit de corona stroomt voortdurend het zonnestelsel in - de zogeheten zonnewind. Een deel van het gas valt echter terug naar het zonsoppervlak. Op foto's van Solar Orbiter, gemaakt in het voorjaar van 2022 toen de ruimtesonde de zon op een afstand van slechts 49 miljoen kilometer passeerde, is nu ontdekt dat die 'coronale regen' koelere plasmawolken bevat met afmetingen van een paar honderd kilometer. Vanwege hun lagere temperatuur vallen die in het zwaartekrachtveld van de zon naar beneden. Wanneer ze op het zonsoppervlak terechtkomen, zijn daar korte helderheidspieken waargenomen - een teken dat het gas opnieuw sterk wordt verhit.
Onderzoek aan de coronale regen en aan de 'vallende sterren' op de zon kan meer inzicht verschaffen in de processen die de eigenschappen van de corona bepalen. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in een themanummer van Astronomy & Astrophysics, en deze week gepresenteerd op de National Astronomy Meeting 2023 van de Royal Astronomical Society. (GS)
→ Origineel persbericht
7 juni 2023
NASA’s Parker Solar Probe (PSP) is de zon dicht genoeg genaderd om de fijne structuur van de zonnewind te detecteren, dicht bij de plek waar deze aan het oppervlak van de zon wordt opgewekt. Een team wetenschappers onder leiding van Stuart D. Bale (University of California, Berkeley) en James Drake (University of Maryland-College Park), meldt dat de stromen van hoogenergetische deeltjes die de ruimtesonde heeft gedetecteerd overeenkomen met de supergranulatiestromen binnen coronale gaten, wat suggereert dat dit de gebieden zijn waar de zogeheten snelle zonnewind ontstaat (Nature, 7 juni). Coronale gaten zijn gebieden waar magnetische veldlijnen uit de zon komen zonder een lus naar binnen te maken, waardoor open veldlijnen ontstaan die zich naar buiten uitstrekken en het grootste deel van de ruimte rond de zon vullen. Tijdens rustige periodes van de zon bevinden deze gaten zich meestal bij de polen, zodat de snelle zonnewind die ze genereren de aarde niet kan bereiken. Maar wanneer de zon eens in de elf jaar actief wordt en haar magnetische veld omkeert, verschijnen de gaten over het hele oppervlak en genereren ze uitbarstingen van zonnewind die rechtstreeks op de aarde zijn gericht. Volgens het onderzoeksteam lijken de coronale gaten op douchekoppen, met ruwweg gelijkmatig verspreide stralen die uit heldere plekken komen waar magnetische veldlijnen het oppervlak van de zon in- en uitgaan. De wetenschappers denken dat wanneer tegengesteld gerichte magnetische velden elkaar in deze tienduizenden kilometers brede ‘trechters’ passeren, de velden vaak breken en weer 'aanhaken' – een proces waarbij geladen deeltjes uit de zon worden geslingerd. Op basis van de extreem energierijke deeltjes die PSP heeft gedetecteerd – deeltjes die tien tot honderd keer sneller bewegen dan de gemiddelde zonnewind – komen de onderzoekers tot de conclusie dat de snelle zonnewind alleen door dit proces, dat magnetische reconnectie wordt genoemd, kan zijn ontstaan. Tegen de tijd dat de zonnewind, na een reis van 150 miljoen kilometer, de aarde bereikt is deze geëvolueerd tot een homogene, turbulente stroom van wervelende magnetische velden, verstrengeld met geladen deeltjes die een wisselwerking aangaan met het magnetische veld van de aarde en elektrische energie in de hoge aardatmosfeer dumpen. PSP is ontworpen om te bepalen hoe deze turbulente wind eruitziet waar hij wordt opgewekt nabij het oppervlak van de zon – de zogeheten fotosfeer – en hoe de geladen deeltjes van deze wind (protonen, elektronen en heliumkernen) worden versneld om aan de zwaartekracht van de zon te ontsnappen. Om dit te kunnen doen, moest de ruimtesonde de zon tot op minder dan 20 miljoen kilometer – ongeveer dertig zonsdiameters – naderen. (EE)
→ Parker Solar Probe flies into the fast solar wind and finds its source
24 mei 2023
Op de zon is momenteel een zonnevlek te zien die vier keer zo groot is als de aarde. Hij is groot genoeg om met het blote oog zichtbaar te zijn, mits je je ogen beschermt met een eclipsbril of een speciaal zonnefilter. Deskundigen houden deze zonnevlek, met de aanduiding AR3310, goed in de gaten terwijl hij nog min of meer onze kant op wijst. Zonnevlekken zijn gebieden waar de magnetische velden van de zon bijzonder sterk kunnen zijn. Toen AR3310 aan de rand van de zon verscheen, produceerde hij een forse zonnevlam – een enorme explosie waarbij energie, licht en snelle deeltjes vrijkomen. De zonnevlam was van de klasse M – het op een na hoogste niveau op de schaal waarop zonnevlammen naar sterkte worden ingedeeld. De National Oceanic and Atmospheric Administration, die het ruimteweer in de gaten houdt, zegt dat er een kans bestaat dat de vlek nog een krachtige vlam van de klasse X produceert terwijl hij op de aarde is gericht. Een zonnevlam van deze omvang kan leiden tot verstoringen van het radioverkeer, die gevolgen hebben voor bijvoorbeeld de luchtvaart, en gaat soms gepaard met een hevige zonnewind. Bij hevige zonneactiviteit kunnen geladen deeltjes van de zon in de buurt van de polen de aarde bereiken. Dat kan voor prachtig poollicht zorgen, maar in extreme gevallen kan het ook leiden tot storingen in elektriciteitsnetten en pijpleidingen. De activiteit van de zon gaat met een periode van elf jaar op en neer. De volgende activiteitspiek wordt ergens in 2025 verwacht, maar ook in de aanloop daarnaartoe toont de zon zich de laatste tijd al opmerkelijk actief. (EE)
→ A Giant Spot Is Crossing The Sun And You Don't Even Need a Telescope to See It (ScienceAlert)
22 mei 2023
De National Science Foundation heeft acht nieuwe opnamen van de zon vrijgegeven, gemaakt met de krachtigste zonnetelescoop op aarde, de Daniel K. Inouye Solar Telescope op het Hawaiiaanse eiland Haleakalā. De beelden tonen een verscheidenheid aan zonnevlekken en rustige gebieden op de zon, verkregen met de Visible-Broadband Imager, een van de instrumenten van de telescoop. De Inouye Solar Telescope kan ongekend detailrijke opnamen van de zon maken. Aan de hand daarvan hopen zonnewetenschappers meer te weten te komen over het magnetische veld van de zon en de drijvende krachten achter zogeheten zonnestormen. De afgebeelde zonnevlekken zijn donkere en koele gebieden op het ‘oppervlak’ van de zon, beter bekend als de fotosfeer, waar sterke magnetische velden voorkomen. Zonnevlekken variëren in grootte, maar vele zijn zo groot als de aarde of nog groter. Complexe zonnevlekken of groepen zonnevlekken kunnen de bron zijn van explosieve gebeurtenissen zoals zonnevlammen en coronale massa-ejecties die zonnestormen veroorzaken. Deze uitbarstingen beïnvloeden de allerbuitenste atmosferische laag van de zon, de heliosfeer, en kunnen van grote invloed zijn op het magnetische veld van de aarde. De rustige gebieden op de zon worden gekenmerkt door convectiecellen. Deze bestaan uit opstijgende bellen van heet zonneplasma, omgeven door koeler omlaag stromend plasma. In de atmosferische laag boven de fotosfeer, de zogenoemde chromosfeer, zijn donkere, langgerekte fibrillen te zien, die zich vormen op plekken waar kleinschalige ophopingen van magnetische velden ontstaan. De nu vrijgegeven beelden zijn gebaseerd op een klein deel van de gegevens die tijdens de eerste waarnemingscyclus van de telescoop, in 2022, zijn verzameld. (EE)
→ New Images Released by NSF’s Daniel K. Inouye Solar Telescope
29 april 2023
Het leven van de Amerikaanse ruimtesonde Voyager 2 is verlengd tot 2026. NASA heeft namelijk een manier gevonden om stroom af te tappen van een veiligheidsmechanisme dat eigenlijk is bedoeld om spanningsfluctuaties tegen te gaan. Net als soortgenoot Voyager 1 werd Voyager 2 in 1977 gelanceerd om de grote buitenplaneten van ons zonnestelsel te bezoeken. Voyager 1 scheerde alleen langs Jupiter en Saturnus, Voyager 2 bekeek daarnaast ook Uranus en Neptunus. Hoewel de beide ruimtesondes een geplande levensduur hadden van slechts een jaar of vier, functioneren ze nog steeds. Beide hebben de heliosfeer – de invloedssfeer van onze zon – inmiddels verlaten en bevinden zich nu in de interstellaire ruimte, waar ze metingen doen van de omstandigheden aldaar. Hun lange levensduur is te danken aan ‘nucleaire batterijen’, energiebronnen die gebruikmaken van de hoogradioactieve stof plutonium. Plutonium is instabiel en vervalt spontaan in lichtere elementen. Bij dit proces komt warmte vrij, die vervolgens wordt gebruikt om elektriciteit op te wekken. Het aanhoudende vervalproces leidt ertoe dat de stroomopwekking mettertijd afneemt. Tot nu toe heeft dit geen gevolgen gehad voor het onderzoeksprogramma van de beide Voyagers, omdat de afgelopen jaren diverse niet-essentiële systemen zijn uitgeschakeld. Om Voyager 2 in bedrijf te houden, zou nu eigenlijk ook een van zijn vijf meetinstrumenten moeten worden uitgeschakeld. Door nu de stroom van het veiligheidsmechanisme af te tappen, kan dit moment nog even worden uitgesteld. Als deze ‘hack’ goed uitpakt, zal hij wellicht ook worden toegepast op Voyager 1. (EE)
→ NASA’s Voyager Will Do More Science With New Power Strategy
11 januari 2023
Gegevens van NASA’s Parker Solar Probe en diverse andere telescopen – zowel in de ruimte als op aarde – hebben belangrijke nieuwe aanwijzingen opgeleverd over de oorsprong van de zonnewind – de aanhoudende stroom aan geladen deeltjes die de zon uitzendt. De diverse waarnemingen tonen aan dat de zonnewind grotendeels wordt aangedreven door kleine jets aan de basis van de corona – de buitenste atmosfeer van de zon. Deze ontdekking helpt wetenschappers begrijpen hoe de zonnewind wordt verhit en versneld. De zonnewind, die bestaat uit elektronen, protonen en zwaardere ionen, raast met een snelheid van ongeveer anderhalf miljoen kilometer per uur door het zonnestelsel. Wanneer deze deeltjeswind op het magnetische veld van de aarde stuit, kunnen er op onze planeet spectaculaire poollichten optreden. Maar ook kunnen er storingen ontstaan in GPS- en communicatiesystemen. Meestal is de zonnewind een vrij constante bries. Tot nu toe zochten wetenschappers de oorzaak ervan daarom bij een stabiele bron in de zon. De nieuwe bevindingen – geaccepteerd voor publicatie in The Astrophysical Journal en als preprint te vinden op ArXiv – tonen echter aan dat de zonnewind grotendeels van energie en brandstof wordt voorzien door afzonderlijke jetlets die met tussenpozen uitbarsten in het onderste deel van de corona. Hoewel elke jetlet relatief klein is –slechts enkele honderden kilometers lang – laten berekeningen zien dat hun gezamenlijke energie en massa toereikend kan zijn om de zonnewind aan te drijven. De ontdekking impliceert dat de zonnewind waarschijnlijk vrijkomt in stukjes en beetjes, die uiteindelijk aanzwellen tot een gestage stroom van deeltjes. Van jetlets, die meer dan tien jaar geleden voor het eerst werden waargenomen, is bekend dat zij worden veroorzaakt door een proces dat magnetische reconnectie wordt genoemd. Dit proces treedt op wanneer magnetische veldlijnen in elkaar verstrikt raken en zich explosief hergroeperen. De nieuwe waarnemingen laten zien dat de jetlets onderin de corona verspreid over de hele zon voorkomen. Dit maakt ze tot een plausibele oorzaak van de constante zonnewind, in tegenstelling tot andere verschijnselen die in de loop van de 11-jarige activiteitscyclus van de zon toe- en afnemen, zoals zonnevlammen en coronale massa-ejecties. (EE)
→ NASA Missions Find ‘Jetlets’ Could Power the Solar Wind
10 januari 2023
De zon is momenteel behoorlijk actief. Niet alleen zijn er momenteel aardig wat zonnevlekken te zien, ook produceert onze zon nu en dan flinke uitbarstingen. Deze zogeheten zonnevlammen ontstaan door het plotseling vrijkomen van de energie die wordt vastgehouden in de magnetische velden op de zon. De meest recente uitbarsting – een zonnevlam van de (zwaarste) categorie X1.9 – vond plaats op de avond van 9 januari. Het was de tweede hevige zonnevlam in een week, en er lijken er nog meer aan te komen. De gebeurtenis veroorzaakte een kortstondige verstoring van het magnetische veld van de aarde. Zo’n verstoring ontstaat doordat de straling van de zonnevlam het bovenste deel van de aardatmosfeer ioniseert en elektrische stromen veroorzaakt op 60 tot 100 kilometer boven het aardoppervlak. Deze stromen beïnvloeden op hun beurt het aardmagnetische veld. In uitzonderlijke gevallen kunnen zonnevlammen en andere grote uitbarstingen op de zon ook het radioverkeer, navigatiesystemen en stroomnetten op aarde platleggen. (EE)
→ Sun Releases Strong Solar Flare
26 oktober 2022
Onderzoek onder leiding van Benjamin Pope van de Universiteit van Queensland (Australië) heeft nieuw licht geworpen op de zogeheten Miyake-gebeurtenissen – een mysterieus, onvoorspelbaar en potentieel verwoestend astrofysisch verschijnsel (Proceedings of the Royal Society A, 26 oktober). Miyake-gebeurtenissen komen ongeveer eens in de duizend jaar voor, maar hun oorzaak is onduidelijk. De meest gangbare theorie is dat het hevige uitbarstingen van kosmische straling zijn, die door enorme zonnevlammen worden veroorzaakt. Maar de resultaten van het nieuwe onderzoek bestrijden dat. Pope en zijn team hebben een geavanceerde statistische analyse toegepast op gegevens van duizenden jaren oude bomen. Wanneer kosmische straling de aardatmosfeer binnendringt, ontstaat radioactieve koolstof-14 (C14), die door de lucht, de oceanen en planten en dieren wordt opgenomen. In het geval van bomen komt de C14 terecht in de jaarringen. Hierdoor kun je aan de jaarringen van oude bomen grote kosmische gebeurtenissen van duizenden jaren geleden aflezen. Met behulp van software, ontwikkeld door wiskundestudent Qingyuan Zhang, hebben de Australische onderzoekers een analyse gemaakt van alle beschikbare gegevens over jaarringen. Zo wilden ze meer inzicht krijgen in de omvang en de aard van de Miyake-gebeurtenissen. Anders dan verwacht blijken de Miyake-gebeurtenissen, die soms één à twee jaar duren, niet gecorreleerd te zijn met reusachtige zonnevlammen en zonnevlekkenactiviteit. Waardoor ze dan wél worden veroorzaakt, is onduidelijk en volgens Pope ook zeer verontrustend. Volgens hem bestaat er op basis van de beschikbare gegevens een kans van ruwweg één procent dat er binnen tien jaar weer eentje optreedt. En dat kan verwoestende gevolgen hebben voor de wereldwijde infrastructuur van satellieten, internetkabels, stroomleidingen en transformatoren. (EE)
→ Tree rings offer insight into devastating radiation storms
12 oktober 2022
Afgelopen zondag, 9 oktober, heeft China het Advanced Space-based Solar Observatory (ASO-S) gelanceerd. Het is de eerste Chinese satelliet die specifiek voor het onderzoek van de zon is bedoeld. Een belangrijk doel van ASO-S is om de relatie tussen het magnetisch veld van de zon en de hevige uitbarstingen die dit veld produceert te bestuderen. De onderzoeksmissie valt samen met de komende piek in de zonneactiviteit die in 2025 wordt verwacht. De kans is dus groot dat ASO-S veel zogeheten zonnevlammen te zien krijgt. De waarnemingen van ASO-S zullen een aanvulling vormen op die van de Solar Orbiter van ESA en de Parker Solar Orbiter van NASA. Vanuit hun verschillende ‘standplaatsen’ zullen zij stereoscopische opnamen van zonnevlammen kunnen maken. Op die manier hopen zonnewetenschappers het raadsel van de ‘directiviteit’ – dat intense zonnevlammen de neiging hebben om een bepaald pad te volgen – te kunnen oplossen. ASO-S is uitgerust met een drietal instrumenten: een coronagraaf die de ijle buitenste atmosfeer van de zon in het ultraviolette tot zichtbare bereik bestudeert, een magnetograaf die het magnetische veld van de zon in kaart brengt, en een röntgencamera die naast de zonnevlammen ook zogeheten coronale massa-ejecties (kolossale plasmawolken) in beeld brengt. De komende drie tot acht maanden worden alle onderdelen van de nieuwe Chinese onderzoekssatelliet uitvoerig getest. Zodra ASO-S volledig in bedrijf is, zullen dagelijks beelden van de zon aan het publiek worden getoond. (EE)
→ China Launches First Solar Observatory ASO-S (Universe Today)
7 september 2022
Een krachtige uitbarsting van elektrisch geladen deeltjes op de achterzijde van de zon op 30 augustus 2022 raasde vrijwel recht op de planeet Venus af, en passeerde daarbij ook de Europese ruimtesonde Solar Orbiter.
Een dergelijke uitbarsting wordt een 'coronal mass ejection' (CME) genoemd: vanuit de corona (de ijle atmosfeer van de zon) wordt een grote hoeveelheid plasma met hoge snelheid de ruimte in geblazen. Wanneer zo'n plasmawolk van elektrisch geladen deeltjes de aarde bereikt, is er vaak schitterend poollicht zichtbaar, maar de zonnestorm kan ook verstoringen veroorzaken in satellietelektronica en elektriciteitscentrales.
De CME van 30 augustus vond echter plaats aan de achterzijde van de zon, en leverde dus geen 'gevaar' op voor de aarde. De ruimtesonde SOHO, die zich min of meer tussen de zon en de aarde bevindt op 1,5 miljoen kilometer afstand van onze planeet, heeft de expanderende plasmawolk in beeld gebracht op ultraviolette golflengten.
De planeet Venus bevindt zich momenteel min of meer achter de zon (gezien vanaf de aarde), en kreeg op 2 september de volle laag van de uitbarsting te verduren. Zonnestormen dragen bij aan de erosie van de bovenste lagen van de dikke dampkring van de planeet.
Ook de Europese zonnesonde Solar Orbiter lag in de baan van de plasmawolk: op 4 september vloog de ruimtesonde op slechts 6000 kilometer hoogte langs het wolkendek van Venus; een reeks van dergelijke passages brengt het toestel uiteindelijk in de beoogde kleine, elliptische omloopbaan rond de zon.
Solar Orbiter is ontworpen om bestand te zijn tegen dergelijke energierijke uitbarstingen; de ruimtesonde heeft dan ook geen nadelige gevolgen ondervonden van de zonnestorm. De waarnemingen van Solar Orbiter, gecombineerd met die van andere ruimtesondes zoals SOHO, dragen bij aan een beter begrip van zonsuitbarstingen. (GS)
→ Origineel persbericht
18 augustus 2022
Het is dit jaar 45 jaar geleden dat het Amerikaanse ruimteagentschap NASA twee ruimtesondes lanceerde om de grote buitenplaneten van ons zonnestelsel te verkennen. Inmiddels vormen deze ruimtesondes – de Voyager 1 en 2 – de langst werkende NASA-missie. Ze zijn bovendien de eerste ruimtesondes die de invloedssfeer van onze zon – de zogeheten heliosfeer – hebben verlaten en de interstellaire ruimte hebben betreden. Dat de Voyagers nu nog in bedrijf zouden zijn, had niemand van tevoren bedacht. Ze bestaan naar de huidige maatstaven uit heel primitieve onderdelen: een 8-track cassetterecorder voor het vastleggen van gegevens, een werkgeheugen dat drie miljoen keer kleiner is dan dat van een moderne mobiele telefoon en een zender die in een 38.000 keer zo traag tempo data overseint als een 5G-netwerk. Niet bepaald high-tech dus, maar ze doen het nog. Sommige van de onderzoekers die de binnendruppelende Voyager-data analyseren – soms met hulp van gepensioneerde collega’s – zijn jonger dan beide ruimtesondes. Toch doet het tweetal nog steeds nuttige metingen. Door Voyager-metingen te combineren met die van nieuwere missies, krijgen wetenschappers een completer beeld van de wisselwerking tussen de heliosfeer en de interstellaire ruimte. Maar het einde komt zo langzamerhand wel in zicht. Beide Voyagers worden van stroom voorzien door een thermo-elektrische generator die plutonium-238 bevat. Bij het verval van dit radioactieve element komt warmte vrij, die in elektriciteit wordt omgezet. Dit plutonium heeft echter een halveringstijd van slechts 88 jaar, waardoor de warmteafgifte inmiddels flink is afgenomen. Ter compensatie heeft het missieteam een tijdje terug alle niet-essentiële systemen uitgeschakeld, evenals enkele systemen die ooit als essentieel werden beschouwd: de verwarmingen die de vijf nog werkende meetinstrumenten moesten beschermen tegen de ijzige koude van de ruimte. Desondanks zijn de instrumenten in bedrijf gebleven. Een ander probleem is dat een boordsysteem van de Voyager 1 dat onder meer in de gaten houdt of de schotelantenne van de ruimtesonde exact op de aarde is gericht, al sinds mei onzinnige data doorgeeft. Omdat de ruimtesonde wel normaal blijft functioneren, lijkt het probleem niet bij het systeem zelf te liggen, maar bij de productie van de statusgegevens. Naar een oplossing wordt nog gezocht. (EE)
→ Voyager, NASA’s Longest-Lived Mission, Logs 45 Years in Space
23 mei 2022
Astronomen hebben een oplossing gevonden voor een tien jaar oud vraagstuk omtrent de zon: de schijnbare tegenspraak tussen de inwendige structuur van de zon zoals bepaald uit de zogeheten zonnebevingen, en de structuur zoals die wordt afgeleid uit metingen van de chemische samenstelling van de zon. Nieuwe berekeningen van de fysica van de zonneatmosfeer hebben bijgestelde resultaten opgeleverd voor de abundanties (relatieve hoeveelheden) van verschillende elementen, die de tegenspraak uit de weg ruimen. Met name blijkt de zon meer zuurstof, silicium en neon te bevatten dan tot nu toe werd gedacht. De gebruikte methode kan ook worden gebruikt om nauwkeurigere schattingen te maken van de chemische samenstelling van andere sterren (Astronomy & Astrophysics, 20 mei). Om de chemische samenstelling van zon en sterren te kunnen bepalen, maken astronomen al sinds meer dan tweehonderd jaar gebruik van spectra: de kleurenband die ontstaat wanneer licht in zijn verschillende golflengten wordt uiteengerafeld. In deze spectra zijn vaak opvallende donkere lijnen te zien, die de aanwezigheid van specifieke chemische elementen aangeven. En uit de chemische samenstelling van een ster kan weer worden afgeleid hoe deze van binnen in elkaar zit en is geëvolueerd. Het moderne standaardmodel van de evolutie van de zon is gekalibreerd aan de hand van een (in kringen van zonnefysici) beroemde reeks metingen van de chemische samenstelling van de zonneatmosfeer, die in 2009 zijn gepubliceerd. Maar op sommige punten was de structuur van onze ster zoals die uit het standaardmodel wordt afgeleid in tegenspraak met de zogeheten zelfoscillatie van de zon – de ritmische, op- en neergaande bewegingen van die het zonneoppervlak op tijdschalen van seconden tot uren vertoont. Net zoals de seismische golven van aardbevingen informatie verschaffen over het inwendige van de aarde, of zoals het galmende geluid van een klok informatie geeft over diens vorm en materiaaleigenschappen, verschaft de ‘helioseismologie’ informatie over het inwendige van de zon. Het vreemde was echter dat een belangrijk deel van de zon – de zogeheten convectiezone, waar hete gasbellen opstijgen en na hun warmte te hebben afgeven weer omlaag zakken – volgens de helioseismologie beduidend groter moest zijn dan het standaardmodel voorspelde. En ook op andere punten waren afwijkingen te zien. Een team onder leiding van Ekaterina Magg (Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg, Duitsland) is er nu in geslaagd om deze tegenspraak uit de weg te ruimen. Daartoe hebben de onderzoekers de vereenvoudigingen, waar de oude modellen gebruik van maakten om het rekenwerk te verlichten, losgelaten. De nieuwe, complexere berekeningen laten zien dat het verband tussen de abundanties van cruciale chemische elementen en de sterkte van de bijbehorende spectraallijnen significant afwijkt van wat eerdere onderzoekers hadden aangenomen. En daardoor zijn de onderlinge verhoudingen tussen de verschillende elementen ook een beetje anders dan gedacht. De onderzoekers hebben onder meer vastgesteld dat de zon ruim een kwart meer elementen zwaarder dan helium bevat, dan eerdere studies suggereerden. Dat lijkt een kolossaal verschil, maar in feite behoort slechts ongeveer één op de duizend atoomkernen in de zon tot deze categorie. Voor het specifieke element zuurstof is de abundantie met 15 procent naar boven bijgesteld. Wanneer de nieuwe waarden in de huidige modellen voor het inwendige van de zon worden ingevoerd, blijkt de raadselachtige discrepantie tussen hun uitkomsten te verdwijnen. En dat niet alleen: de nieuwe waarden komen ook beter overeen met de chemische samenstelling van de zogeheten CI-chondrieten – koolstofrijke meteorieten waarvan wordt aangenomen dat zij de chemische samenstelling van het zeer jonge zonnestelsel weergeven. (EE)
→ New calculations of Solar spectrum resolve decade-long controversy about the Sun’s chemical composition
18 mei 2022
Het Europese ruimteagentschap ESA heeft indrukwekkende nieuwe opnamen van de zon gepresenteerd. De foto’s en filmpjes zijn gemaakt door de in februari 2020 gelanceerde Solar Orbiter (‘SOLO’), een ruimtesonde die op 26 maart jl. zijn kleinste afstand tot de zon bereikte. Op het moment van dichtste nadering bevond SOLO zich binnen de baan van Mercurius, op ongeveer een derde van de afstand zon-aarde. Zijn beschermende hitteschild bereikte daarbij een temperatuur van ongeveer 500°C. SOLO is uitgerust met tien wetenschappelijke instrumenten, die in nauwe samenwerking inzicht moeten geven in de ‘werking’ van onze zon. Hoe dichter de ruimtesonde de zon nadert, des te nauwkeuriger kan hij deze onderzoeken. Sommige van deze instrumenten kijken rechtstreeks naar de zon, andere meten de omstandigheden rond de ruimtesonde. Zo kan worden nagegaan welke ‘voelbare’ gevolgen de gebeurtenissen op de zon miljoenen kilometers verderop hebben. Tijdens zijn nadering van de zon incasseerde SOLO bij toeval ook enkele grote uitbarstingen van de zon. Door de meetgegevens van alle instrumenten met elkaar te combineren hopen wetenschappers het complete verhaal van de zonneactiviteit – van het oppervlak van de zon tot aan de Solar Orbiter en daar voorbij – te kunnen optekenen. Deze kennis zal onder meer worden gebruikt voor een toekomstig systeem dat tot doel heeft om veranderingen in het zogeheten ruimteweer in de omgeving van de aarde te voorspellen. SOLO heeft al een voorproefje van de werking van zo’n systeem laten zien. Op 10 maart werd de ruimtesonde ‘overspoeld’ door een coronale massa-ejectie. Aan de hand van meetgegevens die door de ruimtesonde naar de aarde werden gestuurd, konden ESA-wetenschappers voorspellen wanneer de daarbij uitgestoten plasmawolk de onze planeet zou bereiken. Ongeveer achttien uur later was hier, precies volgens verwachting, poollicht te zien. Een bijzondere nieuwe ontdekking is die van een 25.000 kilometer grote structuur op het zonsoppervlak die de voorlopige bijnaam ‘the hedgehog’ (de egel) heeft gekregen. Deze bestaat uit een groot aantal ‘stekels’ van heet en koeler gas die alle kanten op wijzen. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen hoe structuren als deze ontstaan. Ondertussen maken de diverse SOLO-teams zich al op voor de volgende, nog iets dichtere nadering van de zon die voor 13 oktober op het programma staat. Voordien, op 4 september, zal de ruimtesonde zijn derde scheervlucht langs de planeet Venus maken. (EE)
→ The Sun as you’ve never seen it before
4 mei 2022
Op 3 mei heeft de zon een krachtige uitbarsting geproduceerd. De ‘zonnevlam’ van klasse X1 – de zwaarste categorie – hangt samen met een zonnevlekkengroep aan de rand van de zon, die tevens een stuk of tien kleinere zonnevlammen heeft ontketend. De zonnevlam verstoorde het kortegolf-radioverkeer boven de Atlantische Oceaan en Europa. Zonnevlammen zijn explosieve verschijnselen aan het zonsoppervlak waarbij grote lussen van zonnematerie – zogeheten plasma – opstijgen. Bij de grootste zonnevlammen komt een miljard keer zoveel energie vrij als bij de explosie van een waterstofbom. De uitbarstingen worden ingedeeld naar sterkte: de kleinste zonnevlammen zijn van klasse A. Daarna volgen B, C, M en X, waarbij elke klasse een factor tien krachtiger is dan de voorgaande. Een X-vlam is dus tien keer zo hevig als een M-vlam en honderd keer zo hevig als een C-vlam. Elke klasse is op zijn beurt weer ingedeeld in een fijnere schaal die in principe van 1 tot 9 loopt. Omdat er soms X-vlammen optreden die krachtiger zijn dan X9, kan de teller bij deze categorie hoger oplopen. Zo werd in maart 1989 een zonnevlam van (naar schatting) klasse X28 geregistreerd. De activiteit van de zon is de laatste maanden flink toegenomen. Het ziet er dus naar uit dat er de komende tijd nog meer krachtige zonnevlammen zullen optreden. Naar verwachting zal de zonneactiviteit in de zomer van 2027 een piek bereiken en daarna weer afnemen. (EE)
→ X-flare Announces New Sunspot Group
14 december 2021
Voor het eerst in de geschiedenis heeft een ruimtevaartuig de zon – of eigenlijk: de zonneatmosfeer – aangeraakt. NASA’s Parker Solar Probe is dit voorjaar door het buitenste deel van de zonneatmosfeer – de zogeheten corona – gevlogen en heeft metingen gedaan van de deeltjes en magnetische velden ter plaatse. De resultaten zijn vandaag (14 december) gepresenteerd tijdens de najaarsbijeenkomst van de American Geophysical Union en gepubliceerd in het vaktijdschrift Physical Review Letters. De Parker Solar Probe is in 2018 gelanceerd om de zon van dichterbij te onderzoeken dan ooit tevoren. Onderweg heeft hij al de nodige ontdekkingen gedaan. Zo stelde ‘Parker’ in 2019 vast dat de zonnewind magnetische omkeringen vertoont die van grotere afstand niet opvallen. Deze zogeheten ’switchbacks’ zijn dicht bij de zon heel talrijk, maar hoe en waar ze zich vormen was onduidelijk. Inmiddels is de ruimtesonde de zon echter dicht genoeg genaderd om te kunnen vaststellen dat het zichtbare zonneoppervlak – de zogeheten fotosfeer – één van de plekken is waar de switchbacks ontstaan. Maar hóé ze ontstaan staat nog steeds niet vast. Anders dan de aarde heeft de zon geen vast oppervlak. Maar zij heeft wel een superhete atmosfeer, bestaande uit materiaal dat door de zwaartekracht en magnetische krachten aan de zon is gebonden. Door oplopende hitte en druk wordt dat materiaal van de zon weggeduwd, en bereikt het een punt waar de zwaartekracht en de magnetische velden te zwak zijn om het in bedwang te houden. Dat punt, dat bekendstaat als het kritieke Alfvén-oppervlak, markeert het einde van de zonneatmosfeer en het begin van de zonnewind. Zonnemateriaal dat voldoende energie heeft om die grens te passeren, wordt de zonnewind die zich met grote snelheid van de zon verwijdert en daarbij het magnetische veld van de zon meesleurt. Voorbij het kritieke Alfvén-oppervlak heeft de zonnewind zoveel snelheid dat golven in de wind nooit genoeg snelheid meer kunnen ontwikkelen om terug te keren naar de zon. Hun onderlinge band wordt definitief verbroken. Tot nu toe wisten wetenschappers niet precies waar het kritieke Alfvén-oppervlak lag. Van grote afstand gezien werd geschat dat het 10 tot 20 keer de straal van de zon van het zonneoppervlak verwijderd was – 7 tot 14 miljoen kilometer. Door de afgelopen jaren geleidelijk dichter naar de zon toe te spiralen, heeft de Parker-sonde uiteindelijk de precieze ligging van de Alfvén-overgang kunnen vaststellen. De ruimtesonde heeft de magische grens op 28 april van dit jaar, tijdens zijn achtste scheervlucht langs de zon, overschreden. Op ongeveer 13 miljoen kilometer van het zonneoppervlak registreerde hij de specifieke magnetische en deeltjesomstandigheden die kenmerkend zijn voor het passeren van de Alfvén-overgang. Het verblijf in de corona van de zon duurde overigens slechts een paar uur. Maar de komende jaren zal de Parker-sonde nog dichter naar de zon toe spiralen. Naar verwachting zal hij tijdens zijn volgende scheervlucht langs de zon, in januari 2022, opnieuw de zonneatmosfeer in duiken. (EE)
→ NASA Enters the Solar Atmosphere for the First Time, Bringing New Discoveries
9 november 2021
NASA’s ‘vuurvaste’ Parker Solar Probe, die geleidelijk in een baan wordt gemanoeuvreerd die hem in 2025 tot op 7 miljoen kilometer van de zon moet brengen, heeft last van het alom aanwezige stof in ons zonnestelsel. Tijdens zijn baanbeweging om de zon komt ruimtesonde met snelheden van meer dan 100 kilometer per seconde in botsing met deze deeltjes, en dat levert wellicht meer schade op dan gedacht. Door de grote snelheid van de ruimtesonde worden de stofdeeltjes waarmee hij in botsing komt dermate heet dat ze verdampen en tot plasma ioniseren. Hierdoor ondergaat Parker voortdurend kleine plasma-explosies, waarvan de impact wordt onderzocht door wetenschappers van de Universiteit van Colorado in Boulder en de Johns Hopkins Universiteit. De nieuwste onderzoeksresultaten, die donderdag worden gepresenteerd tijdens de 63ste jaarlijkse bijeenkomst van de sectie Plasmafysica van de American Physical Society, laten zien dat bij sommige inslagen stukjes verf en metaal van de ruimtesonde af kunnen spatten. Dat is op zich geen groot probleem, maar de vrijkomende deeltjes kunnen Parkers navigatiecamera’s verblinden door zonlicht in de richting van de camera’s te weerkaatsen. In het allerergste geval zou de ruimtesonde daarbij zo lang verblind kunnen zijn, dat hij gedesoriënteerd raakt en zijn beschermende hitteschild niet meer precies op de zon gericht blijft. En als dat gebeurt wordt de rest van de ruimtesonde bijna letterlijk geroosterd. Het worden dus nog spannende jaren voor Parker. (EE)
→ Hypervelocity dust impacts on a spacecraft produce plasma explosions and debris cloud (Phys.org)
12 mei 2021
In het ijle plasma (geladen gas) dat de interstellaire ruimte vult heeft de Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1 een langdurige reeks golven gemeten, waar zij voorheen alleen sporadische uitbarstingen detecteerde (Nature Astronomy, 10 mei). Voyager 1 heeft in augustus 2012 de heliosfeer – de magnetische invloedssfeer van onze zon – verlaten, en bevindt zich sindsdien in de interstellaire ruimte. De ruimtesonde seint nog steeds meetgegevens over naar de aarde. Op dit moment bevindt Voyager 1 zich nog in een turbulent overgangsgebied in het ‘kielzog’ van de heliosfeer, die zich een weg baant door de interstellaire ruimte. De verwachting is dat zij uiteindelijk in rustiger ‘vaarwater’ terecht zal komen, maar op dit moment is de aanwezigheid van de heliosfeer nog steeds voelbaar. Op basis van de Voyager-gegevens heeft promovendus Stella Ocker van de Cornell-universiteit in Ithaca, New York, kunnen vaststellen dat het materiaal waar Voyager 1 doorheen gaat – een ijl mengsel van deeltjes en straling – niet overal dezelfde dichtheid heeft. Het vertoont golven, veroorzaakt door een combinatie van de draaiing van ons Melkwegstelsel, supernova-explosies en uitbarstingen van onze eigen zon. Deze golven brengen op hun beurt de rijkelijk aanwezige elektronen in hun omgeving aan het trillen. In reactie daarop produceren deze deeltjes signalen op een frequentie die afhankelijk is van hoe dicht ze opeengepakt zijn. Hoe hoger de frequentie of ‘toonhoogte’ van het signaal, dat met twee antennes van Voyager 1 wordt geregistreerd, des te hoger is de elektronendichtheid. Al kort nadat de ruimtesonde de heliosfeer verliet zijn duidelijke variaties in de ‘fluittoon’ van de elektronen gemeten. Deze worden veroorzaakt door schokgolven die van onze zon afkomstig zijn en treden met tussenpozen van ruwweg een jaar op. Daardoor geven deze variaties slechts een ruwe indicatie van de dichtheidsverschillen in het interstellaire medium. Bij nauwkeurig onderzoek van de Voyager-gegevens heeft Ocker nu echter nog een tweede zwakker signaal ontdekt dat óók de dichtheid van het interstellaire medium blijkt te volgen. Het gaat om een vrijwel constant signaal dat kleine frequentie-fluctuaties vertoont. Op basis van dit signaal heeft zij kunnen vaststellen dat de elektronendichtheid rond Voyager 1 in 2013 begon te stijgen en medio 2015 zijn huidige, ruwweg veertig keer zo hoge niveau bereikte. Sindsdien lijkt de gemiddelde dichtheid van het interstellaire medium waar de ruimtesonde doorheen beweegt nauwelijks meer te zijn veranderd. (EE)
→ As NASA’s Voyager 1 Surveys Interstellar Space, Its Density Measurements Are Making Waves
3 maart 2021
Twee onderzoekers van de George Mason University in Virginia (VS) en University College London (VK) hebben ontdekt waar de sterk geladen zonnedeeltjes vandaan komen die schadelijke gevolgen kunnen hebben voor de aarde (Science Advances, 3 maart). Als zij de aardatmosfeer bereiken, kunnen zulke deeltjes satellieten en onze elektronische infrastructuur verstoren. Bovendien vormen ze een gezondheidsrisico voor astronauten en vliegtuigpassagiers. Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers de samenstelling geanalyseerd van energierijke zonnedeeltjes die op de aarde af komen. Daarbij hebben ze vastgesteld dat deze deeltjes dezelfde kenmerken hebben als plasma dat zich onderin de corona van de zon bevindt, nabij het middelste deel van de zonneatmosfeer: de chromosfeer. Volgens co-auteur Stephanie Yardley (UCL) bevestigt het onderzoek dat de sterk geladen deeltjes afkomstig zijn van plasma dat in bedwang wordt gehouden door sterke magnetische velden. Wanneer de deeltjes bij grote uitbarstingen op de zon uiteindelijk toch weten te ontsnappen, bereiken ze snelheden van een paar duizend kilometer per seconde. Daardoor kunnen ze binnen een enkele uren bij de aarde zijn. De onderzoekers hebben gebruik gemaakt van metingen die in januari 2014 zijn gedaan door NASA-satelliet Wind, die op een afstand van 1,5 miljoen kilometer tussen de aarde en de zon is ‘gestationeerd’. Deze metingen zijn vergeleken met spectroscopische gegevens van de Japanse satelliet Hinode, die om de aarde cirkelt. Uit de combinatie van de meetdata blijkt dat de energierijke deeltjes die Wind heeft geregistreerd dezelfde chemische ‘vingerafdruk’ – een overschot aan silicium ten opzichte van zwavel – vertonen als plasma dat op de grens van chromosfeer en corona wordt vastgehouden. Dat gebeurt bij de ‘voetpunten’ van zogeheten coronale lussen – enorme lussen van magnetische velden die zich tot ver in de corona uitstrekken. De magnetische veldsterkte bij deze voetpunten blijkt dermate groot te zijn, dat het daar aanwezige plasma niet zomaar kan ontsnappen. Dat lukt pas wanneer de deeltjes bij een explosie op de zon – een zogeheten zonnevlam – zo veel snelheid krijgen dat ze ‘uitbreken’. (EE)
→ Source of hazardous high-energy particles located in the Sun
8 december 2020
Anders dan de officiële voorspellingen aangeven, denkt een team van wetenschappers onder leiding van het National Center for Atmospheric Research (NCAR) dat de recent gestarte nieuwe zonnecyclus een van de krachtigste ooit zou kunnen worden. In een artikel dat in het vaktijdschrift Solar Physics is gepubliceerd voorspelt het onderzoeksteam dat het Wolf-getal – een indicator voor het aantal zonnevlekken – een piek van ruim boven de 200 zou kunnen bereiken. Zoiets is sinds eind jaren 50 van de vorige eeuw niet meer vertoond. De activiteit van de zon gaat op en neer met een cyclus die gemiddeld elf jaar duurt. Tijdens de vorige zonnecyclus bleef het Wolf-getal bij 116 steken. En volgens een panel van deskundigen, bijeengeroepen door de Amerikaanse instanties NASA en NOAA zal de komende piek ongeveer even zwak zijn. Als de nieuwe NCAR-voorspelling uitkomt, zou dat een bevestiging zijn van een onorthodoxe theorie die het onderzoeksteam er al geruime tijd op nahoudt. Volgens de wetenschappers is de 11-jarige zonnecyclus een nevenproduct van elkaar overlappende cycli van 22 jaar. Op sommige momenten versterken deze cycli elkaar, op andere gebeurt het tegendeel. Het bestaan van de lange cycli wordt afgeleid uit het optreden van heldere plekjes van extreem-ultraviolette straling in de hoge atmosfeer van de zon, die vanuit het noorden en zuiden geleidelijk richting evenaar opschuiven. Deze ‘coronal bright points’ worden in verband gebracht met banden van tegengesteld gepolariseerde magnetische velden, die elkaar tenietdoen zodra ze elkaar bij de evenaar ontmoeten. Hoewel de magnetische banden bijna met de regelmaat van de klok optreden, remmen ze tijdens hun migratie naar de evenaar soms af. En dat resulteert in variaties in zowel de sterkte als de duur van de eerstvolgende zonnecyclus. (EE)
→ New Sunspot Cycle Could Be One of the Strongest on Record
1 december 2020
De zon heeft afgelopen zondag de krachtigste uitbarsting in meer dan drie jaar geproduceerd. De zonnevlam – een plotselinge heldere explosie van elektromagnetische energie – had een kracht van M4.4 op de schaal die astronomen voor zonne-erupties gebruiken. Deze schaal loopt van 1 tot en met 9. De recente uitbarsting was dus een ‘middelmatige’, waarbij moet worden aangetekend dat het verschijnsel zich vanaf de aarde gezien deels achter de zon afspeelde, zodat de werkelijke omvang ervan mogelijk wordt onderschat. De zonnevlam ging, zoals vaak het geval is, gepaard met een coronale massa-ejectie (CME). Dat is een grote uitstoot van plasma (geladen deeltjes) en magnetische velden door de corona – het buitenste deel van de zonneatmosfeer. De uitbarsting van zondag wijst erop dat de nieuwe zonnecyclus (cyclus 25) op stoom begint te komen. De zon doorloopt een 11-jarige activiteitscyclus en de vorige bestreek de periode 2008 tot 2019. In voorgaande decennia vertoonden zulke cycli een duidelijke piek, die gepaard ging met flinke aantallen zonnevlekken en zonnevlammen. Maar cyclus 24 was in dat opzicht heel karig. Ondanks de nieuwe zonnevlam, en de recente verschijning van enkele flinke zonnevlekken, gaan wetenschappers ervan uit dat ook de huidige zonnecyclus heel rustig zal verlopen. (EE)
→ Major Solar Flare (Spaceweather.com)
26 november 2020
Voor het eerst is het wetenschappers gelukt om het bestaan aan te tonen van de zogeheten koolstof-stikstofcyclus in de zon (Nature, 25 november). Met behulp van de Borexino-detector in Italië hebben ze neutrino’s gedetecteerd die karakteristiek zijn voor deze reeks van fusiereacties waarbij waterstof wordt omgezet in helium. Daarbij komt energie vrij. In onze zon speelt de koolstof-stikstofcyclus, ook wel CNO-cyclus genoemd, slechts een ondergeschikte rol. Het overgrote deel van het helium dat in de kern van de zon wordt geproduceerd komt tot stand via de proton-protoncyclus. De CNO-cyclus speelt waarschijnlijk een veel grotere rol in de energieproductie van grotere en hetere sterren. De zon kan worden beschouwd als een kolossale fusiereactor die het lichte waterstof omzet in het vier keer zo zware helium – een proces dat ook wel ‘waterstofverbranding’ wordt genoemd. De proton-protoncyclus begint met de fusie van twee waterstofkernen tot deuterium oftewel zware waterstof, dat in twee volgende stappen wordt omgezet in helium. Bij de complexere CNO-cyclus zijn ook de zwaardere elementen koolstof (C), stikstof (N) en zuurstof (O) betrokken. Bij beide cycli komt niet alleen energie vrij (die vervolgens door de ster wordt uitgestraald), maar worden ook ontelbare aantallen neutrino’s geproduceerd. Neutrino’s zijn uiterst lichte, ongeladen deeltjes die zich maar moeilijk laten ‘vangen’: ze gaan vrijwel ongehinderd door alles en iedereen heen. Voor de detectie ervan zijn wetenschappers daarom afhankelijk van enorme ondergrondse detectoren, zoals Borexino die op een diepte van 1400 meter onder een bergmassief in Midden-Italië staat opgesteld. In voorgaande jaren heeft het Borexino-experiment al de diverse soorten neutrino’s geïdentificeerd die vrijkomen bij de proton-proton-cyclus. En nu is dat dus ook met de veel minder talrijkere neutrino’s van de CNO-cyclus gelukt. Uit de detecties kan worden afgeleid dat elke vierkante centimeter van onze planeet per seconde door ongeveer 700 miljoen ‘CNO-neutrino’s’ wordt getroffen. Dat lijkt veel, maar de ‘pp-neutrino’s’ zijn honderd keer zo talrijk. (EE)
→ Solar CNO Neutrinos Observed for the First Time
12 oktober 2020
Nieuw onderzoek laat zien dat zonnevlekken en andere actieve gebieden van invloed zijn op de globale emissie van de zon. De zonnevlekken zorgen ervoor dat sommige soorten zonnestraling worden afgezwakt, terwijl andere juist helderder worden. Ook variëren de momenten waarop de diverse emissies veranderingen vertonen. Astronomen kunnen deze kennis gebruiken om de omstandigheden van sterren te karakteriseren. En dat kan het onderzoek van eventuele planeten rond deze sterren nauwkeuriger helpen maken. Het onderzoek is gedaan door een internationaal team onder leiding van Shin Toriumi van het Japanse ruimteagentschap JAXA. De astronomen hebben de verschillende soorten emissies die door satellieten voor zonneonderzoek, zoals Hinode en het Solar Dynamics Observatory, zijn verzameld bij elkaar opgeteld. Op die manieren konden ze nabootsen hoe de zon eruitziet als je haar van zeer grote afstand zou waarnemen. De astronomen stelden vast dat wanneer een zonnevlek zich midden op de schijf van de zon bevindt, de totale hoeveelheid licht van de zon afneemt. Wanneer zich juist zonnevlekken aan de rand bevinden, is de zon helderder, omdat dan de heldere ‘fakkelvelden’ rond de zonnevlekken beter zichtbaar zijn dan de donkere vlekken zelf. Daarbij komt nog dat de corona – de ijle zonneatmosfeer – boven plekken waar zich zonnevlekken bevinden meer röntgenstraling uitzendt. Omdat de zogeheten coronale lussen die aan de zonnevlekken ontspringen een zeer hoge temperatuur hebben, is deze toename in röntgenhelderheid ook te zien wanneer de zonnevlek in kwestie zich al (of nog) achter de rand van de zon bevindt. Door dergelijke helderheidsveranderingen op verschillende golflengten goed te timen, hopen astronomen ook donkere vlekken en coronale lussen bij andere sterren in kaart te kunnen brengen. Op die manier kunnen zij de kleine helderheidsdips ten gevolge van planeten die voor hun ster langs trekken nauwkeuriger meten. (EE)
→ Studying the Sun as a Star to Understand Stellar Flares and Exoplanets
25 september 2020
S[&]T (Science [&] Technology), ASTRON (Nederlands Instituut voor Radioastronomie) en het KNMI (Koninklijke Nederlands Meteorologisch Instituut) hebben het ontwerp voltooid van DISTURB, een waarschuwingssysteem voor zonne-uitbarstingen.
Uitbarstingen op de zon vinden regelmatig plaats en veroorzaken over het algemeen weinig moeilijkheden, wanneer ze klein zijn. Grote uitbarstingen echter kunnen radarsystemen, GPS-ontvangers en radioverbindingen flink verstoren. Dit heeft in het verleden al serieuze gevolgen gehad voor vliegverkeer.
Zowel het Ministerie van Defensie als het KNMI willen militaire en civiele gebruikers van antennesystemen kunnen waarschuwen voor deze grotere, mogelijk verblindende uitbarstingen. DISTURB (Disturbance detection by Intelligent Solar radio Telescope or (Un)perturbed Radiofrequency Bands) is een zonne-radiotelescoop die zonne-uitbarstingen tot in groot detail waarneemt in real-time en is daarom in staat om snel alarm te slaan bij radioverstoringen door deze uitbarstingen.
De eerste fase van het project, geleid door S[&]T, ging op 30 januari 2019 van start. “De afgelopen anderhalf jaar hebben we gewerkt aan het ontwerp van de zonne-radiotelescoop”, vertelt Michiel Brentjens, radio-astronoom en projectwetenschapper bij ASTRON. “Het KNMI heeft al veel sensoren om het weer in de ruimte in de gaten te houden, maar hiervoor hebben ze nog geen sensoren.”
“Het was heel interessant om te onderzoeken hoe we de geavanceerde antennetechnologie, oorspronkelijk ontworpen voor astronomische toepassingen, konden aanpassen om zonne-uitbarstingen waar te nemen”, zegt Edo Loenen, projectmanager bij S[&]T. “Het project heeft tevens aangetoond hoe de samenwerking tussen overheid, onderzoeksinstituten en de private industrie kunnen leiden tot innovaties die de samenleving ten goede komen.”
Voor het Ministerie van Defensie is het belangrijk om de bron van een radioverstoring te achterhalen. Brentjens: “Als hun radiosystemen verstoord worden, dan wil het Ministerie van Defensie weten of die verstoring wordt veroorzaakt door de zon, of door iets of iemand anders.”
“Al onze afdelingen vertrouwen op antennesystemen”, vertelt Majoor Willem-Pieter van der Laan van het ministerie van Defensie. “Denk aan radarsystemen voor Ballistic Missile Defence, of Air Traffic Control, aan antennes voor radio- en satellietcommunicatie, of aan GPS-receivers voor timing en navigatie. Weten of deze systemen worden verstoord door de zon en niet door een vijand kan van cruciaal belang zijn.”
Het KNMI is verantwoordelijk voor het monitoren van het weer in de ruimte en nationale waarschuwingen en ziet hiervoor in DISTURB een belangrijke toekomstige aanwinst.
De volgende fase zal de bouw van een werkend prototype van de zonne-radiotelescoop zijn. ASTRON als S[&]T zullen in deze fase samenwerken, waarbij ASTRON de leiding neemt, gezien de ervaring die het instituut heeft met het bouwen van high-performance radiotelescopen.
Brentjens: “Er is duidelijk behoefte aan een live waarschuwingssysteem en dat is precies wat DISTURB is. De ontwikkeling van een werkend prototype zal aantonen dat we in staat zijn een extreem betrouwbaar real-time waarschuwingssysteem te bouwen.” De zonne-radiotelescoop is een geheel passief systeem, dat uitsluitend naar de zon ‘luistert’. In tegenstelling tot andere antennesystemen, zoals telefoonmasten, televisiemasten, of radarsystemen zendt de zonne-radiotelescoop zelf geen radiogolven uit; hij ontvangt ze slechts.
Momenteel bestaan er geen vergelijkbare instrumenten die zonne-uitbarstingen in real-time in zoveel detail als DISTURB meten. De data die de zonne-telescoop over zonne-uitbarstingen verzamelt, zullen vrij toegankelijk zijn.
→ Origineel persbericht
23 september 2020
Zonnefysici wisten al dat krachtige uitbarstingen aan het oppervlak van de zon (zogeheten zonnevlammen) in veel gevallen leiden tot 'zonnebevingen', net zoals een krachtige explosie aan het aardoppervlak een aardbeving kan veroorzaken. Nieuw onderzoek aan seismische golven aan het zonsoppervlak hebben nu aangetoond dat de bron van die akoestische golven zich soms op een diepte van ca. 1000 kilometer ligt. De nieuwe resultaten, verkregen met behulp van 'helioseismische holografie', zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.
De ontdekking wijst erop dat de relatie tussen zonnevlammen en zonnebevingen minder eenvoudig is dan tot nu toe algemeen werd aangenomen. Bovendien zijn er aanwijzingen dat er wellicht ook diepe zonnebevingen kunnen ontstaan zónder dat daar een zonnevlam aan vooraf gaat. Zulke 'vlamloze bevingen' zouden misschien de voorbode kunnen zijn van latere uitbarstingen. In dat geval zou het mogelijk worden om krachtige zonnevlammen (die radioverkeer, satellietelektronica en elektriciteits- en communicatienetwerken op aarde kunnen verstoren) vooraf te voorspellen. (GS)
→ Can ripples on the sun help predict solar flares?
15 september 2020
De zonneactiviteit varieert met een periode van ongeveer elf jaar. Het tijdstip en de sterkte van de maxima en minima van de zonnecyclus worden vastgesteld op basis van het aantal zonnevlekken. Deze zonnevlekkenindex wordt sinds 1981 bijgehouden en verspreid door het SILSO World Data Center, dat deel uitmaakt van de Koninklijke Sterrenwacht van België. De vorige cyclus bereikte in 2014 zijn bescheiden hoogtepunt en nam de laatste jaren geleidelijk in activiteit af. Dat het minimum er stond aan te komen, werd hoe langer hoe duidelijker door de steeds lagere zonnevlekkenindex en de steeds langere periodes van vlekkeloze dagen. Maand na maand heeft SILSO de algemene trend in de zonneactiviteit nauwlettend in de gaten gehouden. Het 13-maandelijkse gemiddelde van januari 2020 – het gemiddelde over zes maanden voor en zes maanden na januari – steeg weer en dit voor het eerst sinds het vlekkenmaximum in 2014. Nu, september 2020, kan SILSO bevestigen dat het minimum tussen cyclus 24 en 25 inderdaad plaatsvond in december 2019. De nieuwe zonnecyclus is gestart en de zonneactiviteit stijgt naar het volgende maximum. De afgelopen zonnecyclus heeft precies elf jaar geduurd, aangezien het laatste minimum plaatsvond in december 2008. De duur van een zonnecyclus kan variëren tussen negen en veertien jaar, en bedraagt gemiddeld ongeveer elf jaar. Cyclus 24 duurde dus net zo lang als het gemiddelde van alle eerdere zonnevlekkencycli. Het tijdstip van dit minimum is een belangrijke parameter in wetenschappelijke modellen en voorspellingen van toekomstige zonneactiviteit. December 2019 valt binnen het vrij brede interval (juli 2019 tot september 2020) waarin het minimum zou liggen zoals voorspeld door het International Solar Cycle 25 Prediction Panel, ondersteund door NASA en NOAA, en waaraan SILSO deelneemt. Nu het tijdstip van het minimum officieel is vastgesteld, kan het panel de voorspelling van de volgende grote mijlpaal van de nieuwe cyclus verfijnen: het maximum, waarvan tot nu toe verwacht wordt dat het zal plaatshebben tussen 2023 en 2026. De nu waargenomen opwaartse trend zal naar verwachting de komende maanden geleidelijk aan versnellen. Een zon met meer zonnevlekken en meer zonneuitbarstingen staat dus in het vooruitzicht.
→ Volledig persbericht
4 augustus 2020
De activiteit van onze zon gaat op en neer met een periode van elf jaar. Bij de overgang naar een nieuwe activiteitscyclus is zij doorgaans jarenlang bijzonder rustig – althans zo lijkt het. Nieuw Fins onderzoek laat namelijk zien dat de zon ook tijdens zo’n overgangsfase behoorlijk actief kan zijn (Solar Physics, 29 juli). De Finse astronomen komen tot hun conclusie door radiokaarten van de zon, verkregen met 14-meter radioschotel van de Metsähovi-radiosterrenwacht, te vergelijken met ultraviolet-gegevens van NASA’s Solar Dynamics Observatory. De kaarten zijn verkregen in de periode tussen mei en september 2019, toen er op het eerste gezicht geen zonnevlekken op de zon te zien waren. Op radiogolflengten waren er in deze periode echter wel degelijk kleine actieve gebieden waarneembaar – gebieden die om uiteenlopende redenen ongeveer 250 graden heter waren dan de rest van het zonneoppervlak. Alles bij elkaar zijn in de genoemde periode 51 van dit soort kleine uitbarstingen geregistreerd, vooral nabij de noordpool van de zon. De conclusie van het onderzoek is dat er op millimeter-golflengten bijna altijd wel activiteit is op de zon. En bijna alle radiobronnen die tijdens zo’n rustige periode van de zon worden gedetecteerd hebben een tegenhanger in het extreem-ultraviolet. De onderzoekers pleiten er dan ook voor om de zon ook tijdens vermeend ‘saaie’ periode te observeren. Want juist dan laten zich gemakkelijk zwakke actieve gebieden opsporen die anders onopgemerkt blijven. (EE)
→ The quiet Sun is much more active than we thought
16 juli 2020
Wetenschappers van de ruimteagentschappen ESA (Europa) en NASA (VS) hebben vanmiddag de eerste opnamen gepresenteerd die hun gezamenlijke Solar Orbiter heeft gemaakt. Deze ruimtesonde voor zonneonderzoek werd op 9 februari van dit jaar gelanceerd, en medio juni – tijdens zijn eerste nadering van de zon – zijn voor het eerst alle meetinstrumenten tegelijk ingeschakeld. Dat was nog een hele toer, omdat alle onderzoeksteams vanwege de coronacrisis de testprocedures vanuit huis moesten uitvoeren. Maar het is gelukt en nu is de zon van dichterbij dan ooit – ruwweg 77 miljoen kilometer – gefotografeerd. NASA’s Solar Probe is weliswaar veel dichter bij de zon gekomen, maar deze is vanwege de grote hitte niet uitgerust met camera’s die de zon fotograferen. De beelden laten onder meer zien dat het nabij het zonsoppervlak lijkt te ‘flakkeren’ als een kampvuur. Vermoedelijk heeft dat te maken met fluctuaties in het magnetische veld van de zon, al is het te vroeg om wetenschappelijke conclusies te trekken. Maar het is niet ondenkbaar dat deze ‘mini-explosies’ verantwoordelijk zijn voor de raadselachtig hoge temperatuur van de corona – de ijle buitenste atmosfeer – van de zon. (EE)
→ Solar Orbiter’s first images reveal ‘campfires’ on the Sun
25 juni 2020
Natuurkundigen hebben het laatste puzzelstukje gevonden van het vraagstuk van de energieproductie van de zon. Via de detectie van neutrino’s – bijna ongrijpbare neutrale deeltjes – die afkomstig zijn uit de kern van de zon, hebben zij aangetoond dat een klein deel van de energie die onze ster produceert afkomstig is van fusiereacties waarbij koolstof- en stikstofkernen betrokken zijn. Het leeuwendeel van de energie die de zon produceert is afkomstig van waterstoffusie. In het centrum van de zon zijn temperatuur en druk dermate hoog dat waterstofkernen kunnen samensmelten tot heliumkernen. Bij dit proces, dat de proton-protoncyclus wordt genoemd, ‘verdwijnt’ een beetje massa, die in energie wordt omgezet. Dat is echter niet de enige manier waarop de zon energie kan produceren. In haar kern zou zich nog een tweede, ingewikkeldere keten van fusiereacties moeten afspelen waarbij koolstof als katalysator fungeert. Het netto resultaat van deze zogeheten koolstof-stikstofcyclus is gelijk aan dat van de proton-protoncyclus: vier waterstofkernen worden omgezet in één heliumkern. Bij beide reactieketens komen neutrino’s vrij, maar die hebben niet dezelfde energieën. Deze lichte deeltjes laten zich echter moeilijk detecteren en daarbij komt nog dat de koolstof-stikstofcyclus minder dan een procent bijdraagt aan de energieproductie van de zon. Vandaar dat het tot nu toe alleen was gelukt om neutrino’s van de proton-protoncyclus te detecteren. Met behulp van de Borexino-neutrinodetector, die op een kilometer diepte in een Italiaans bergmassief is gestationeerd, is het nu voor het eerst ook gelukt om de neutrino’s van de koolstof-stikstofcyclus op te vangen. Borexino bestaat uit een reusachtige nylonballon, gevuld met vloeibare koolwaterstoffen, die ondergedompeld is in water. Het overgrote deel van de neutrino’s van de zon gaat ongehinderd door de aarde en Borexino heen, maar zo af en toe komt er een in botsing met een elektron van de koolwaterstoffen. De lichtflitsjes die daarbij ontstaan worden door Borexino gedetecteerd. De nieuwe detecties maken niet alleen het ‘energieplaatje’ van de zon compleet, ze geven ook informatie over de samenstelling van de materie in de kern van de zon, en dan met name de concentratie van elementen zwaarder dan helium. De Borexino-resultaten wijzen erop dat die samenstelling ongeveer gelijk is aan die van de materie aan het zonneoppervlak. Dat lijkt ook evident, maar andere recente onderzoeken leken dat in twijfel te trekken. (EE)
→ Neutrinos reveal final secret of Sun’s nuclear fusion
15 juni 2020
De Europese Solar Orbiter, een ruimtesonde die de zon gaat onderzoeken, heeft zijn eerste nadering van onze ster achter de rug. Hij bereikte een kleinste afstand (‘perihelium’) van 77 miljoen kilometer – ongeveer de helft van de afstand zon-aarde. In de komende week zullen de wetenschappers die bij deze ESA-missie betrokken zijn de tien instrumenten van de ruimtesonde, waaronder zes telescopen, aan een test onderwerpen. Daarbij zullen voor het eerst close-ups van het zonneoppervlak worden verkregen. De beelden worden naar verwachting medio juli vrijgegeven. De nieuwe zonne-opnamen zullen niet zo detailrijk zijn als die van de Daniel K. Inouye Solar Telescope op Hawaï, die eerder dit jaar zijn gemaakt. Maar deze telescoop kan de zon alleen in zichtbaar licht en in het nabij-infrarood bekijken – slechts een klein deel van het elektromagnetische spectrum. Solar Orbiter bekijkt de zon ook in het ultraviolet en op röntgengolflengten, en kan zo diens uitgestrekte atmosfeer compleet in beeld brengen. Naar verwachting zullen de uv-beelden van de ruimtesonde ongeveer twee keer zo scherp zijn als die van de Solar Dynamic Observatory (SDO) van NASA, die de zon vanuit een baan om de aarde observeert. Het hoofddoel van deze eerste waarnemingen is aantonen dat de telescopen van de Solar Orbiter bedrijfsklaar zijn. In komende jaren zal de ruimtesonde de zon nog dichter naderen en voor het eerst ook van boven en van onderen gaan bekijken. (EE)
→ Solar Orbiter makes first close approach to the Sun
5 juni 2020
Onderzoekers van de universiteit van Hawaï hebben vastgesteld dat de magnetische veldlijnen in de corona van de zon tijdens geringe zonneactiviteit bijna loodrecht op de polen en de evenaar van de zon staan, en elders allerlei hoeken met het zonneoppervlak maken. Rond een zonnemaximum is het coronale magnetische veld veel minder goed georganiseerd en meer radiaal van karakter (Astrophysical Journal, 3 juni). De corona is het buitenste deel van de atmosfeer van de zon, dat zich uitstrekt tot in de interplanetaire ruimte. Het is de bron van een aanhoudende stroom van geladen deeltjes die de zonnewind wordt genoemd. De eigenschappen van de corona worden bepaald door het complexe magnetische veld van de zon, dat in het inwendige van onze ster wordt gegenereerd. Bij hun onderzoek hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van waarnemingen van de zon die tijdens veertien totale zonsverduisteringen in de periode 2001-2019 zijn gedaan. Daarbij is de vorm van het magnetische veld van de corona gedetailleerder en over een groter gebied in kaart gebracht dan ooit tevoren. De veranderingen die in deze periode zijn opgetreden in de oriëntatie van de magnetische veldlijnen staan op gespannen voet met de uitgangspunten zoals die veelal in modelberekeningen van de corona worden gebruikt. Bij deze berekeningen wordt ervan uitgegaan dat het magnetische veld van de corona voorbij 2,5 zonnestraal (1,75 miljoen km) min of meer radiaal is. De veldlijnen zouden zich vanaf die afstand dus ongeveer straalsgewijs van de zon weg lopen. Het nieuwe onderzoek wijst er echter op dat het coronale veld vaak tot minstens 4 zonnestralen (2,8 miljoen km) niet-radiaal is. Het is nog onduidelijk waarom dit zo is, maar het lijkt aannemelijk dat deze onverwachte eigenschap van het coronale magnetische veld implicaties heeft voor andere terreinen van het zonneonderzoek, en met name het ontstaan van de zonnewind. (EE)
→ UH astronomers unveil the magnetic field of the solar corona
31 maart 2020
Er komt een nieuwe NASA-missie, onder leiding van de universiteit van Michigan, om meer inzicht te krijgen in hoe de energierijke deeltjesstraling van onze zon ontstaat. Deze informatie is onder meer van belang voor bemande en onbemande ruimtevaartactiviteiten in de naaste omgeving van de aarde. Het Sun Radio Interferometer Space Experiment, of SunRISE, bestaat uit zes mini-satellieten van het type CubeSat, die tezamen een ‘virtuele radiotelescoop’ in de ruimte vormen. Daarmee kunnen de radiogolven worden gedetecteerd die voorafgaan aan de hevigste uitbarstingen op de zon: zonnevlammen en coronale massa-ejecties. Deze radiogolven zijn niet waarneembaar vanaf het aardoppervlak, omdat ze worden tegengehouden door de ionosfeer van onze planeet. Hoe de zonnedeeltjes tijdens zo’n uitbarsting worden versneld en waar die versnelling optreedt, is nog onduidelijk. Er bestaan verschillende theorieën voor, en gehoopt wordt dat de waarnemingen met de radiotelescoop daar uitsluitsel over kunnen geven. De lancering van SunRISE staat gepland voor 2023. De zes satellieten zullen in een losse formatie met een middellijn van ongeveer tien kilometer op een hoogte van ruim 35.000 kilometer om de aarde gaan cirkelen. (EE)
→ “Largest Radio Telescope in Space” to Improve Solar Storm Warnings
17 maart 2020
Amerikaanse wetenschappers hebben een nieuw driedimensionaal model ontwikkeld voor de heliosfeer – het kolossale magnetische ‘krachtveld’ rond de zon dat geladen deeltjes uit de ruimte afweert. Volgens het model is de heliosfeer noch komeetvormig, zoals vroeger werd aangenomen, noch precies bolvormig, zoals recentere gegevens lieten zien. Hij lijkt nog het meest op een lekke strandbal (Nature Astronomy, 16 maart). De heliosfeer dankt zijn bestaan aan de interactie tussen de geladen deeltjes die onze zon voortdurend uitstoot – de zogeheten zonnewind – en vergelijkbare deeltjes van buiten het zonnestelsel, die afkomstig zijn van andere sterren. De zonnewind houdt deze interstellaire deeltjes tegen, maar naarmate je verder van de zon komt, neemt die tegendruk af. Op tientallen miljarden kilometers van de zon, houden de twee elkaar in evenwicht. Over de precieze vorm die de heliosfeer daardoor aanneemt, wordt al tijden gediscussieerd. Aanvankelijk bestond het idee dat zijn vorm op die van een komeet leek, met een stompe ‘neus’ aan de ‘voorzijde’ – de richting waarin de zon beweegt – en een lange ‘staart’ aan de achterzijde. In 2015 kwamen onderzoekers op basis van een computermodel en gegevens van de ruimtesonde Voyager 1 echter tot een andere conclusie. Volgens hen had de heliosfeer ongeveer de vorm van een ‘croissant’ – een stompe neus, met aan weerszijden een staart. Twee jaar later resulteerden gegevens van de ruimtesonde Cassini in weer een ander model: een bolvormige heliosfeer. Anders dan de meeste voorgaande modellen, die ervan uitgingen dat de geladen deeltjes binnen ons zonnestelsel zo’n beetje dezelfde temperatuur hebben, maakt het model dat nu in Nature Astronomy is gepubliceerd onderscheid tussen twee groepen deeltjes. De ene groep bestaat uit geladen deeltjes van de zonnewind zelf. De andere groep wordt gevormd door ‘hete pick-up ionen’ – neutrale waterstofionen uit de interstellaire ruimte die ongehinderd de heliosfeer binnendringen en pas een lading krijgen wanneer ze in botsing komen met de zonnewind en daarbij elektronen verliezen. De nieuwe modelberekeningen laten zien dat de pick-up ionen een afkoelende werking hebben op de heliosfeer, waardoor deze als het ware ‘leegloopt’. Het resultaat is een vorm die het midden houdt tussen een bol en een opgezwollen croissant. Een lekke strandbal dus. (EE)
→ Reimagining our solar system's protective bubble, the heliosphere
29 januari 2020
Zojuist zijn de eerste opnamen gepresenteerd van de Daniel K. Inouye Solar Telescope, een nieuwe grote zonnetelescoop op het Hawaïaanse eiland Maui. De haarscherpe foto’s en video’s geven een gedetailleerd beeld van het dynamische oppervlak van de zon, waar grote bellen van ziedend hete plasma opduiken om, na afkoeling, terug de diepte in te zakken. Daarnaast is de Inouye-zonnetelescoop ook in staat om de magnetische velden in de corona – de buitenste atmosfeer – van de zon in kaart te brengen. Dat is de plek waar zich grote uitbarstingen afspelen die gevolgen kunnen hebben voor het leven op aarde. Een van de doelen van het moderne zonneonderzoek is om dit soort explosieve verschijnselen op de zon voorspelbaar(der) te maken. De telescoop staat op de top van de drie kilometer hoge schildvulkaan Haleakala, waar relatief weinig hinder is van atmosferische turbulenties. Hij is uitgerust met een 4 meter grote hoofdspiegel en is daarmee de grootste zonnetelescoop ter wereld. Omdat bij het bundelen van zonlicht enorm veel warmte wordt gegenereerd, is de telescoop voorzien van een speciaal koelsysteem. Meer dan elf kilometer aan buizen verdelen de koelvloeistof door het observatorium, die deels wordt gekoeld met ijs dat ‘s nachts ter plekke wordt gemaakt. De behuizing van de telescoop is bedekt met dunne koelplaten, voorzien van luiken – voorzieningen die de binnentemperatuur moeten stabiliseren. Verder maakt de zonnetelescoop gebruik van een geavanceerde adaptieve optiek, die het vertroebelende effect van de aardatmosfeer tegengaat. Al met al moet dit binnen vijf jaar meer informatie over onze zon opleveren dan er sinds de eerste telescoopwaarnemingen in 1612 is verzameld. (EE)
→ NSF’s Newest Solar Telescope Produces First Images
29 januari 2020
In persberichten over de zon wordt vaak geschreven over grote uitbarstingen op de zon, die riskant kunnen zijn voor de aarde. Maar hoe vaak komen zulke ‘zonnestormen’ eigenlijk voor? Onderzoekers van de Universiteit van Warwick zijn in magnetische archieven gedoken om die vraag te beantwoorden. Hun analyse laat zien dat ernstige zonnestormen zo ongeveer eens in de vier jaar optreden, en gevaarlijke zonnestormen eens in de 150 jaar. Een van de manieren om dit ‘ruimteweer’ in de gaten te houden, is door veranderingen in het magnetische veld op het aardoppervlak waar te nemen. Dat gebeurt sinds een jaar of zestig systematisch en nauwkeurig, maar oudere waarnemingen zijn schaarser en vooral ook minder betrouwbaar. In dit geval hebben de onderzoekers gebruik gemaakt van de zogeheten ‘aa geometrische index’. Deze is gebaseerd op de magnetische gegevens van twee specifieke waarneemstations aan weerskanten van de aarde (in Engeland en Australië). Beide verzamelen al 150 jaar gegevens over het aardmagnetische veld, maar de nauwkeurigheid ervan is beperkt. Bij hun analyse hebben de Britse wetenschappers daarom voor elk jaar het gemiddelde genomen van de bovenste paar procent van de aa-index. Op die manier kon een schatting worden gemaakt van de aantallen ernstige (42) en gevaarlijke (6) zonnestormen die de afgelopen 150 jaar zijn opgetreden. De vermoedelijk zwaarste zonnestorm in recente tijden – de Carrington-storm van 1859 – viel net buiten het onderzoek. Doorgaans duurt een zonnestorm maar een paar dagen, maar hij kan onze moderne technologie enorm verstoren. In uitzonderlijke gevallen kan er stroomuitval optreden, wordt het luchtvaartverkeer verstoord en kunnen GPS- en telecommunicatiesystemen uitvallen. (EE)
→ Likelihood of space super-storms estimated from longest period of magnetic field observations
4 december 2019
Gegevens van de Parker Solar Probe, die bezig is om onze zon van dichtbij te onderzoeken, tonen een chaotische wereld van solitaire plasmagolven, omklappende magnetische velden en verre zonnewinden, beheerst door de rotatie van de zon. Dat schrijven onderzoekers in vier artikelen die in het wetenschappelijke tijdschrift Nature zijn verschenen. De Parker Solar Probe moet helpen verklaren waarom de corona van de zon naar buiten toe heter wordt en wat de oorzaak is van de versnelling van de zonnewind – de stroom van geladen deeltjes die voortdurend uit de corona ontsnapt. De nieuwe waarnemingen laten zien dat de rotatie van de zon tot op grote afstand van invloed is op de zonnewind. Van tevoren was al bekend dat het magnetische veld in de onmiddellijke nabijheid van de zon deze wind meesleurt, maar verwacht was dat dit effect naar buiten toe zou afnemen. Ook daar blijkt de zonnewind echter gevoelig te zijn voor de draaiing van de zon. Hoe dat kan is nog onduidelijk. Ook de waarnemingen van het magnetische veld van de zon – waarvan wordt aangenomen dat het een rol speelt bij de raadsel van de coronale opwarming – hebben een verrassing opgeleverd. Vanaf de aarde was al geconstateerd dat daarbij magnetische oscillaties, zogeheten Alfvén-golven, optreden. Sommige onderzoekers meenden dat dit overblijfselen waren van het onbekende mechanisme dat de opwarming veroorzaakt. Maar nu zijn er dichter bij de zon afwijkende Alfvén-golven opgespoord die vier keer zoveel energie hebben als de normale golven in hun omgeving. Ze vertonen snelheidspieken van 500.000 km/uur die dermate krachtig zijn dat ze het magnetische veld ter plaatse van richting doen omkeren. Vermoed wordt nu dat ook deze snelheidspieken wel eens de oorzaak kunnen zijn van het feit dat de zonnecorona naar buiten toe heter wordt. De Parker Solar Probe werd op 12 augustus 2018 gelanceerd. Hij volgt een langgerekte omloopbaan waarvan het binnenste punt geleidelijk steeds dichter bij de zon komt te liggen. Uiteindelijk zal, in 2025, een kleinste afstand van ruwweg 7 miljoen kilometer worden bereikt. Tot nu toe is de ruimtesonde niet dichterbij gekomen dan 24 miljoen kilometer. (EE)
→ Parker Solar Probe: ‘We’re Missing Something Fundamental About the Sun’
4 november 2019
Op 5 november 2018 bereikte ruimtesonde Voyager 2, net als Voyager 1 voor haar, de interstellaire ruimte. In vijf artikelen die vandaag in Nature Astronomy zijn gepubliceerd, maken wetenschappers de balans op van deze gebeurtenis. De beide ruimtesondes werden in 1977 kort na elkaar gelanceerd om de buitenste planeten van ons zonnestelsel te verkennen. Het grootste deel van hun reis heeft zich afgespeeld binnen de heliosfeer: de ‘holte’ in het interstellaire medium die in stand wordt gehouden door de zonnewind. Bij de rand van deze holte – de zogeheten heliosfeer – stuiten de zonnedeeltjes op soortgenoten van andere sterren. Omdat de Voyagers niet precies dezelfde kant op gaan en ook verschillende snelheden hebben, bereikten ze de interstellaire ruimte niet vlak na elkaar. Uiteindelijk had Voyager 2 een achterstand van zes jaar. Maar in de tussentijd lijkt de ‘drempel’ naar de interstellaire ruimte vrijwel niet van zijn plek te zijn gekomen. Hij lag in beide gevallen op ruwweg 18 miljard kilometer van de zon – 120 keer de afstand zon-aarde. Volgens de wetenschappers impliceert dit dat de voorkant van de heliosfeer min of meer symmetrisch is. Met ‘voorkant’ wordt dat deel van heliosfeer bedoeld van waaruit interstellaire deeltjes op ons af komen. Welke vorm de heliosfeer als geheel heeft, is nog onzeker. Het is overigens niet zo dat de zonnedeeltjes bij de heliopauze abrupt tot stilstand komen. Hun snelheden beginnen al vóór het bereiken ervan af te nemen. Dat komt doordat de deeltjes zich, onder invloed van de interstellaire ‘tegenwind’, beginnen op te hopen. Opvallend is dat Voyager 2 minder tegenwind heeft ondervonden dan Voyager 1 destijds. Ook de komende jaren zullen de beide Voyagers metingen blijven doen. Maar zo langzamerhand raken hun nucleaire batterijen uitgeput. Hierdoor zullen ze naar verwachting binnen een jaar of vijf zonder stroom komen te zitten en komt er een einde aan hun lange onderzoeksmissie. (EE)
→ Voyager 2 reaches interstellar space
29 juli 2019
Met behulp van een helse machine hebben natuurkundigen van de universiteit in Wisconsin-Madison het ontstaan van de zonnewind nagebootst. De zonnewind bestaat uit een plasma van geladen deeltjes die het zonnestelsel in worden geblazen. Aangekomen bij de aarde kunnen deze deeltjes het functioneren van satellieten hinderen en veroorzaken ze poollichten. In feite is onze zon één grote bal plasma die de draaiing van de zon volgt. De beweging van plasma in de kern van de zon genereert een magnetisch veld dat zich tot ver buiten de zon uitstrekt. Op enige afstand van het zonsoppervlak wordt dit magnetische veld dermate zwak dat het plasma kan ontsnappen. Zo ontstaat de zonnewind, die twee soorten kent: een snelle en een langzame. In hun vandaag in Nature Physics gepubliceerde onderzoeksverslag hebben de wetenschappers zich gebogen over de trage variant van de zonnewind. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van de Big Red Ball – een drie meter grote bol met een sterke magneet in zijn centrum die gevuld is met heliumgas. Het helium is onder hoge druk en stroom gezet, zodat het net zulke bewegingen gaat vertonen als het zonneplasma. Daarbij is het gelukt om een zogeheten Parker-spiraal na te bootsen – een magnetisch veld dat het hele zonnestelsel omvat en is genoemd naar de Amerikaanse wetenschapper die als eerste de zonnewind beschreef. Tot op zekere afstand van het zonsoppervlak is het magnetische veld straalsgewijs van de zon af gericht, maar verder weg wordt het opgewonden tot een spiraal. Het experiment toont aan dat het plasma zich aan de door Parker opgestelde theorie houdt. Ook zijn de quasi-periodieke ‘plasmaboertjes’ gereproduceerd die de trage zonnewind aan de gang houden. (EE)
→ Researchers recreate the sun’s solar wind and plasma ‘burps’ on Earth
2 juli 2019
Dankzij een team van burgerwetenschappers hebben wetenschappers ontdekt dat zonnestormen complexer worden naarmate onze zon het maximum van haar 11-jarige activiteitscyclus bereikt. Deze ontdekking kan helpen bij het voorspellen van ‘ruimteweer’ dat schadelijke gevolgen kan op hebben voor satellietsystemen en andere kwetsbare moderne technologieën op en rond de aarde. De ontdekking is gedaan in het kader van een project waarbij vrijwilligers paren van opnamen van zogeheten coronale massa-ejecties (CME’s) – grote uitbarstingen in de atmosfeer van de zon – bekeken en moesten aangeven welke van de twee de grootste visuele complexiteit vertoonde. De in totaal 1100 opnamen zijn gemaakt door twee NASA-ruimtesondes van NASA, die tezamen de STEREO-missie vormen. Sommige van de CME’s die deze ruimtesondes hebben vastgelegd zien eruit als eenvoudige ‘zeepbellen’, terwijl andere meer op verbrijzelde gloeilampen lijken. Gebleken is dat deze laatste, die de grootste uitwerking hebben op het aardmagnetische veld, vaker voorkomen rond het zonnemaximum. Bij een CME wordt een grote wolk plasma – heet gas bestaande uit geladen deeltjes en magnetische velden – de ruimte in geslingerd. Als zo’n wolk de aarde bereikt, kan deze grote storingen veroorzaken in communicatie- en GPS-satellietsystemen en elektriciteitsnetten op aarde. De nieuwe onderzoeksresultaten worden vandaag gepresenteerd tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van Britse astronomen die deze week in Lancaster wordt gehouden. (EE)
→ Citizen Scientists Find Clue to Help Predict Devastating Solar Storms
10 juni 2019
De zon vertoont regelmatig energierijke explosies aan het oppervlak - zogeheten zonnevlammen. Onderzoekers van de Universiteit van Colorado in Boulder komen nu echter tot de conclusie dat er op de zon incidenteel ook veel krachtiger 'supervlammen' kunnen voorkomen. Zo'n supervlam zou desastreus zijn voor onze kwetsbare technologische beschaving.
Pasgeboren, actieve sterren vertonen ongeveer eens per week zo'n krachtige supervlam. Uit metingen van de Amerikaanse ruimtetelescoop Kepler, aangevuld met waarnemingen van onder andere de Europese ruimtetelescoop Gaia, blijkt nu echter dat oudere, 'rustige' sterren zoals de zon (die een leeftijd heeft van 4,6 miljard jaar) ook eens in de paar duizend jaar een dergelijke supervlam kunnen produceren. Er is dus een kleine maar reële kans dat zoiets in de komende eeuw gaat gebeuren.
De nieuwe resultaten, gebaseerd op een statistische analyse van supervlammen op 43 zonachtige sterren, zijn in mei gepubliceerd in The Astrophysical Journal en werden vandaag gepresenteerd op de 234ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in St. Louis, Missouri. (GS)
→ Rare ‘superflares’ could one day threaten Earth
1 mei 2019
Amerikaanse astronomen denken dat twee botsende neutronensterren belangrijke leveranciers zijn geweest van enkele van de zwaarste elementen op aarde. De bijbehorende explosie zou betrekkelijk dicht in de buurt van ons zonnestelsel hebben plaatsgevonden (Nature, 2 mei). Om tot hun conclusie te komen hebben Szabolcs Marka van de Columbia Universiteit en Imre Bartos van de Universiteit van Florida de samenstelling van meteorieten vergeleken met de uitkomsten van computersimulaties van onze Melkweg. Meteorieten die vroeg in de geschiedenis van het zonnestelsel zijn gevormd bevatten sporen van radioactieve isotopen en hun vervalproducten. De uitkomsten van de simulaties passen het best bij de gemeten samenstelling van meteorieten als de botsing tussen de neutronensterren ongeveer 100 miljoen jaar voor de vorming van de aarde heeft plaatsgehad, op een afstand van ruwweg 1000 lichtjaar van de gaswolk waaruit uiteindelijk ons zonnestelsel is ontstaan. Bij een botsing tussen neutronensterren komt een heel scala aan kortlevende radioactieve isotopen vrij – zogeheten actiniden. Van deze isotopen is, afgezien van kleine hoeveelheden thorium en uranium, niets meer over, maar hun (niet-radioactieve) vervalproducten zijn er nog wel. Het gaat daarbij onder meer om jodium en de kostbare metalen goud en platina. (EE)
→ Two neutron stars collided near the solar system billions of years ago
24 april 2019
Deeltjesdetectors op aarde en in stratosferische ballonnen laten momenteel een stijging zien in de hoeveelheid kosmische straling die de aarde bereikt. De Oulu-neutronendetector in Finland, die metingen doet sinds 1964, heeft deze maand niveaus gemeten die slechts enkele procenten onder de recordwaarde van 2009 liggen. De oorzaak ligt bij de inactiviteit van de zon. Tijdens de minimumfase van de 11-jarige zonnecyclus verzwakt het magnetische veld van de zon en neemt de zonnewind – de uitstoot van geladen deeltjes door de zon – af. Hierdoor kunnen deeltjes uit de interstellaire ruimte gemakkelijker het centrale deel van ons zonnestelsel bereiken. Datzelfde gebeurde ook in 2009, toen de zonneactiviteit het diepste minimum in honderd jaar bereikte en de intensiteit van de kosmische straling een record vestigde. Datzelfde lijkt nu opnieuw te gebeuren. De verwachting is dat het komende zonneminimum eind dit jaar of in 2020 net zo laag wordt als in 2009. Als deze verwachting uitkomt, zou de kosmische straling het staande record binnenkort opnieuw kunnen breken. Kosmische straling veroorzaakt ‘deeltjeslawines’ in de aardatmosfeer. Dat is vooral van belang voor de inzittenden van vliegtuigen, omdat de cabinewand deze schadelijke deeltjesstraling niet tegenhoudt. Hierdoor lopen met name mensen die heel frequent vliegen, zoals vliegtuigbemanningen, een verhoogde kans op kanker. (EE)
→ Cosmic Rays Nearing a Space Age Record
29 maart 2019
Nieuw onderzoek door wetenschappers van Queen’s University Belfast en Aberystwyth University wijst erop dat het magnetische veld van de zon tien keer zo sterk is als tot nu toe werd vermoed. Dat blijkt uit waarnemingen van een uitzonderlijk sterke zonnevlam die de zon op 10 september 2017 produceerde. In die septembermaand hield het team van zonnefysici tien dagen achtereen een actief gebied op de zon in de gaten met de Zweedse 1-meter zonnetelescoop op La Palma. Bij toeval was de telescoop, die een relatief klein beeldveld heeft, precies op de plek gericht waar de zonnevlam verscheen. Hierdoor lukte het om de sterkte van het magnetische veld met ongekende precisie te meten. Hoewel de gemeten veldsterkte veel groter was dan gedacht, was deze naar aardse maatstaven nog relatief zwak. Een beetje koelkastmagneet haalt een magnetische veldsterkte van dezelfde orde, en een MRI-scanner overtreft dat met een factor honderd. Toch is deze veldsterkte voldoende om het plasma van de zon, zoals dat bij een zonnevlam wordt uitgestoten, tot op 20.000 kilometer boven het zonsoppervlak in bedwang te houden. (EE)
→ Researchers find that The Sun’s magnetic field is ten times stronger than previously believed
11 maart 2019
Onze planeet wordt voortdurend bestookt met kosmische deeltjes. Deze deeltjesstroom is vooral heel sterk tijdens zogeheten zonnestormen, die het gevolg zijn van explosies op het oppervlak van de zon. In uitzonderlijke gevallen kunnen deze communicatiesystemen en elektriciteitsnetten op aarde verstoren, zoals in 1989 in Canada en in 2003 in Zweden is gebeurd. Een internationaal onderzoeksteam, onder leiding van wetenschappers van de universiteit van Lund, hebben nu bewijs gevonden voor een veel zwaardere zonnestorm die in 660 v.Chr. moet hebben plaatsgevonden (PNAS, 11 maart). Dat bewijs bestaat uit boorkernen uit het ijs van Groenland, waarin verhoogde concentraties beryllium-10 en chloor-36 zijn aangetroffen – radioactieve elementen die ontstaan onder invloed van kosmische straling. Het is voor de derde keer dat een oude zonnestorm op deze manier is aangetoond. Eerder zijn, in ijsboorkernen en de jaarringen van oude bomen, pieken in de kosmische straling gesignaleerd die in de jaren 775 en 994 zijn opgetreden. Uitschieters van dit kaliber zijn dus zeldzaam, maar de laatste is alweer een hele tijd geleden. Volgens de onderzoekers zou het daarom goed zijn om ons op een volgende zware zonnestorm voor te bereiden. Onze huidige samenleving is daar immers veel kwetsbaarder voor dan die van duizend jaar geleden, toen er nog geen elektronische systemen bestonden. (EE)
→ Researchers uncover additional evidence for massive solar storms
5 maart 2019
De Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft groen licht gegeven voor de ontwikkeling van de SMILE-satelliet (Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer), een samenwerkingsproject van ESA en China. De kunstmaan gaat onderzoek verrichten aan de wisselwerking van de zon en de aardse magnetosfeer, en is een logisch vervolg op de eerdere Europees-Chinese Double Star-missie.
De 2200 kilogram zware SMILE-satelliet wordt in 2023 in een extreem langgerekte baan om de aarde gebracht, waarbij hij zowel buiten als binnen de magnetische invloedssfeer van de aarde metingen zal doen aan elektrisch geladen deeltjes en magnetische velden. (GS)
→ ESA gives go-ahead for SMILE mission with China
25 februari 2019
NASA heeft groen licht gegeven voor een nieuw wetenschappelijk experiment dat vanaf augustus 2022 onderzoek gaat doen aan de wisselwerking van de zonnewind met de aardse dampkring. Het Atmospheric Waves Experiment (AWE) wordt gemonteerd aan de buitenzijde van het internationale ruimtestation ISS en zal waarnemingen verrichten aan zogeheten airglow in de bovenste lagen van de atmosfeer.
Variaties in de zonnewind (de stroom van elektrisch geladen deeltjes van de zon) kunnen verstoringen in het aardse radioverkeer en in GPS-communicatie veroorzaken. Er zijn echter sterke aanwijzingen dat die effecten niet uitsluitend worden veroorzaakt door het 'ruimteweer', maar deels ook door 'gewone' weersverschijnselen.
Het AWE-experiment moet die verschillende invloeden in kaart gaan brengen, waardoor in de toekomst beter geanticipeerd zal kunnen worden op de verstoringen. Met het AWE-experiment is een bedrag van 42 miljoen dollar gemoeid. (GS)
→ NASA Selects Mission to Study Space Weather from Space Station
10 december 2018
De Amerikaanse ruimtesonde Voyager 2 heeft op 5 november het zonnestelsel verlaten. Dat is vandaag bekendgemaakt op een bijeenkomst van de American Geophysical Union in Washington, D.C. Voyager 2 werd in 1977 gelanceerd en vloog op korte afstand langs de reuzenplaneten Jupiter (1979), Saturnus (1981), Uranus (1986) en Neptunus (1989). Momenteel bevindt hij zich op ruim 18 miljard kilometer afstand van de aarde; een radiosignaal heeft er 16,5 uur voor nodig om die afstand af te leggen.
Het Plasma Science Experiment aan boord van Voyager 2 registreerde op 5 november een plotseling afname in de snelheid van de zonnewind - de stroom van elektrisch geladen deeltjes die afkomstig is van de zon. De zonnewind creëert een 'magnetische bel' in de interstellaire ruimte. Die zogeheten heliosfeer wordt begrensd door de heliopauze - het gebied waar de zonnewind tot stilstand komt door de (extreem geringe) 'tegenwind' van het ijle gas tussen de sterren. Ook enkele andere meetinstrumenten lieten zien dat Voyager 2 de heliosfeer op 5 november heeft verlaten. Voyager 1, die ook in 1977 werd gelanceerd en alleen Jupiter en Saturnus 'aandeed', passeerde de heliopauze al in 2012 en is het verst verwijderde door mensen gemaakte object in het heelal.
Het zal nog enkele tienduizenden jaren duren voordat de Voyagers in de buurt van een andere ster arriveren. Voor het geval ze ooit worden opgepikt door een buitenaardse beschaving hebben ze een beeldplaat aan boord met geluiden en foto's van de aarde. (GS)
→ NASA's Voyager 2 Probe Enters Interstellar Space
10 december 2018
Dat er tussen 1645 en 1715 sprake was van een lange periode van geringe zonneactiviteit, wordt door niemand betwijfeld. Maar hoe de zon zich na afloop van dat zogeheten Maunder Minimum weer 'herstelde' is niet goed bekend. Een nieuwe representatie van alle beschikbare historische metingen van de zonneactiviteit in het verleden, uitgevoerd door een team van astronomen onder leiding van Andres Munoz-Jaramillo van het Southwest Research Institute en vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy, laat zien dat eigenlijk niet bekend is of dat herstel zich in korte tijd voltrok, of in de loop van enkele decennia.
Het Maunder Minimum viel samen met een periode waarin de gemiddelde temperatuur in Europa ruim een graad lager was dan normaal. Algemeen wordt aangenomen dat die 'Kleine IJstijd' veroorzaakt werd door het langdurige activiteitsminimum van de zon. Sommige zonneonderzoekers denken dat we aan de vooravond van een nieuw 'Maunder Minimum' staan, met mogelijk ook gevolgen voor het aardse klimaat. Een beter begrip van de ontwikkeling van de zonneactiviteit in het verleden - en van de eventuele bijbehorende klimatologische effecten - is dan ook van groot belang. Volgens de onderzoekers zijn de historische gegevens in veel gevallen echter ontoereikend om harde conclusies te trekken. (GS)
→ Research Provides Insights into Sun's Past, Future
6 december 2018
De activiteit van de zon is van invloed op zowel de omstandigheden in de ruimte (het ‘ruimteweer’) als het klimaat op aarde. Het activiteitsniveau van onze ster varieert echter, en die variaties laten zich niet gemakkelijk voorspellen. Twee wetenschappers van het Center of Excellence in Space Sciences India hebben nu een nieuwe verwachting opgesteld voor de komende 11-jarige zonnecyclus, waarvan veelal wordt aangenomen dat deze een geringe activiteit zal laten zien. De afgelopen decennia hebben opeenvolgende zonnecycli een duidelijk dalende trend laten zien in het aantal zonnevlekken op de zon. Als deze trend doorzet, zou het aantal zonnevlekken de komende decennia weleens minimaal kunnen zijn. De laatste keer dat gebeurde – tussen ruwweg 1645 en 1715 – ging dat gepaard met een mondiale afkoeling en (regionaal) zeer lange en koude winters. Deze periode staat bekend als het Maunder-minimum. Op basis van computermodellen die allerlei processen in het inwendige van de zon nabootsen, hebben wetenschappers Dibyendu Nandi en Prantika Bhowmiknu een nieuwe techniek ontwikkeld om de volgende zonnecyclus te voorspellen. Deze techniek blijkt de activiteitscyclus die de zon de afgelopen eeuw heeft vertoond goed te kunnen reproduceren. In hun vandaag in Nature Communications gepubliceerde artikel komen de beide wetenschappers tot de conclusie dat de komende cyclus niet uitzonderlijk zwak zal zijn: mogelijk wordt hij zelfs sterker dan de huidige cyclus. Dat zou betekenen dat de invloed van de zon op het aardse klimaat de komende elf jaar nauwelijks zal veranderen en een volgend Maunder-minimum nog wel even zal uitblijven. (EE)
8 november 2018
De Parker Solar Probe heeft zijn eerste scheervlucht langs de zon goed doorstaan. Op 5 november bereikte de NASA-ruimtesonde zijn kleinste afstand tot het zonsoppervlak: 24 miljoen kilometer. Nooit eerder heeft een aardse onze ster zo dicht genaderd. Tijdens de passage van de zon is de ruimtesonde blootgesteld aan intense hitte en zonnestraling. Maar die heeft hij goed doorstaan. Gisteravond (7 november) ontving de vluchtleiding het signaal waarmee de Solar Probe aangaf dat alles in orde is. Gedurende de scheervlucht was de ruimtesonde op zichzelf aangewezen. Terwijl hij met een recordsnelheid van 343.000 kilometer per uur langs de zon raasde, verschool hij zich achter zijn eigen zonneschild. Daarbij liep de temperatuur aan de zonzijde van het schild op tot ruim 400 graden Celsius. Dat is echter nog maar het begin. Bij komende passages zal de Solar Probe de zon nog dichter naderen en nog grotere snelheden bereiken. Daarbij zullen de temperaturen gedurende korte tijd kunnen oplopen tot bijna 1400 graden Celsius. Desondanks zal het in de schaduw van het hitteschild niet veel warmer worden dan een graad of 30. De gegevens die de Solar Probe tijdens zijn eerste ontmoeting met de zon heeft verzameld zullen overigens pas vanaf eind november worden doorgeseind naar de aarde. (EE)
→ Parker Solar Probe Reports Good Status After Close Solar Approach
30 oktober 2018
De Amerikaanse ruimtesonde Parker Solar Probe heeft vandaag het naderingsrecord van de zon verbroken. Tot nu toe was dat record in handen van de Duitse Helios 2, die de zon in 1976 naderde tot op 42,5 miljoen kilometer. Parker Solar Probe is op weg naar zijn eerste periheliumpassage - het punt in de baan waar de afstand tot de zon het kleinst is. De ruimtesonde, gelanceerd op 12 augustus 2018, bevindt zich inmiddels binnen de baan van Mercurius, en zal op 5 november in het perihelium aankomen.
Ook het snelheidsrecord van Helios 2 is vebroken (sinds gisteren): met een kwart miljoen kilometer per uur (bijna 70 kilometer per seconde) is het nu de snelst bewegende ruimtesonde ooit. In de komende acht jaar voert de langgerekte ellipsbaan van de zonnesonde nog 24 maal op kleine afstand langs de zon. Uiteindelijk zal Parker Solar Probe het zonsoppervlak naderen tot slechts 6,2 miljoen kilometer afstand. (GS)
→ Nieuwsbericht spaceweather.com
24 oktober 2018
Ongeveer 99 procent van de kolossale aantallen neutrino’s die de zon uitzendt ontstaat bij kernfusiereacties van de zogeheten proton-protoncyclus. Deze reactiecyclus zet waterstof om in helium. Een internationaal team van meer dan honderd wetenschappers is er voor het eerst in geslaagd om met één instrument – de op anderhalve kilometer diepte opgestelde Borexino-detector – het complete energiespectrum van deze ongrijpbare deeltjes vast te leggen (Nature, 24 oktober). De proton-protoncyclus bestaat uit een aantal opeenvolgende reactieketens waarbij kernen van waterstofatomen (protonen dus) stapsgewijs worden omgezet in heliumkernen. Bij elk van die reactieketens komen neutrino’s van bepaalde energieën vrij. Met Borexino zijn de energieën van een aantal van deze ketens nu nauwkeuriger dan ooit gemeten. Het onderzoek van de zonneneutrino’s geeft meer inzicht in wat zich in de kern van de zon afspeelt. Zo bewijst het energiespectrum van de neutrino’s dat het inderdaad de proton-protoncyclus is waarmee de zon het overgrote deel van haar energie produceert. Neutrino’s verlaten de zon met bijna de snelheid van het licht. Op die manier ‘verraden’ ze wat zich op dit moment in het diepe inwendige van de zon afspeelt. De energie die – in de vorm van gammastraling – in de kern van de zon wordt geproduceerd, doet er echter ruwweg 100.000 jaar over om aan de zon te ontsnappen. Het licht en de warmte die we nu van de zon ontvangen zijn dus 100.000 jaar geleden gegenereerd. Het onderzoek met de Borexino-detector laat zien dat er in de tussentijd niets of nauwelijks iets is veranderd aan de energieproductie van de zon. De hoeveelheid energie die ons in de vorm van licht en warmte bereikt is (binnen de meetnauwkeurigheid) gelijk aan de hoeveelheid energie die proton-protoncyclus momenteel opwekt. Als volgende stap hopen de wetenschappers ook de reactiecyclus te onderzoeken die verantwoordelijk is voor de resterende één procent van de zonneneutrino’s. (EE)
→ A first ‘snapshot’ of the complete spectrum of neutrinos emitted by the sun
5 oktober 2018
Net als de Voyager 1 enkele jaren geleden staat nu ook de ruimtesonde Voyager 2 op het punt om de interstellaire ruimte te bereiken. Voyager 2, die in 1977 werd gelanceerd voor een verkenning van de vier grote buitenplaneten van onze zonnestelsel, is inmiddels iets minder dan 18 miljard kilometer van de aarde verwijderd. Sinds 2007 doorkruist de ruimtesonde de buitenste laag van de heliosfeer – de enorme bubbel rond zon en planeten die wordt gedomineerd door materiaal van de zon en magnetische velden. Detectoren van de Voyager 2 laten de laatste maanden echter een toename zien in de intensiteit van de kosmische straling – deeltjes die van buitenaf ons zonnestelsel binnendringen. Dat is een teken dat de grens van de heliosfeer – de ‘heliopauze’ – in zicht is. Als de ruimtesonde inderdaad op het punt staat om de heliosfeer te verlaten, dan zal deze deeltjesstraling de komende tijd in hevigheid toenemen. De Voyager 1, die een flinke voorsprong heeft, registreerde in mei 2012 een soortgelijke toename van de kosmische straling. Enkele maanden later passeerde hij de heliopauze. Overigens is de zon de komende tijd veel minder actief dan zes jaar geleden. Het gevolg daarvan is dat de heliosfeer in omvang afneemt. En dat proces is medebepalend voor het moment dat de Voyager 2 de interstellaire ruimte bereikt. (EE)
→ NASA Voyager 2 Could Be Nearing Interstellar Space
28 september 2018
De activiteit van de zon is momenteel minimaal. Er zijn dit jaar nog nauwelijks zonnevlekken te zien geweest, en ook de intensiteit van de extreem-ultraviolette straling van de zon is sterk afgenomen. Nieuw onderzoek, gepubliceerd in de Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, laat zien dat dit gevolgen heeft voor de hoge aardatmosfeer: die lijkt af te stevenen op een recordlage temperatuur. Dat blijkt uit metingen met het SABER-instrument aan boord van de ruim 16 jaar oude NASA-satelliet TIMED. SABER meet de infraroodstraling van koolstofdioxide en stikstofoxide, twee verbindingen die een sleutelrol spelen in de energiebalans van de lucht op 100 tot 300 kilometer boven het aardoppervlak, het domein van de thermosfeer – de op een na hoogste laag van de aardatmosfeer. Tijdens elk zonneminimum koelt de thermosfeer af. Dat komt doordat zijn temperatuur wordt bepaald door de absorptie van ultraviolette straling van de zon. Zo laag als nu zijn de temperaturen echter niet vaak. Mogelijk wordt nog voor het einde van dit jaar het ‘kouderecord’ gebroken. Echt koud wordt het in de thermosfeer overigens nooit: de dagtemperatuur van dit ijle deel van de aardatmosfeer varieert ruwweg tussen de 1200 en 2000 graden. Aardbewoners merken daar niets van, maar satellieten wel. In ‘koude’ perioden is de thermosfeer dunner en ondervinden satellieten in lage aardbanen minder luchtwrijving, wat hun levensduur verlengt. (EE)
→ The Chill of Solar Minimum
19 september 2018
De op 12 augustus jl. gelanceerde Parker Solar Probe heeft zijn eerste praktijktests goed doorstaan. Alle vier de instrumenten van de ruimtesonde, die onze zon van heel dichtbij moet gaan onderzoeken, hebben hun eerste gegevens verzameld. Het meest in het oog springend zijn de testopnamen van de camera WISPR. Deze laten niet de zon zien, maar een stuk van de Melkweg. Ook de planeet Jupiter is op de beelden te zien. WISPR bestaat uit twee telescopen waarmee straks opnamen moeten worden gemaakt van de corona van de zon – het ijle buitenste deel van de zonsatmosfeer. De drie andere instrumenten hebben energierijke deeltjes gedetecteerd, het magnetische veld van de zonnewind gemeten enradiostraling van een zonnevlam opgevangen. Alles lijkt naar wens te functioneren, maar pas in november zal de Solar Probe écht op de proef worden gesteld. Dan zal hij de zon voor het eerst tot op relatief kleine afstand naderen. (EE)
→ Illuminating First Light Data from Parker Solar Probe
27 augustus 2018
Een krachtige uitbarsting op de zon komt nooit alleen. Zogeheten coronale massa-ejecties (CME's) - kolossale explosies waarbij wolken van elektrisch geladen deeltjes de ruimte in geblazen worden met snelheden tot wel 2000 kilometer per seconde - veroorzaken prachtig poollicht in de aardse dampkring, maar ook storingen in het radioverkeer, in satellietelektronica en in elektriciteitsnetwerken. Onderzoekers van het Planetary Science Institute hebben nu ontdekt dat er in het kielzog van CME's kleinere structuren in de zonnewind voorkomen, die eveneens ontregelende effecten kunnen hebben.
De ontdekking werd gedaan door de radiosignalen van de Amerikaanse planeetverkenner MESSENGER te bestuderen. Die draaide tussen 2011 en 2015 in een baan rond de kleine planeet Mercurius. Op momenten waarop Mercurius gezien vanaf de aarde schuin achter de zon stond, bewogen de radiosignalen van de ruimtesonde soms door een CME heen. Analyse van het op aarde ontvangen signaal (opgevangen door de Green Bank Telescope in West-Virginia) leidde tot de ontdekking van de secundaire structuren in het kielzog van grote CME's. Het gaat daarbij om krachtige elektrische stromen en elektrisch geladen deeltjes die versneld worden tot ca. 750 kilometer per seconde.
Wat zich achter een CME afspeelt, kon nooit eerder goed worden onderzocht. De nieuwe informatie over de grootschalige driedimensionale structuur van CME's is van belang voor een beter inzicht in hun mogelijke effecten op aarde. De nieuwe resultaten zijn vandaag gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Discovering Trailing Components of a Coronal Mass Ejection
27 augustus 2018
Wetenschappers zijn erin geslaagd de vorm van de corona van de zon nauwkeurig te voorspellen op basis van waarnemingen van NASA's ruimtesonde Solar Dynamics Observer (SDO). De corona is de ijle en extreem hete 'dampkring' van de zon, die met het blote oog alleen goed te zien is tijdens een totale zonsverduistering. De precieze vorm, met uitbarstingen en magnetische lussen, wordt bepaald door allerlei verschijnselen aan het zonsoppervlak.
Onderzoekers van het Amerikaanse instituut Predicitve Science gebruikten metingen van SDO, verricht in de voorafgaande maand, om met behulp van een complex rekenmodel te voorspellen hoe de corona eruit zou zien tijdens de totale zonsverduistering van 21 augustus 2017. Vergelijking met de feitelijke waarnemingen laat zien dat het model er zeer goed in slaagt om de precieze structuur van de corona te voorspellen. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Astronomy.
Het voorspellen van de 3D-structuur van de corona is van belang om beter voorbereid te zijn op de mogelijke gevolgen die zonsuitbarstingen kunnen hebben op het aardse radioverkeer, op satellietelektronica en op kwetsbare elektriciteitsnetwerken. Het lijkt erop dat het succes van het gehanteerde model momenteel voornamelijk bepaald wordt door de kwaliteit van de beschikbare waarnemingen. Metingen van de Amerikaanse Parker Solar Probe en de Europese Solar Orbiter zullen daar de komende jaren verbetering in brengen. (GS)
→ How Scientists Predicted Corona’s Appearance During Aug. 21, 2017, Total Solar Eclipse
12 augustus 2018
NASA heeft vanmorgen om 09.31 uur Nederlandse tijd de Parker Solar Probe met succes gelanceerd, met behulp van een Delta 4-Heavy raket vanaf het Kennedy Space Center in Florida. De ruimtesonde zal in de komende jaren onderzoek doen aan de corona van de zon (de extreem ijle en hete 'atmosfeer'), aan de zonnewind (de stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon de ruimte in wordt geblazen), en aan uitbarstingen op de zon zoals zonnevlammen en zogeheten coronal mass ejections.
Parker Solar Probe is genoemd naar de inmiddels 91-jarige zonnefysicus Eugene Parker, die in 1958 het bestaan van de zonnewind voorspelde. In de komende 8 jaar beschrijft de ruimtesonde in totaal 24 elliptische baantjes rond de zon, op steeds kleinere afstanden. In december 2024 bedraagt de minimale afstand tot de zon nog slechts 6,2 miljoen kilometer (ruim vier maal de middellijn van de zon). De ruimtesonde zal dan een topsnelheid van ca. 200 kilometer per seconde bereiken - de hoogste snelheid ooit door een ruimtevaartuig behaald.
Tijdens die extreem dichte naderingen loopt de temperatuur van het speciaal ontworpen hitteschild op tot ca. 1350 graden. Wanneer in de toekomst de brandstof voor de stuurraketjes opraakt en de stand van de ruimtesonde niet langer geregeld kan worden, zal het toestel zelf onder invloed van de hitte langzaam maar zeker vergaan, terwijl het hitteschild zijn baantjes om de zon zal blijven trekken.
De Europese ruimtevaartorganisatie ESA lanceert overigens binnenkort een eigen zonnesonde, de Solar Orbiter. Beide ruimtesondes zullen hopelijk meer inzicht verschaffen in de fysica van de zon en indirect in de wisselwerking van de zonnewind met het magnetisch veld van de aarde. (GS)
→ Parker Solar Probe
30 juli 2018
Twee zeer krachtige zonnevlammen hebben in september 2017 het (langgolvige) radioverkeer op aarde gedurende vele uren onmogelijk gemaakt. Zowel op 6 september als op 10 september 2017 was er sprake van een grootschalige 'blackout' in het radioverkeer.
De zonnevlammen kwamen op een zeer ongelukkig moment. Precies rond die tijd werd het Caribisch gebied geteisterd door drie tropische orkanen: Katia, Irma en Jose. Als gevolg van de radio-blackout was de communicatie tussen de bewoners van o.a. de Maagdeneilanden, de Bahama's en Cuba en internationale hulpdiensten ernstig ontregeld en gedurende lange tijd zelfs geheel onmogelijk.
De zonnevlammen van september 2017 worden uitgebreid beschreven in een reeks vakpublicaties in de nieuwste editie van het tijdschrift Space Weather. Het ging om de grootste zonsuitbarstingen sinds 2005, en om de best bestudeerde zonnevlammen ooit, waargenomen door tal van satellieten en ruimtesondes.
Overigens worden tropische orkanen niet veroorzaakt door zonnevlammen; het was puur toeval dat de twee uitbarstingen op het oppervlak van de zon plaatsvonden in een periode dat er drie krachtige tropische orkanen actief waren. (GS)
→ Solar Flares Disrupted Communications During Hurricane Relief Effort
30 juli 2018
Omdat de zon naar schatting 50 miljoen jaar ouder is dan de aarde en de overige rotsachtige planeten van ons zonnestelsel, is het moeilijk om tastbare informatie te verkrijgen over de prille jeugd van onze ster. Nieuw onderzoek van blauwe kristallen in meteorieten heeft daar nu verandering in gebracht. De resultaten ondersteunen het vermoeden dat de jonge zon een wildebras was (Nature Astronomy, 30 juli). Bij het onderzoek is gekeken naar microscopisch kleine kristallen van hiboniet, een mineraal dat in veel meteorieten wordt aangetroffen. Deze kristallen zijn meer dan 4,5 miljard jaar geleden ontstaan en blijken helium en neon te bevatten. De aanwezigheid van deze edelgassen wijst erop dat de zon destijds heel actief moet zijn geweest. De bron van deze gassen wordt namelijk gezocht bij de calcium- en aluminiumatomen in de kristallen. Wanneer deze atomen met energierijke protonen worden bestookt, vallen ze uiteen in neon en helium. Ten tijde van de vorming van de kristallen moet de zon dus forse hoeveelheden van deze deeltjes hebben rondgestrooid – een teken dat de jonge ster grote uitbarstingen vertoonde. Wetenschappers hebben al eerder geprobeerd om bewijzen van zonneactiviteit op te sporen in meteorieten. Dat mislukte tot nu toe altijd. Dat het nu wél is gelukt, schrijven de ontdekkers toe aan grote gevoeligheid van de de geavanceerde massaspectrometer waarmee het nieuwe onderzoek is gedaan. (EE)
→ Blue crystals in meteorites show that our sun went through the 'terrible twos'
31 mei 2018
Met behulp van de Amerikaanse MMS-kunstmaan (Magnetospheric Multiscale Mission) is in detail vastgelegd hoe de zonnewind wordt afgeremd door de boeggolf van de aardse magnetosfeer. De resultaten van het onderzoek zijn vandaag gepubliceerd in Physical Review Letters.
De zonnewind is een continue stroom van elektrisch geladen deeltjes van de zon, die met hoge snelheid door het zonnestelsel bewegen. Al langer is bekend dat een groot deel van de bewegingsenergie van de zonnewinddeeltjes ter hoogte van de boeggolf van de magnetosfeer van de aarde wordt omgezet in warmte. De magnetosfeer is de magnetische invloedssfeer van onze planeet; doordat die beweegt ten opzichte van de zonnewind ontstaat er een boeggolf, vergelijkbaar met de boeggolf van een schip dat door het water beweegt.
De MMS-kunstmaan is in staat om elke 30 milliseconden metingen te verrichten aan de eigenschappen van elektrisch geladen deeltjes, waardoor dit proces in detail bestudeerd kon worden. Het blijkt dat elektronen in de zonnewind door de boeggolf tijdelijk zo sterk worden versneld dat er geen sprake meer is van een samenhangende stroom. Als gevolg daarvan verliezen de elektronen vervolgens een groot deel van hun bewegingsenergie; die wordt omgezet in warmte.
De nieuwe resultaten zijn van belang voor een beter begrip van de wisselwerking tussen zon en aarde. (GS)
→ UMD-led Study Shows How Earth Slows the Solar Wind to a Gentle Breeze
24 mei 2018
Radiowaarnemingen aan een krachtige zonnevlam op 10 september 2017 hebben nieuwe inzichten opgeleverd in de wijze waarop bij deze uitbarstingen energie vrijkomt. De metingen zijn verricht met de Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA), een netwerk van 13 radioschotels in Californië. De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd tijdens de Triennial Earth-Sun Summit.
De zonnevlam van 10 september vond (gezien vanaf de aarde) plaats aan de rand van de zon, waardoor het goed mogelijk was om het verschijnsel op allerlei golflengten tegelijkertijd te bestuderen. De EOVSA-array is als enige in staat om binnen één seconde het radiospectrum van een zonnevlam vast te leggen. Door dat continu te doen, is het mogelijk om de ontwikkeling van de explosie in detail te bestuderen.
Een van de opvallende nieuwe resultaten van de metingen is dat energierijke deeltjes die aan het oppervlak van de zon vrijkomen zich in zeer korte tijd over een groot gebied weten te verspreiden. Dat vormt mogelijk een verklaring voor het ontstaan van CME's (coronal mass ejections) - grote wolken van geladen deeltjes die in de nasleep van krachtige zonnevlammen vaak de interplanetaire ruimte in geblazen worden. (GS)
→ Expanded Owens Valley Solar Array Reveals New Insights into Solar Flares' Explosive Energy Releases
7 mei 2018
Een internationaal team van astronomen, onder wie Albert Zijlstra van de universiteit van Manchester, voorspelt dat onze zon tegen het eind van haar bestaan een wolk van lichtgevend gas zal uitstoten: een zogeheten planetaire nevel. Dat gaat gebeuren wanneer de voorraad waterstofgas in de kern van de zon over ongeveer vijf miljard jaar opraakt en onze ster opzwelt tot een ‘rode reus’ (Nature Astronomy, 7 mei). Tot nu toe was onzeker of onze zon – net als 90 procent van alle sterren – zo’n planetaire nevel zal produceren. Daarvoor leek onze ster eigenlijk wat te weinig massa te hebben. Maar een nieuw model voor de evolutie van sterren dat de astronomen hebben ontwikkeld geeft aan dat het waarschijnlijk net wél gaat gebeuren. De planetaire nevel van onze zon zal overigens niet erg helder zijn. Planetaire nevels bestaan uit de buitenlagen die een opgezwollen ster aan het einde van zijn bestaan wegblaast. Zo’n nevel kan tot wel de helft van de oorspronkelijke massa van de ster bevatten. Wat resteert is een ‘witte dwerg’ – een klein, langzaam afkoelend sterretje. (EE)
→ What will happen when our sun dies?
7 mei 2018
Een team van wetenschappers, onder leiding van het Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (MPS) en de Universiteit van Göttingen, heeft nieuwe wervelvormige golven op de zon ontdekt. Deze zogeheten Rossby-golven verplaatsen zich tegen de rotatierichting in, houden maandenlang stand en zijn – anders dan in de atmosferen van planeten – op hun hevigst aan de evenaar (Nature Astronomy, 7 mei). Wetenschappers speculeerden al veertig jaar over het bestaan van zulke golven op de zon, die in elk draaiend systeem zouden moeten optreden. Maar tot nu toe lukte het niet goed om ze ook daadwerkelijk waar te nemen. De solaire Rossby-golven zijn nauw verwant aan de gelijknamige golven die in de atmosfeer en de oceanen van de aarde optreden. Op bijna elke weerkaart van het noordelijk halfrond spelen Rossby-golven een belangrijke rol. Ze verschijnen als kronkelingen in de straalstroom die de koude polaire lucht in het noorden scheidt van de warmere subtropische lucht meer naar het zuiden. Het ontstaan van deze golven is een gevolg van het corioliseffect. De Rossby-golven op de zon zijn veel moeilijker herkenbaar, omdat ze zeer traag zijn en heel kleine amplitudes hebben. Om ze te kunnen opsporen, moet de zon gedurende vele jaren nauwkeurig worden waargenomen. In dit geval hebben de zonnewetenschappers gebruik gemaakt van gegevens die sinds 2010 zijn verzameld met een instrument van de Solar Dynamics Observatory – een NASA-satelliet. Bij dit onderzoek is gekeken naar de manier waarop granulen – ongeveer 1500 kilometer grote convectiecellen – zich over het oppervlak van de zon verplaatsen. Dat geeft informatie over de veel omvangrijkere, dieper gelegen wervelingen die gepaard gaan met de Rossby-golven. Daarnaast hebben de onderzoekers helioseismologische methoden gebruikt om de ontdekking te bevestigen en de Rossby-golven tot op een diepte van 20.000 kilometer te kunnen onderzoeken. (EE)
→ Giant swirls on the Sun
7 mei 2018
Het zonnestelsel heeft in zijn beginjaren mogelijk flink te lijden gehad van een nabije supernova-explosie. Tot deze conclusie komt een Nederlands/Hongaars team op basis van gedetailleerde computerberekeningen. Het supernova-scenario verklaart onder andere waardoor het baanvlak van de planeten gekanteld is ten opzichte van de evenaar van de zon en waarom het zonnestelsel aan de buitenkant abrupt ophoudt. Het zonnestelsel kent verscheidene lastig te verklaren eigenaardigheden. Zo maakt het gemiddelde baanvlak van de planeten een hoek van 5,6 graden ten opzichte van de evenaar van de zon. Daarnaast houdt ons zonnestelsel al op bij 45 keer de afstand aarde-zon, terwijl er net daarbinnen een rijke ring van ruimtepuin is, de Kuipergordel. Bij veel andere sterren strekken dergelijke puinschijven zich doorgaans uit tot wel 400 keer de afstand aarde-zon. Onderzoekers van de Universiteit Leiden en van de Hongaarse Academie van wetenschappen beargumenteren dat deze eigenaardigheden het gevolg zijn van een supernova-explosie dicht in de buurt van het jonge zonnestelsel. Onze zon bevond zich toen waarschijnlijk in een sterrenhoop van enkele duizenden sterren, waarvan er een als supernova ontploft kan zijn.De onderzoekers hebben met in Leiden ontwikkelde simulatiesoftware berekend op welke afstand en in welke richting de supernova zich bevond. Ze komen uit bij een afstand van 0,5 tot 1,3 lichtjaar en een hoek van 35 tot 60 graden ten opzichte van de protoplanetaire stofschijf rond de zon. Het afkappen en kantelen van de stofschijf om de zon werd volgens de onderzoekers niet veroorzaakt door de supernova zelf, maar door de nucleaire schokgolf van de gloeiendhete buitenlagen van de ontploffende ster die het zonnestelsel ramde. Er zat ongeveer dertig jaar tussen het ontploffen van de ster en het moment dat de nucleaire schokgolf het zonnestelsel bereikte. De aarde was toen nog niet gevormd, maar mogelijk zijn de sporen van de supernovaschokgolf nog wel zichtbaar in de chemische en isotopische samenstelling van de oudste gesteenten in het zonnestelsel.
→ Volledig persbericht
6 april 2018
Ondanks hun uiterlijke verschijning roteren zogeheten zonnetornado’s niet, zo blijkt uit onderzoek door een team van Europese wetenschappers. Een nieuwe analyse van deze structuren, die aanzienlijk groter zijn dan de aarde, wijst erop dat ze hun verkeerde benaming te wijten hebben aan het feit dat ze tot nu toe alleen zijn onderzocht aan de hand van 2-dimensionale (‘platte’) beelden. Zonnetornado’s worden al sinds het begin van de 20ste eeuw waargenomen, maar danken hun bekendheid vooral aan filmbeelden die met de NASA-satelliet Solar Dynamics Observatory zijn gemaakt. Op deze ultravioletbeelden doen de structuren sterk denken aan de windhozen zoals we die op aarde kennen. Met behulp van het dopplereffect hebben de wetenschappers nu gemeten welke snelheden de hete gassen in de zonnetornado’s hebben en in welke richting ze bewegen. Uit die metingen blijkt dat de tornado-achtige vorm op een projectie-effect berust. Dit effect is vergelijkbaar met het condensspoor van een straalvliegtuig aan de hemel. Hoewel zo’n vliegtuig doorgaans op gelijke hoogte blijft vliegen, zien we dat spoor boven ons hoofd breed beginnen en naar de horizon toe steeds smaller worden, totdat het ‘verdwijnt’. Waar aardse tornado’s uit snel bewegende lucht bestaan en heel mobiel zijn, bestaan zonnetornado’s uit plasma – heet gas bestaande uit geladen deeltjes – dat door magnetische velden in bedwang wordt gehouden. De zonnetornado’s zitten hierdoor als het ware verankerd aan het zonsoppervlak. (EE)
→ Giant solar tornadoes put researchers in a spin
6 februari 2018
Met de Japanse Hinode-satelliet is in februari 2014 het krachtigste magneetveld ooit gemeten aan het oppervlak van de zon. Dat nieuwe resultaat is onlangs gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Hinode mat een magnetische veldsterkte van 6250 gauss (0,625 tesla) - ongeveer twee keer zo sterk als de gemiddelde veldsterkte aan het zonsoppervlak. Ter vergelijking: de magnetische veldsterkte van de aarde ligt tussen de 0,25 en 0,65 gauss (25 en 65 microtesla).
Magnetische velden zijn vaak het krachtigst in de centrale, donkerste delen van zonnevlekken - de zogeheten umbra's. In dit geval werd het recordveld echter gemeten tussen twee naburige zonnevlekken in, in het minder donkere buitendeel (de penumbra). De onderzoekers concluderen dat de hoge veldsterkte ontstaat doordat de twee zonnevlekken als het ware met elkaar 'botsen': het radiaal naar buiten bewegende gas van de ene zonnevlek ontmoet het gas van de andere. (GS)
→ HINODE Captures Record Breaking Solar Magnetic Field
5 februari 2018
Mocht de zonneactiviteit de komende decennia langdurig laag blijven, dan heeft dat weinig invloed op de opwarming van de aarde. Tot die conclusie komen Amerikaanse wetenschappers op basis van gegevens die de International Ultraviolet Explorer heeft verzameld van sterren die veel op de zon lijken. Volgens sommige wetenschappers is de geringe activiteit van de zon van de afgelopen jaren een voorbode van een langdurige zonneminimum, vergelijkbaar met het zogeheten Maunder-minimum van halverwege de zeventiende eeuw. Tijdens zo’n minimum neemt de magnetische activiteit van de zon af, ontstaan er weinig zonnevlekken en komt minder ultraviolette straling op aarde aan. Het Maunder-minimum wordt in verband gebracht met het relatief koude weer waar Europa 400 jaar geleden mee te maken had. De vraag is echter in hoeverre dat aan de inactiviteit van de zon lag. Een team van wetenschappers, onder leiding van Dan Lubin van de universiteit van Calfornië in San Diego, heeft nu een schatting maakt wat de gevolgen van een nieuw Maunder-minimum zouden zijn. Ze komen uit op een afname in de uv-straling van de zon van maximaal zeven procent. De afname in zonne-energie zou op aarde een keten van gebeurtenissen in gang zetten, die begint met het dunner worden van de ozonlaag. Dat zou gevolgen hebben voor de temperatuuropbouw van de stratosfeer, die vervolgens weer tot veranderingen in de dynamica van de troposfeer leiden. Die laatste resulteren weer in veranderingen in wind- en weerpatronen, die overigens lang niet overal verkoeling geven. Toen het tijdens het vorige Maunder-minimum zo koud was in Europa, was het in Alaska en het zuiden van Groenland juist warm. Mondiaal gezien zou een nieuw Maunder-minimum maar van heel beperkte invloed zijn op de huidige opwarming van de aarde. Aan het begin ervan daalt de gemiddelde luchttemperatuur misschien met enkele tienden van een graad, maar tegen het eind ervan is het afkoelende effect zo goed als verdwenen. Een langdurig zonneminimum kan de opwarming van de aarde dus wel een beetje afremmen, maar niet doen stoppen. (EE)
→ Reduced Energy from the Sun Might Occur by Mid-Century. Now Scientists Know by How Much.
20 december 2017
Volgens wetenschappers van het Lebedev Physical Institute in Moskou heeft de huidige activiteitscyclus van de zon al zo’n beetje zijn minimum bereikt. Als dat inderdaad zo is, is dat ruim anderhalf jaar eerder dan verwacht. Staat een nieuw ‘Dalton-minimum’ voor de deur? De activiteit van de zon is sinds september sterk afgenomen. In oktober en november werden zonnevlekgetallen (een belangrijke maat voor de zonneactiviteit) van respectievelijk 13 en 5,7 gemeld. Deze waarden blijven duidelijk achter bij de verwachtingen voor de huidige cyclus, die boven de 20 lagen. De waarde van november was de laagste sinds augustus 2009. De plotselinge afname van het aantal zonnevlekken kan erop wijzen dat het volgende zonneminimum op het punt van beginnen staat. In dat geval heeft de huidige cyclus, die in december 2008 is begonnen, maar krap tien jaar geduurd. De gemiddelde duur is elf jaar. Het is vaker voorgekomen dat de perioden tussen opeenvolgende zonneminima korter duurden dan elf jaar – zelfs cycli van slechts negen jaar kwamen voor. Voor het laatst gebeurde dat tussen 1790 en 1830. Die periode van langdurig geringe zonneactiviteit, die (al dan niet toevallig) gepaard ging met lagere temperaturen op aarde, wordt wel het Dalton-minimum genoemd. (EE)
→ Solar activity cycle falls to the bottom 1.5 years earlier than expected
2 oktober 2017
De Amerikaanse zonnefysicus Delores Knipp heeft in het tijdschrift Space Weather een onderzoek gepubliceerd naar de zonnewaarnemingen van de Japanse amateurastronome Hisako Koyama (1916-1997). Koyama geniet in kringen van amateurastronomen wel enige bekendheid, maar haar waardevolle tekeningen van zonnevlekken waren tot nu toe bij westerse beroepssterrenkundigen nauwelijks bekend. In haar artikel noemt Knipp Koyama de 'hidden figure' van het zonneonderzoek, verwijzend naar het verfilmde boek Hidden Figures over de onderbelichte rol van vrouwen in de geschiedenis van het Amerikaanse ruimtevaartprogramma. Koyama maakte in een periode van ruim 40 jaar meer dan tienduizend tekeningen van zonnevlekken. Haar waarnemingen, die inmiddels allemaal gedigitaliseerd zijn, zijn minstens zo waardevol als de zonnewaarnemingen van grote namen als Galileo Galilei, Pierre Gassendi, Heinrich Schwabe en Rudolf Wolf. (GS)
→ New Study Highlights 'Hidden Figure' of Sun-Watchers
6 september 2017
Afgelopen woensdag (6 september) heeft de zon een zeer krachtige zonnevlam geproduceerd. De uitbarsting was de krachtigste in meer dan tien jaar. De röntgen- en ultraviolette straling van de zonnevlam ioniseerde de hogere regionen van de aardatmosfeer, waardoor het radioverkeer op de korte golf boven Europa en Afrika gedurende enkele uren werd verstoord. Beelden van de Europese SOHO-satelliet laten zien dat de explosie op het zonneoppervlak gepaard ging met een zogeheten coronale massa-ejectie: de uitstoot van een grote wolk plasma uit het buitenste deel van de zonneatmosfeer. De geladen deeltjes komen min of meer onze kant op en zullen onze planeet morgen bereiken. Op de lijst van krachtige zonnevlammen die sinds 1976 wordt bijgehouden, neemt de recente uitbarsting de 14de plek in. Maar vergeleken met de historische ‘zonnestorm’ van 1859 of de ‘Halloween-uitbarsting’ van 2003 is het een betrekkelijk onschadelijk verschijnsel. De locatie van de zonnevlam viel samen met een magnetisch actief gebied op het zonneoppervlak, waar de afgelopen week ook een opvallend grote zonnevlek tot ontwikkeling is gekomen. (EE)
→ Major X-Class Solar Flare
15 augustus 2017
Een kolossale uitbarsting op de zon die plaatsvond op 19 oktober 2014 is door tien ruimtesondes op verschillende plaatsen in het zonnestelsel gedetecteerd. Uit de metingen kunnen astronomen veel informatie afleiden over de eigenschappen en de evolutie van zo'n 'coronale massa-ejectie' (CME). De resultaten van de uitgebreide analyse van alle metingen zijn deze week gepubliceerd in Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Een CME is een krachtige explosie van elektrisch geladen deeltjes die vanuit de ijle dampkring van de zon (de corona) het zonnestelsel in wordt geblazen. De uitbarsting van 19 oktober 2014 was al gezien op foto's van de zonnesatellieten Proba 2, SOHO en Solar Dynamics Observer. In de loop van de daarop volgende dagen werden de langsrazende geladen deeltjes geregistreerd door achtereenvolgens de Amerikaanse ruimtesonde Stereo-A, de Europese Venus Express, de Marssondes Mars Express, MAVEN en Mars Odyssey en het Marswagentje Curiosity, de komeetverkenner Rosetta, en de ruimtesondes Cassini (in een baan rond Saturnus), New Horizons (op weg naar Pluto) en Voyager 2 (aan de buitenrand van het zonnestelsel).
Uit de metingen is nieuwe informatie afgeleid over de evolutie van het magnetisch veld dat door de zonnestorm werd meegevoerd. Ook kon de snelheidsafname van de uitbarsting in kaart worden gebracht: van ca. 1000 kilometer per seconde dicht bij de zon tot 650 km/s bij Mars (na 3 dagen) en 550 km/s bij Rosetta (in een baan rond komeet 67/P) na 5 dagen. De metingen hebben bovendien uitgewezen dat de langsrazende deeltjeswolk gedurende enkele dagen een forse afname veroorzaakte in de hoeveelheid kosmische straling die door de verschillende ruimtesondes werd gemeten: de zonnestorm werkt als een buffer tegen deze continue stroom van geladen deeltjes uit het verre heelal. (GS)
→ Tracking a solar eruption through the Solar System
3 augustus 2017
De samenstelling van de corona – het extreem hete, buitenste deel van de zonneatmosfeer – en de 11-jarige magnetische cyclus van de zon gaan hand in hand. Dat blijkt uit onderzoek door Britse en Amerikaanse astronomen die daarover vandaag in Nature Communications berichten. In de loop van haar 11-jarige cyclus stijgt de magnetische activiteit van de zon van een relatief rustig minimum naar een soms zeer onstuimig maximum. De nieuwe onderzoeksresultaten, gebaseerd op gegevens die tussen 2010 en 2014 zijn verzameld met de zonnesatelliet SDO, laten zien dat deze toename gepaard gaat met een toename van bepaalde elementen, zoals ijzer, in de ijle corona. Bekend was al dat een nog onbekend mechanisme ervoor zorgt dat bepaalde elementen, waaronder ijzer, gemakkelijker in de corona belanden dan andere. De onderzoekers denken nu dat er een verband bestaat tussen dit mechanisme en het energietransport in de zonneatmosfeer. (EE)
→ New clue to solving the mystery of the sun's hot atmosphere
1 augustus 2017
De kern van de zon roteert ongeveer vier keer zo snel als het 'oppervlak'. De rotatieperiode aan de buitenzijde van de zon bedraagt ongeveer vier weken; de kern voltooit daarentegen één rotatie per week. Dat de kern van de zon sneller roteert dan de buitenzijde was eerder wel gesuggereerd, maar nooit met zekerheid aangetoond. Het verrassende resultaat is gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics.
De rotatie van de kern van de zon veroorzaakt zogeheten 'zwaartegolven' in het zonnegas. Zwaartegolven (niet te verwarren met zwaartekrachtgolven!) zijn 'klotsende' bewegingen van een gas of een vloeistof. De zwaartegolven in het zonsinwendige hebben op hun beurt invloed op de reistijd van akoestische golven ('geluidsgolven' - zich voortbewegende drukverschillen) door de zon.
Uit metingen aan kleine, periodieke trillingen en bevingen van het zonsoppervlak, verricht door de Amerikaans-Europese zonnesatelliet SOHO, konden onderzoekers afleiden hoe lang akoestische golven erover doen om zich door het inwendige van de zon te verplaatsen - van het oppervlak naar de kern en weer terug. De techniek die daarbij wordt toegepast (helioseismologie) is analoog aan de manier waarop geologen informatie over het binnenste van de aarde afleiden uit de voortplantingssnelheden van seismische drukgolven.
Omdat de reistijd van de akoestische golven in de zon wordt beïnvloed door de zwaartegolven in de kern, bieden de metingen ook informatie over die zwaartegolven, en daarmee over de rotatieduur van de zonnekern.
De onderzoekers, onder leiding van Roger Ulrich van de Universiteit van Californië in Los Angeles, vermoeden dat de snelle rotatie van de zonnekern een overblijfsel is uit de ontstaansperiode van de zon, ca. 4,6 miljard jaar geleden. Kort na het ontstaan draaide de zon in zijn geheel in hoog tempo rond; de buitenlagen zijn in de loop van de tijd afgeremd, onder andere door de zogeheten zonnewind - een stroom van elektrisch geladen deeltjes die vanaf het zonsoppervlak de ruimte in wordt geblazen. (GS)
→ Astronomers find that the sun’s core rotates four times faster than its surface
4 juli 2017
De activiteit van de zon was de laatste jaren extreem gering. Die activiteit uit zich in het aantal donkere vlekken en heldere vlammen aan het oppervlak van de zon. De zonneactiviteit vertoont een cyclus met een periode van ca. 11 jaar, maar het laatste minimum duurde veel langer dan normaal, en regelmatig waren er lange periodes waarin de zon geen enkele vlek of vlam vertoonde. Een bevredigende verklaring voor die geringe activiteit is er niet.
Wetenschappers van de Universiteit van Birmingham hebben nu wel ontdekt dat er sprake is van subtiele veranderingen in het binnenste van de zon. Dat blijkt uit onderzoek aan geluidsgolven aan het zonsoppervlak - drukverschillen in het zonnegas die zich door het inwendige voortplanten. Onderzoek aan die golven (helioseismologie) levert informatie op over de inwendige structuur.
Met het Birmingham Solar Oscillations Network (BiSON, een netwerk van relatief kleine zonnetelescopen) worden die geluidsgolven al sinds 1985 bestudeerd. Uit de nieuwste metingen blijkt dat de laag onder het zonsoppervlak waarin de meeste magnetische activiteit voorkomt de laatste jaren dunner is dan normaal. Ook is ontdekt dat de rotatie van de zon op een breedtegraad van ca. 60 graden iets is vertraagd ten opzichte van de 'normale' waarde (de zon roteert niet als vast lichaam, maar heeft op elke breedtegraad een iets andere rotatiesnelheid).
Hoe het afwijkend gedrag van de zon precies gerelateerd is aan de geringere activiteit van de laatste jaren is overigens nog niet duidelijk. De nieuwe resultaten worden op 4 juli gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Hull en zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)
→ Musical Sun Reduces Range of Magnetic Activity
22 juni 2017
Op elk moment van de dag ontspringen er miljoenen jets van heet plasma op het oppervlak van de zon. Deze zogeheten spicules bereiken snelheiden van 100 kilometer per seconde en lengten tot 10.000 kilometer. Nieuwe computersimulaties laten zien hoe deze ‘zonnesprieten’ ontstaan (Science, 22 juni). Het waarnemen van spicules is een lastige zaak. Elke spriet zakt maximaal tien minuten na zijn ontstaan weer ineen. Hierdoor valt het niet mee om nieuwe (computer)modellen aan de werkelijkheid te toetsen. Tot nu toe werd er bij het opstellen van zulke modellen ervan uitgegaan dat het onderste deel van de zonneatmosfeer uit ‘plasma’ bestaat – een heet gas van elektrisch geladen deeltjes. Maar deze eenvoudige modellen konden het optreden van spicules niet reproduceren. Bij het nieuwe model is neutraal gas aan het plasma toegevoegd. Dat is verdedigbaar, omdat het deel van de zonneatmosfeer waarin de spicules optreden betrekkelijk koel is. Deze toevoeging van de neutrale gasdeeltjes maakt het rekenwerk wel een stuk ingewikkelder. Maar na een jaar rekenen was de Pleiades-supercomputer van NASA eruit: de aanwezigheid van het neutrale gas helpt het plasma erbij om zich los te maken van het zonsoppervlak. Omdat de neutrale deeltjes ongevoelig zijn voor magnetische velden, geven zij het uit de diepte opborrelende plasma, dat anders door de magnetische velden aan het zonsoppervlak gebonden zou blijven, als het ware meer drijfvermogen. Het nieuwe model blijkt waarnemingen van spicules, zoals die zijn gedaan met de NASA-satelliet IRIS en de Swedish Solar Telescope op het Canarische eiland La Palma goed te kunnen reproduceren. En dat niet alleen: het laat ook zien dat bij het ‘losschieten’ van het plasma, dat de spicules veroorzaakt, zogeheten Alfvén-golven doet ontstaan. Van deze krachtige magnetische golven wordt vermoed dat zij een sleutelrol spelen bij de extreme opwarming van de hogere delen van de zonneatmosfeer en het ontstaan van de ‘zonnewind’. (EE)
→ Scientists Uncover Origins of the Sun’s Swirling Spicules
31 mei 2017
De Amerikaanse ruimtesonde die volgend jaar zomer richting zon wordt gestuurd, heet voortaan de Parker Solar Probe. Dat heeft NASA vandaag bekendgemaakt. Tot nu toe heette de sonde ‘Solar Probe Plus’. De nieuwe naam is een eerbetoon aan astrofysicus Gene Parker, die zestig jaar geleden het bestaan van de zogeheten zonnewind – de stroom energierijke geladen deeltjes die de zon voortdurend uitstoot – heeft voorspeld. Het is voor het eerst dat NASA een ruimtetoestel naar een nog in leven zijnde wetenschapper vernoemt. De lancering van de Parker Solar Probe staat gepland voor de zomer van 2018. Zes jaar later zal de ruimtesonde, na een zevental scheervluchten langs de planeet Venus, het zonneoppervlak tot op 6 miljoen kilometer naderen. Hij doorkruist daarbij de ijle uitlopers van de buitenste atmosfeer van de zon – de corona. (EE)
→ NASA Renames Solar Probe Mission to Honor Pioneering Physicist Eugene Parker
4 mei 2017
Vanavond (5 mei) om 20.25 uur Nederlandse tijd wordt vanaf de lanceerbasis in White Sands (New Mexico, VS) een NASA-sondeerraket gelanceerd. Aan boord is het Rapid Acquisition Imaging Spectrograph Experiment (RAISE), een instrument dat op ultraviolette golflengten waarnemingen zal doen van een actief gebied op de zon. Op die manier hopen wetenschappers meer te weten te komen over de precieze oorzaak van zonneuitbarstingen. Tijdens de korte vlucht, die maar vijf minuten waarnemingstijd toelaat, wordt samengewerkt met drie rond de aarde draaiende satellieten voor zonneonderzoek, om hetzelfde gebied ook op andere golflengten te kunnen bestuderen. Het is de derde vlucht van RAISE. Tijdens de vorige vlucht, in november 2014, maakte het instrument in vijf minuten tijd 1500 opnamen van de zon. (EE)
→ SwRI spectrograph to help answer some of the mysteries of the Sun
26 april 2017
Grote en kleine uitbarstingen op de zon worden mogelijk veroorzaakt door een hetzelfde proces. Tot die conclusie komt een team van Britse en Amerikaanse wetenschappers op basis van computersimulaties. Tot nu toe werd er eigenlijk van uitgegaan dat coronale jets – relatief kleine uitbarstingen van plasma (heet gas) – en de veel omvangrijkere coronale massa-ejecties (CME’s), waarbij enorme hoeveelheden plasma de ruimte in worden geblazen, verschillende oorzaken hebben (Nature, 27 april). Bekend was al dat bij beide soorten uitbarstingen kronkelende filamenten van dicht plasma onderin de zonneatmosfeer betrokken zijn. Maar waarom dat de ene keer op een kleine en de andere keer op een grote uitbarsting uitdraait, was onduidelijk. De wetenschappers hebben ontdekt dat de filamenten in de jets tot uitbarsting komen wanneer de magnetische veldlijnen boven hen breken en zich weer verenigen – een proces dat magnetische reconnectie wordt genoemd. Datzelfde proces werd eerder alleen gezien als verklaring voor de CME’s. Het lijkt er echter op dat afhankelijk van de sterkte en de structuur van het magnetische veld rond het filament een bescheiden coronale jet of een kolossale CME kan ontstaan. (EE)
→ Sun’s Eruptions Might All Have Same Trigger
24 april 2017
Gegevens van de interplanetaire ruimtesondes Cassini en Voyager en de IBEX-satelliet wijzen erop dat de heliosfeer – de magnetische invloedssfeer van de zon, die het centrale deel van het zonnestelsel omsluit – compacter en ronder is dan tot nog toe werd gedacht. Het lijkt er niet op dat de zon een lange ‘magnetostaart’ achter zich aan sleept (Nature Astronomy, 24 april). De zon blaast voortdurend grote aantallen geladen deeltjes de ruimte in, die pas ver buiten de omloopbaan van de planeet Neptunus worden afgeremd. Deze ‘zonnewind’ resulteert in een 37 miljard kilometer grote bubbel, die de heliosfeer wordt genoemd. Omdat ons zonnestelsel, inclusief heliosfeer, zich in weg baant door de interstellaire ruimte, bestond het vermoeden dat de heliosfeer zou bestaan uit een brede ‘kop’ en een lange staart, zoals ook andere sterren die vertonen. Maar de nieuwe gegevens wijzen erop dat de heliosfeer vrijwel bolvormig is. Dat blijkt onder meer uit metingen van de ruimtesonde Cassini, die al sinds 2004 om de planeet Saturnus draait. Wanneer geladen zonnedeeltjes de rand van de heliosfeer bereiken, ondergaan ze soms een reeks interacties met het neutrale gas in de interstellaire ruimte, die ervoor zorgen dat ze terug het zonnestelsel in worden gekaatst. De Cassini-metingen hebben nu laten zien dat de deeltjes uit de vermeende staart van de heliosfeer bijna net zo snel weer terug zijn in het centrale deel van het zonnestelsel als de deeltjes uit de ‘neus’ van de heliosfeer. Als de heliosfeer een lange staart had, zouden de teruggekaatste deeltjes uit dat gebied veel later moeten aankomen. Waarom ons zonnestelsel geen ‘magnetische staart’ heeft, is niet helemaal duidelijk. Maar gegevens van de ruimtesonde Voyager 1 wijzen erop dat het interstellaire magnetische veld buiten de heliosfeer sterker is dan gedacht. Mogelijk is dat veld krachtig genoeg om de vorming van die staart tegen te houden. (EE)
→ NASA’s Cassini, Voyager Missions Suggest New Picture of Sun’s Interaction with Galaxy
17 april 2017
NASA-onderzoekers hebben gedemonstreerd dat de Europese ruimtesonde LISA Pathfinder gebruikt kan worden als detector voor kosmisch stof. LISA Pathfinder is een ruimtemissie die in december 2015 is gelanceerd en die in 2016 technologieën heeft uitgetest die in de toekomst nodig zijn voor het detecteren van zwaartekrachtgolven vanuit de ruimte. De zogeheten 'testmassa's' in het hart van de ruimtesonde (vrij zwevende kubusjes van een goud-platinalegering) verkeren daartoe in perfecte vrije val in hun baan rond de zon; minieme verstoringen in de oriëntatie en de beweging van de 'omhullende' ruimtesonde worden opgemeten en gecompenseerd door micro-stuurraketjes.
Een deel van die 'externe ruis' wordt veroorzaakt door de inslag van microscopisch kleine stofdeeltjes, die voornamelijk afkomstig zijn van kometen. De NASA-wetenschappers hebben nu laten zien dat het mogelijk is om uit de activiteit van de micro-stuurraketjes informatie af te leiden over de herkomstrichting, bewegingssnelheid en massa van de botsende stofdeeltjes. In de toekomst kunnen vergelijkbare algoritmes ook gebruikt worden bij de uiteindelijke LISA-missie (Laser Interferometer Space Antenna), die rond 2030 gelanceerd moet worden en die daadwerkelijk zwaartekrachtgolven gaat opmeten.
Onderzoek aan botsingen met interplanetaire stofdeeltjes op grote afstand van de aarde biedt veel informatie over de verdeling van het stof in het zonnestelsel. (GS)
→ NASA Team Explores Using LISA Pathfinder as 'Comet Crumb' Detector
28 maart 2017
Op de zon zijn gemagnetiseerde Rossbygolven ontdekt, zoals ze ook op grote hoogte in de aardse dampkring voorkomen. Op aarde spelen Rossbygolven - trage golfbewegingen met een zeer lange golflengte die o.a. de ligging van de straalstroom bepalen - een rol bij het ontstaan en de verplaatsing van hoge- en lagedrukgebieden op grotere diepte in de dampkring. Dat soortgelijke golven nu ook op de zon zijn ontdekt, zou kunnen betekenen dat astronomen in de toekomst beter in staat zijn om het 'weer' op de zon te voorspellen, inclusief het optreden van uitbarstingen en zonnevlekken.
De Rossbygolven op de zon zijn ontdekt in metingen die tussen 2011 en 2014 zijn gedaan door drie Amerikaanse zonnesatellieten: het Solar Dynamics Observatory en de twee STEREO-ruimtesondes. In die periode van drie jaar leverden zij tezamen een 360-gradenbeeld op van de zon. Door de ligging en verplaatsing in kaart te brengen van coronal bright points - kleine, heldere gebiedjes in de onderste lagen van de zonneatmosfeer - kwamen de onderzoekers de langgolvige Rossbypatronen op het spoor.
De ontdekking is gepubliceerd in Nature Astronomy. (GS)
→ Rossby Waves, First Found on Earth, Are Discovered on Sun
3 februari 2017
De rotatie van het buitenste deel van de zon wordt mogelijk afgeremd door het licht dat uit de zon ontsnapt. Tot die conclusie komen wetenschappers van drie Amerikaanse en Braziliaanse instituten na een analyse van gegevens die zijn verzameld door de Solar Dynamics Observatory, een satelliet voor zonneonderzoek die sinds 2010 om de aarde cirkelt (Physical Review Letters, 3 februari). Waar het binnenste deel van de zon als een vast lichaam roteert, doen haar buitenlagen dat niet. De poolgebieden draaien langzamer dan de evenaar, en diepere lagen draaien sneller dan de hoger gelegen lagen. Zelfs bij de fotosfeer – de dunne laag die wij als het oppervlak van de zon zien – lijkt het bovenste deel langzamer te roteren dan het onderste deel. Bekend is dat stofdeeltjes in de interplanetaire ruimte wordt afgeremd door botsingen met fotonen met de zon. Dat resulteert in een verlies van impulsmoment, waardoor de deeltjes geleidelijk naar de zon toe spiralen. Geïnspireerd door dit idee vroegen de wetenschappers zich of zoiets ook zou kunnen gebeuren met de gasdeeltjes in de buitenste schil van de zon. Hun berekeningen laten zien dat dit inderdaad mogelijk is. Door de vele interacties tussen gasdeeltjes en de fotonen die bezig zijn om de zon te verlaten, zou de rotatie van de buitenste honderd kilometer van de zon in de loop van haar 4,5 miljard jaar lange geschiedenis met ongeveer drie procent zijn afgeremd. Bovendien zou deze toplaag een afremmende werking hebben op diepere lagen. (EE)
→ Focus: Photons Brake the Sun
31 januari 2017
Het Los Alamos National Laboratory in New Mexico heeft meetgegevens van Amerikaanse GPS-satellieten vrijgegeven die veel inzicht kunnen bieden in het zogeheten 'ruimteweer' - de invloed van elektrisch geladen deeltjes van de zon op verschijnselen in de omgeving van de aarde. Het gaat om reeksen meetgegevens over een periode van 16 jaar.
De meeste GPS-navigatiesatellieten (Global Positioning System) zijn uitgerust met detectoren die de intensiteit en de energie registeren van elektrisch geladen deeltjes in de buitenste Van Allen-gordel, een van de stralingsgordels rond de aarde. In deze gordel raken deeltjes van de zon gevangen, nadat ze de aardse magnetosfeer zijn binnengedrongen. Het gaat voornamelijk om negatief geladen elektronen en (in mindere mste) om positief geladen protonen (waterstofkernen).
Energierijke zonnedeeltjes verstoren radioverbindingen en kunnen satellietelektronica ontregelen. Ook aardse elektriciteitscentrales hebben last van krachtige zonnestormen - uitbarstingen van geladen deeltjes op de zon die na enkele dagen de aarde bereiken. Dankzij de publicatie van de GPS-metingen beschikken onderzoekers nu over waardevolle informatie over lange- en kortetermijnveranderingen in het ruimteweer. Dat kan van groot belang zijn om nadelige gevolgen van zonnestormen in de toekomst beter te voorkomen.
De GPS-data zijn gepubliceerd in Space Weather, een publicatie van de American Geophysical Union. (GS)
→ GPS Data Release to Boost Space-Weather Science
17 januari 2017
Met het internationale ALMA-observatorium (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) zijn in de periode 2014-2016 voor het eerst waarnemingen van de zon verricht op millimetergolflengten. Niet eerder is de zon in dit golflengtegebied bestudeerd. Met ALMA - een netwerk van 66 radioschotels op 5000 meter hoogte in Noord-Chili - is de millimeterstraling in kaart gebracht van de zogeheten chromosfeer, een ijle gaslaag die zich net boven het heldere 'oppervlak' van de zon bevindt. De waarnemingen zijn verricht op twee golflengten: 1,25 en 3 millimeter. In de waarnemingen zijn duidelijk helderheidsverschillen (en dus temperatuurverschillen) te zien tussen verschillende delen van de chromosfeer. Zo is onder andere een grote zonnevlek in beeld gebracht - een relatief koel gebied op de zon, dat ontstaat onder invloed van magnetische velden. De nieuwe waarnemingen zijn deze week voor verdere analyse beschikbaar gesteld aan de wereldwijde astronomische gemeenschap. (GS)
→ ALMA doet eerste zonnewaarnemingen
12 januari 2017
Dit jaar heeft onze zon nog vrijwel geen zonnevlekken vertoond. Alleen op 3 januari was een (relatief) koel plekje te zien dat donker afstak tegen het zonsoppervlak. Het is bijna zeven jaar geleden dat de zon voor het laatst zo vlekkeloos was. Dat was in mei 2010, tegen het einde van het vorige, zeer diepe zonnevlekkenminimum. De huidige schaarste aan zonnevlekken is dus een aanwijzing dat het volgende minimum in zicht is. De aantallen zonnevlekken gaan op en neer met een periode van ongeveer elf jaar. Deze cyclus houdt verband met de magnetische activiteit van de zon. In tijden van geringe zonnevlekkenactiviteit neemt de extreem-ultraviolette straling van de zon sterk af in intensiteit. Dat heeft onder meer gevolgen voor de hoge atmosfeer van de aarde, die afkoelt en samentrekt. Ook de heliosfeer – de invloedssfeer van de zon – wordt in zo’n periode kleiner. Als gevolg hiervan kan kosmische straling dieper het zonnestelsel binnendringen. (EE)
→ Sunspots Vanish, Space Weather Continues
11 januari 2017
Een internationaal team van wetenschappers heeft onderzocht hoe onze zon eruit zou zien voor de Kepler-satelliet. Daarbij is de satelliet niet rechtstreeks op de zon gericht – die straalt veel te fel – maar op de planeet Neptunus. De Kepler-satelliet heeft als hoofdtaak om planeten bij andere sterren op te sporen. Daartoe doet hij heel nauwkeurige metingen van de helderheden van sterren. Deze metingen kunnen niet alleen worden gebruikt om zogeheten planeetovergangen te detecteren, maar ook om kleine helderheidsfluctuaties van de sterren zelf te registreren. Deze helderheidsfluctuaties zijn het gevolg van oscillaties of trillingen in het inwendige van de ster, die enigszins vergelijkbaar zijn met aardbevingen. Het onderzoek ervan levert informatie op over het inwendige van de ster en kan worden gebruikt om diens massa en grootte te bepalen. Kepler heeft inmiddels al vele duizenden sterren onder de loep genomen, maar de zon zat daar nog niet bij. En dat bemoeilijkt de directe vergelijking van de zon met andere sterren. De kleine oscillaties van de zon zijn dan wel met andere instrumenten waarneembaar, maar dat kan toch kleine afwijkingen opleveren. De onderzoekers hebben dat probleem omzeilt door Kepler alles bij elkaar zeven weken op Neptunus te richten. Het zwakke licht van deze verre planeet is niets anders dan weerkaatst zonlicht en vertoont dus ook hetzelfde helderheidsgedrag. Op basis van de gemeten oscillaties stelden de onderzoekers vast dat de massa van de zon ruwweg 1,14 zonsmassa’s bedraagt en zijn straal ongeveer 1,04 zonnestralen. Beide waarden komen dus wat te hoog uit, maar het nut van deze meetmethode is bewezen. (EE)
→ Neptune as a Mirror for the Sun
12 december 2016
Sterrenkundigen denken een verklaring gevonden te hebben voor de relatief trage rotatie van de buitenlagen van de zon. De zon draait in ca. 28 dagen eenmaal om zijn as, maar niet als een vast lichaam - de rotatietijd hangt af van de breedtegraad en van de diepte. Opmerkelijk genoeg roteren de buitenlagen van de zon (de buitenste vijf procent) merkbaar trager dan gebieden op grotere diepte, zo blijkt uit helioseismologisch onderzoek.
In een artikel dat binnenkort verschijnt in Physical Review Letters rekenen Amerikaanse en Braziliaanse astronomen nu voor dat dit goed verklaar kan worden door een ingewikkeld relativistisch effect, waardoor met name de buitenste delen van elke ster afgeremd worden. Het effect is enigszins vergelijkbaar met het Poynting-Robertson-effect, dat een remmende werking beschrijft op stofdeeltjes in een baan om de zon. (GS)
→ Giving the Sun a Brake
19 september 2016
De missie van de kleine Amerikaanse IRIS-kunstmaan (Interface Region Imaging Spectrograph), die in 2013 werd gelanceerd voor onderzoek aan de zon, wordt verlengd tot september 2018 en misschien uiteindelijk wel tot september 2019.
IRIS maakt gedetailleerde closeups van het onderste deel van de ijle dampkring van de zon. Tot nu toe zijn ruim 24 miljoen foto's gemaakt. Ook voert de satelliet nauwkeurige spectroscopische waarnemingen uit. Een van de hoofddoelen is het achterhalen van de oorsprong van de zogeheten snelle zonnewind. (GS)
→ NASA’s $19 Million Contract Extends Lockheed Martin-Built IRIS Space Observatory for Deeper Look at the Sun
1 september 2016
Gegevens van de NASA-ruimtesonde STEREO-A, die om de zon cirkelt, hebben meer inzicht gegeven in het gedrag van de zonnewind (The Astrophysical Journal, 1 september). De zonnewind is de gestage stroom (elektrisch geladen) deeltjes – ook wel plasma genoemd – die de zon de ruimte in blaast. Bij aankomst bij de aarde is de zonnewind vlagerig en turbulent. Maar dichtbij de bron, de zon dus, gedraagt de deeltjesstroom zich heel ordelijk: de deeltjes bewegen netjes straalsgewijs van de zon af. De overgang van ordelijk naar wanordelijk gedrag vindt plaats aan de rand van de ijle buitenste atmosfeer van de zon, de corona. De STEREO-gegevens bevestigen het al bestaande vermoeden dat magnetische krachten bepalend zijn voor de vrij abrupte overgang. Naarmate je verder van de zon komt, verliezen de magnetische velden van de zon hun greep op de deeltjes. Dit leidt ertoe dat de zonnewind zich meer als een (ongeladen) gas gaat gedragen dan als een (magnetisch beïnvloedbaar) plasma. Het effect is vergelijkbaar met de manier waarop water uit een waterpistool komt. Dichtbij de bron is het water een gelijkmatige, ononderbroken bundel. Maar uiteindelijk breekt deze in steeds kleinere druppeltjes uiteen. (EE)
→ Images From Sun’s Edge Reveal Origins of Solar Wind
29 augustus 2016
Onderzoekers van het Amerikaanse Southwest Research Institute lanceren dezer dagen een zonnetelescoop aan een stratosfeerballon. Vanaf een hoogte van ca. 30 kilometer, ver boven de storende invloed van de aardse dampkring, zal de telescoop metingen aan de zon verrichten op zichtbare, ultraviolette en infrarode golflengten. Belangrijkste doel van de demonstratievlucht is het onderzoek aan geluidsgolven op de zon - extreem laagfrequente trillingen die veroorzaakt worden door uitbarstingen aan het zonsoppervlak.
Het SwRI Solar Instrument Pointing Platform weegt niet meer dan ca. 72,5 kilogram en is ontwikkeld en gebouwd voor minder dan één miljoen dollar. Het kan in de toekomst vaker gebruikt worden, bij verschillende ballonvluchten. (GS)
→ SwRI to demonstrate low-cost miniature solar observatory
22 augustus 2016
De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA heeft na bijna twee jaar het radiocontact hersteld met de ruimtesonde STEREO-B.
STEREO-B werd (samen met de tweelingsonde STEREO-A) gelanceerd in 2006. Vanuit een baan om de zon doen de twee ruimtesondes 'driedimensionaal' onderzoek aan de zonnewind en de invloed ervan op de interplanetaire ruimte.
In oktober 2014 ging het radiocontact met STEREO-B door een technische storing verloren. Na vele pogingen zijn vluchtleiders er nu eindelijk in geslaagd weer een signaal van de ruimtesonde op te pikken. Er blijkt een probleem te zijn met de standregeling. Of en zo ja wanneer STEREO-B zijn waarnemingsprogramma zal kunnen hervatten is nog onduidelijk. (GS)
14 juli 2016
De eerste ruimtemissie die de zon moet ‘aanraken’ heeft definitief groen licht gekregen van NASA. Na een laatste review heeft het Amerikaanse ruimteagentschap besloten dat de ruimtesonde Solar Probe Plus gebouwd en gelanceerd mag worden. Het vertrek staat gepland voor de zomer van 2018. Solar Probe Plus zal, met assistentie van de planeet Venus, in een baan worden gebracht waarbij het zonneoppervlak tot op iets meer dan 6 miljoen kilometer wordt genaderd – zeven keer dichterbij dan eerdere ruimtesondes. Hoofddoel van de missie is het onderzoeken van de energiestromen in de buitenste atmosfeer van de zon (de corona). Ook de fysische mechanismen achter de zonnewind – de stroom energierijke geladen deeltjes die de zon voortdurend uitstoot – zullen onderzocht worden. Voor dat doel zal de Solar Probe Plus daadwerkelijk de corona betreden. Om de ruimtesonde te beschermen tegen de intense zonnehitte, wordt hij uitgerust met een 11 centimeter dik schild van koolstofcomposiet. Dat schild moet bestand zijn tegen temperaturen die oplopen tot bijna 1400 graden Celsius, en de meetinstrumenten van de sonde op kamertemperatuur houden. (EE)
→ Solar Probe Plus Mission Moves into Advanced Development
13 juli 2016
Zonnevlekken – (relatief) donkere, koele plekken op de zon – ontstaan door het opstijgen van bundels van magnetische veldlijnen vanuit het diepe inwendige van de zon. Onderzoek door een team van Duitse en Amerikaanse wetenschappers heeft nu laten zien dat het opstijgen van deze ‘magnetische fluxconcentraties’ veel langzamer verloopt dan voorspeld (Science Advances, 13 juli). Een duidelijk teken dat een magnetische fluxconcentratie het zonneoppervlak heeft bereikt is het ontstaan van gebieden van tegengestelde magnetische polariteit. Deze polariteiten zijn goed te zien op de magnetische kaarten die worden verschaft door de Helioseismic and Magnetic Imager (HMI), een instrument van de Amerikaanse zonnesatelliet Solar Dynamics Observatory. De wetenschappers hebben deze kaarten gebruikt om zonnevlekken-in-wording op te sporen en het moment van hun verschijning vast te stellen. Behalve magnetische kaarten maakt de HMI ook foto’s van het zonneoppervlak. Deze gegevens zijn gebruikt om de horizontale stromingen rond de opgespoorde magnetisch actieve gebieden te meten. Dat gebeurde door de bewegingen van kleinschalige helderheidspatronen te volgen en de voortplantingssnelheid van drukgolven te bepalen. Ondertussen voerde een van de teamleden omvangrijke computersimulaties uit van opstijgende magnetische fluxconcentraties en hun interacties met turbulenties in het plasma (heet geïoniseerd gas) onder het zonneoppervlak. Deze simulaties lieten zien dat de sterkte van de horizontale stromingen afhankelijk is van de opwaartse snelheid van de fluxconcentraties. Door de uitkomsten van de computersimulaties te vergelijken met de waarnemingen, konden de wetenschappers aantonen dat de fluxbuizen met een snelheid van hooguit 150 meter per seconde opstijgen. Dat is ruim driemaal zo langzaam als de bestaande modellen voor het ontstaan van magnetisch actieve gebieden op de zon aangeven. Deze modellen zullen dus moeten worden bijgesteld. (EE)
→ Slow appearance of sunspots challenges theory
29 juni 2016
Wetenschappers van Aberystwyth University (Wales) hebben een geautomatiseerde methode ontwikkeld voor het driedimensionaal volgen van coronale massa-ejecties (CME’s) – grote uitbarstingen op de zon. Het Automated CME Triangulation-systeem (ACT) gebruikt gegevens van drie zonneobservatoria in de ruimte, die de zon vanuit verschillende hoeken waarnemen. Bij een CME worden miljarden tonnen plasma van de zon met snelheden tot wel 2500 kilometer per seconde de interplanetaire ruimte in geblazen. Het ACT-systeem kan vaststellen of dat materiaal recht op de aarde af komt of niet. Als dat inderdaad het geval is, kan zo’n uitbarsting – in extreme gevallen – grote schade aanrichten aan satellieten en stroomnetten op aarde. Het systeem combineert de gegevens van het Europese zonneobservatorium SOHO en de beide STEREO-sondes van NASA. Daarmee kan, door middel van eenvoudige driehoeksmeting, worden gemeten waar een pas ontstane CME zich bevindt en in welke richting hij zich voortplant. Ook kan een betrouwbare schatting worden gemaakt van de omvang van de uitbarsting. De nieuwe resultaten worden vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Nottingham. (EE)
→ ACT now to track solar eruptions in 3D!
12 mei 2016
De Amerikaanse Magnetospheric Multiscale missie (MSS), bestaande uit vier in formatie vliegende kunstmanen, heeft voor het eerst ter plekke detailmetingen verricht aan het proces van magnetische reconnectie. Daarbij verbinden de magnetische veldlijnen van de zon - meegevoerd door de zonnewind, de stroom van elektrisch geladen deeltjes van de zon - zich aan de magnetische veldlijnen van de aarde. Dankzij zulke magnetische reconnecties kunnen zonnewinddeeltjes in de omgeving van de magnetische polen de aardse dampkring binnendringen, waar ze poollicht veroorzaken, maar ook aanleiding kunnen geven tot verstoringen in het radioverkeer, kortsluiting in satellietelektronica en het uitvallen van elektriciteitscentrales.
De vier MMS-satellieten begonnen in de zomer van 2015 met hun metingen in de zogeheten magnetopauze - het grensgebied tussen de magnetische invloedssfeer van de aarde en die van de zon. Nadat al ongeveer tweeduizend magnetische reconnecties vanaf enige afstand waren bestudeerd, vloog MSS op 16 oktober 2015 exact door een gebied waarin het verschijnsel optrad. Uit de plasmametingen die ter plekke werden verricht blijkt dat er tijdens zo'n reconnectie een ontkoppeling plaatsvindt van het zonnewindplasma (het mengsel van positief en negatief geladen elektrische deeltjes) en het magnetisch veld. Daardoor kunnen de veldlijnen van de zon zich ongehinderd verbinden met die van de aarde. Magnetische energie wordt omgezet in bewegingsenergie van (vooral) elektronen; deze elektrondissipatie leidt uiteindelijk tot alle eerder genoemde effecten in de bovenste lagen van de aardse dampkring.
Het is voor het eerst dat het reconnectieproces - dat ook een rol speelt op de zon zelf - in detail is bestudeerd. De waargenomen verschijnselen lijken in grote lijnen overeen te komen met theoretische verwachtingen en computersimulaties. De MMS-metingen worden deze week gepubliceerd in het Amerikaanse weekblad Science. (GS)
→ NASA’s Magnetospheric Multiscale (MMS) mission puts magnetic reconnection under the microscope
5 april 2016
De zonnewind - de stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon de ruimte in wordt geblazen - is in de buitendelen van het zonnestelsel veel kalmer dan dichter bij de zon. Dat blijkt uit metingen die tussen 2012 en 2015 zijn verricht door het SWAP-instrument (Solar Wind Around Pluto) aan boord van de Amerikaanse planeetverkenner New Horizons, die in juli 2015 op kleine afstand langs de dwergplaneet Pluto vloog.
De zonnewind bestaat uit verschillende componenten, met verschillende snelheden. In de binnendelen van het zonnestelsel vindt een ingewikkelde wisselwerking plaats tussen de snelle en de trage zonnewind, en wordt de zonnewind ook in belangrijke mate beïnvloed door uitbarstingen op het zonsoppervlak. Daardoor ontstaat een ingewikkelde structuur, met onder andere schokgolven en verdichtingen die in de omgeving van de aarde kunnen leiden tot geomagnetische stormen, verhevigd poollicht en storingen in satellietsystemen, radioverbindingen en elektriciteitscentrales.
SWAP heeft in de buitendelen van het zonnestelsel echter een zeer kalme, vrijwel structuurloze zonnewind gemeten. Op zich niet zo verwonderlijk, aangezien je verwacht dat snelheids- en dichtheidsverschillen afnemen naarmate de zonnewind zich verder van de zon verwijdert.
Het New Horizons-instrument was operationeel in de periode dat de overige apparatuur aan boord was uitgeschakeld tijdens de lange oversteek naar Pluto. SWAP heeft ook atomen gedetecteerd die afkomstig zijn uit de interstellaire ruimte, vervolgens geïoniseerd raakten (ionisatie is het proces waarbij een neutraal atoom één of meer elektronen verliest), en daarna werden 'opgepikt' door de zonnewind. De nieuwe metingen zijn gepubliceerd in Astrophysical Journal Supplement. (GS)
→ Multitasking New Horizons observed solar wind changes on journey to Pluto
28 december 2015
Vandaag om 13.49 uur Nederlandse tijd produceerde zonnevlekkengroep AR2473 een trage maar krachtige zonnevlam. De energierijke ultravioletstraling van de zonsuitbarsting werd vastgelegd door NASA's Solar Dynamics Explorer. De UV-straling beïnvloedde enkele uren lang het kortegolfradioverkeer op aarde. De zonnevlam produceerde ook een zogeheten coronale massa-ejectie (een uitbarsting van elektrsich geladen deeltjes) die vrijwel recht op de aarde is gericht. De zonnedeeltjes komen naar verwachting op 31 december bij de aarde aan, en veroorzaken daar vermoedelijk de eerte geomagnetische storm van 2016, met mogelijk indrukwekkend poollicht. Zonnefysici denken dat de actieve zonnevlekkengroep het komende etmaal mogelijk nog meer uitbarstingen te zien zal geven. (GS)
→ Nieuwsbericht op www.spaceweather.com
23 december 2015
Amerikaanse wetenschappers hebben, met behulp van laboratoriumexperimenten, ontdekt waarom sommige grote uitbarstingen op de zon met een sisser aflopen. De ontdekking kan de voorspelling van komende uitbarstingen betrouwbaarder maken (Nature, 24-31 december). Met enige regelmaat stoot de zon miljoenen tonnen plasma en intense straling uit. De oorzaak van deze ‘coronale massa-ejecties’, die een bedreiging vormen voor onder meer satellieten en astronauten, ligt bij het plotseling vrijkomen van magnetische energie die opgeslagen zit in de corona – de ijle buitenste atmosfeer van de zon. Deze energie zit vaak opgeslagen in zogeheten magnetische fluxbuizen – enorme gebogen structuren die verstrengeld kunnen raken. Die verstrengeling leidt vaak tot een grote uitbarsting, maar soms zakt de fluxbuis simpelweg in elkaar. Bij de laboratoriumexperimenten is nu vastgesteld dat de uitbarsting mislukt wanneer het ‘magnetische gidsveld’ – een kracht die evenwijdig loopt aan de fluxbuis – sterk genoeg is om de verstrengeling tegen te gaan. In dat geval ontstaat er een interactie tussen het gidsveld en de elektrische stromen in fluxbuis, die de uitbarsting voorkomt. Tot nu toe werd aangenomen dat dit gidsveld van ondergeschikt belang was bij het ontstaan van coronale massa-ejecties. Maar dat is dus niet zo. Gidsvelden kunnen een ophanden zijnde coronale massa-ejectie letterlijk maken of breken. (EE)
→ Description of mechanism that halts solar eruptions
3 december 2015
Astronomen hebben sterke aanwijzingen gevonden dat de meest gangbare verklaring voor de deeltjesversnelling die optreedt tijdens een zogeheten zonnevlam waarschijnlijk klopt. De oorzaak ligt bij schokgolven (Science, 4 december). Zonnevlammen zijn de krachtigste explosies in ons zonnestelsel. Bij deze uitbarstingen op het zonsoppervlak worden geladen deeltjes, zoals elektronen en protonen, met bijna de snelheid van het licht de ruimte in ‘geschoten’. Hoe de deeltjes aan die hoge snelheid komen, was onzeker. Maar aangenomen werd dat een bepaald soort schokgolf die optreedt bij een zonnevlam daar verantwoordelijk voor is. Deze zogeheten eindschok is vergelijkbaar met de supersonische knal die ontstaat wanneer een vliegtuig door de geluidsbarrière gaat. Waarnemingen van een zonnevlam, verricht met onder meer de Amerikaanse VLA-radiotelescoop, lijken dat vermoeden te bevestigen. De astronomen hebben vastgesteld dat de plek waar, volgens computersimulaties, de eindschok zou moeten optreden, een bron is van sterke, kortstondige uitbarstingen van radiostraling die kenmerkend is voor energierijke elektronen. Ook andere eigenschappen van de zonnevlam, die op 3 maart 2012 plaatsvond, zijn in overeenstemming met het schok-versnellingsmodel. (EE)
→ New Insights into Solar Flares
26 oktober 2015
De aarde is in de achtste en in de tiende eeuw van onze jaartelling getroffen door extreem krachtige uitbarstingen op de zon. Dat concluderen wetenschappers van de universiteit van Lund (Zweden) op basis van onderzoek aan ijskernen uit Groenland en Antarctica. De gigantische zonsuitbarstingen vonden plaats in de jaren 774/775 en 993/994. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Communications.
Eerder was uit bestudering van boomringen al ontdekt dat er in de betreffende twee perioden sprake was van een plotselinge toename van radioactieve koolstofisotopen. De oorsprong daarvan kon echter niet onomstotelijk worden vastgesteld. Uit het onderzoek aan ijskernen blijkt nu dat krachtige zonnestormen de enige plausibele oorzaak vormen.
Bij uitbarstingen op de zon wordt niet alleen veel röntgenstraling geproduceerd, maar worden ook grote hoeveelheden energierijke elektrisch geladen deeltjes de ruimte in geblazen. Al bij relatief kleine uitbarstingen kunnen die zonnestormen leiden tot verstoringen van het radioverkeer, uitvallen van satellietelektronica, of storingen in elektriciteitscentrales.
Ook in september 1859 vertoonde de zon een krachtige uitbarsting. Wanneer er nu opnieuw zo'n zonnestorm zou optreden, zouden de gevolgen al niet te overzien zijn. De twee uitbarstingen in de achtste en tiende eeuw waren nog veel extremer dan de uitbarsting van 1859. (GS)
→ Traces of enormous solar storms in the ice of Greenland and Antarctica
19 oktober 2015
25 jaar geleden werd de Europees/Amerikaanse ruimtesonde Ulysses gelanceerd. Pas nu is de analyse voltooid van de interstellaire ‘stofstroom’ die de ruimtesonde heeft onderzocht. Belangrijkste conclusie: snelheid en bewegingsrichting van stofdeeltjes die van buitenaf ons zonnestelsel binnenkomen vertonen grotere variaties dan gedacht (Astrophysical Journal, 19 oktober). Ulysses, die in 2009 werd uitgeschakeld, was primair bedoeld voor zonneonderzoek. Maar de ruimtesonde was ook uitgerust met een detector waarmee interstellaire stofdeeltjes konden worden gemeten die vanuit de ruimte ons zonnestelsel binnenkomen. Alles bij elkaar zijn ruim 900 van die microscopisch kleine deeltjes gedetecteerd. De banen die deze deeltjes volgen staan bloot aan invloeden van buitenaf. Afhankelijk van hun massa zijn de deeltjes meer of minder gevoelig voor de zwaartekrachtsaantrekking en de stralingsdruk van de zon, en voor het magnetische veld in de ruimte tussen de planeten van ons zonnestelsel. Uit de verzamelde gegevens blijkt dat de interstellaire stofdeeltjes grosso modo steeds vanuit dezelfde richting het zonnestelsel binnenkomen. De bepalende factor is de richting waarin zon en planeten zich door de Lokale Interstellaire Gaswolk (een ongeveer dertig lichtjaar grote wolk van gas en stof) verplaatsen. Doorgaans vertonen de bewegingen van de binnenkomende stofdeeltjes slechts kleine afwijkingen. Maar in 2005 kwamen de deeltjes opeens uit een duidelijk andere richting. Computersimulaties hebben nu laten zien dat dit effect waarschijnlijk het gevolg was van variaties in de magnetische velden van de zon en de interplanetaire ruimte. Uit de Ulysses-metingen kunnen ook de afmetingen en andere eigenschappen van de deeltjes worden afgeleid. De meeste zijn 0,05 tot 0,5 micrometer groot, met uitschieters naar een paar micrometer. Computersimulaties wijzen erop dat de deeltjes een lage dichtheid hebben en dus poreus moeten zijn. De stofdetector van Ulysses kan geen informatie geven over de samenstelling van de interstellaire deeltjes. Mogelijk dat gegevens van de Cosmic Dust Analyser van de om Saturnus cirkelende ruimtesonde Cassini deze leemte kunnen opvullen. (EE)
→ Dust particles from afar
13 oktober 2015
Waarnemingen die verricht zijn door de twee Amerikaanse STEREO-zonnesondes hebben nieuwe inzichten opgeleverd in verschijnselen op de zon. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
Samen met de ACE-ruimtesonde heeft STEREO-A 'explosiegolven' op de zon ontdekt - een compleet nieuw type uitbarsting, waarbij gas de ruimte in wordt geslingerd dat rijk is aan helium-3, een lichte isotoop van het edelgas helium. De waarnemingen werden begin 2010 gedaan op extreem-ultraviolette golflengten. De blast waves strekken zich uit over gebieden van uiteindelijk wel een half miljoen kilometer groot, en planten zich voort met een snelheid van ca. 300 kilometer per seconde. Ze lijken niet gerelateerd te zijn aan andere bekende typen zonsuitbarstingen, zoals coronale massa-ejecties (CME's) of röntgenvlammen.
STEREO-waarnemingen aan de staart van komeet Encke (verricht in 2007) hebben informatie opgeleverd over de zonnewind - de stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon de ruimte in wordt geblazen. Door de bewegingen van gasconcentraties in de komeetstaart nauwkeurig te volgen, konden de onderzoekers afleiden dat de zonnewind zeer turbulent is en bovendien krachtige 'windvlagen' vertoont. Mogelijk vormt de grote mate van turbulentie van de zonnewind een verklaring voor de onverwacht hoge temperatuur van de zonnewinddeeltjes, zoals die in de omgeving van de aarde is gemeten. (GS)
→ Blast waves in the Sun’s atmosphere
23 september 2015
Volgens zonnefysici van het Naval Research Laboratory zal de zon ook tijdens de volgende 11-jarige cyclus weinig activiteit vertonen. De huidige cyclus (cyclus 24) loopt langzaam maar zeker ten einde, en was verrassend 'zwak', met weinig zonnevlekken, zonsuitbarstingen etcetera. Neil Sheeley en Yi-Ming Wang voorspellen nu dat dat ook tijdens cyclus 25 het geval zal zijn.
De twee onderzoekers leiden dat indirect af uit een opmerkelijk verschijnsel dat zich eind 2014 voordeed: hoewel het aantal zonnevlammen en uitbarstingen verhoudingsgewijs laag bleef, nam de totale magnetische veldsterkte van de zon in korte tijd snel toe, tot de hoogste waarde sinds 1991.
Dat de toegenomen magnetische flux toch niet gepaard ging met een toename in de activiteit van de zon, kan volgens Sheeley en Wang verklaard worden door een combinatie van factoren, waaronder de relatieve ligging en de afmetingen van actieve gebieden op de zon. Ook tijdens eerdere activiteitscycli heeft zich kort na het maximum een vergelijkbare toename van de magnetische veldsterkte van de zon voorgedaan.
In een artikel in The Astrophysical Journal schrijven de onderzoekers bovendien dat de sterkte van de zogeheten axisymmetrische component van dat magnetisch veld (symmetrisch ten opzichte van de rotatieas van de zon) gebruikt kan worden als een eerste indicatie van de te verwachten zonneactiviteit in de volgende cyclus. Op basis van die methode voorspellen ze dat cyclus 25 even 'zwak' zal zijn als cyclus 24. (GS)
→ Witnessing Solar Rejuvenation
17 augustus 2015
Bij krachtige zonnestormen worden elektrisch geladen deeltjes de ruimte in geblazen. Wanneer die in de omgeving van de magnetische polen van de aarde de atmosfeer binnendringen, produceren ze niet alleen spectaculair poollicht, maar kunnen ze ook inductiestromen aan het aardoppervlak veroorzaken, die aanleiding kunnen geven tot storingen in onder andere elektriciteitscentrales. Dat was bijvoorbeeld het geval in 1989 in Quebec en in 2003 in Zweden.
Uit nieuw onderzoek, gebaseerd op een analyse van 14 jaar aan meetgegevens en gepubliceerd in Geophysical Research Letters, blijkt nu echter dat ook de evenaargebieden van de aarde gevoelig zijn voor dit soort verstoringen, en zelfs voor de gevolgen van kleinere zonnestormen. Op ca. 100 kilometer hoogte boven de evenaar bevindt zich een soort elektronenstraalstroom (de equatorial electro-jet geheten), die opgewekte inductiestromen kan versterken, waardoor ook minder heftig 'ruimteweer' tot het uitvallen van elektriciteitscentrales en andere verstoringen kan leiden. (GS)
→ Equatorial Regions Are Prone to Disruptive Space Weather
7 augustus 2015
Astronomen hebben twee historische meetreeksen die inzicht geven in de activiteit van de zon beter met elkaar in overeenstemming gebracht. De ‘gekalibreerde’ gegevens laten zien dat de activiteit van de zon sinds 1700 geen duidelijk stijgende tendens vertoont. Dat betekent dat de zon waarschijnlijk geen significante bijdrage heeft geleverd aan de temperatuurstijging op aarde, die sinds het begin van de industriële revolutie is waargenomen. De magnetische activiteit van de zon gaat op en neer met een periode van ongeveer 11 jaar. In actieve perioden zijn meer donkere, ‘koele’ plekken te zien dan anders. Je kunt het verloop van de zonnecyclus dus bijhouden door simpelweg het aantal zonnevlekken te tellen. Sinds 1856 wordt bij die telling gebruik gemaakt van het zogeheten Wolf-getal. Dat is een methode waarbij zowel het aantal individuele zonnevlekken als het aantal zonnevlekgroepen in rekening wordt gebracht. Er bestaan echter ook veel oudere waarnemingen van zonnevlekken, die teruggaan tot het begin van de 17de eeuw. Die zijn echter gedaan met telescopen die niet goed genoeg waren om alle afzonderlijke zonnevlekken te zien: alleen de grotere groepen van zonnevlekken werden opgetekend. Om toch iets met deze oude waarnemingen te kunnen doen, werd in 1998 het ‘Group Sunspot Number’ (GSN) geïntroduceerd. Dit getal vertoont dezelfde 11-jarige zonnecyclus als het Wolf-getal. Maar vóór 1885 en rond 1945 vertonen de beide reeksen duidelijke verschillen: het GSN-getal is daar lager. Het gevolg daarvan was dat de zonneactiviteit, zoals uitgedrukt in het GSN-getal, een stijgende trend leek te vertonen. Daaruit leidden sommige wetenschappers af dat de mondiale temperatuurstijging van de afgelopen eeuwen wellicht voor een belangrijk deel aan de zon kon worden toegeschreven. Een nieuwe analyse heeft nu echter laten zien dat de vermeende stijgende trend het gevolg is van een kalibratiefout in het GSN-getal. Anders gezegd: er is een fout gemaakt in de wijze waarop dit getal werd berekend. Nu deze fout is rechtgezet, zijn de beide historische meetreeksen veel beter met elkaar in overeenstemming en lijkt het erop dat de zonneactiviteit de afgelopen 300 jaar niet significant is veranderd. De conclusies van dit onderzoek zijn vrijdag 7 augustus gepresenteerd tijdens een persbijeenkomst bij de 29ste Algemene Bijeenkomst van de Internationale Astronomische Unie, die momenteel in Honolulu (Hawaï) plaatsvindt. (EE)
→ Corrected Sunspot History Suggests Climate Change Since The Industrial Revolution Not Due To Natural Solar Trends
10 juli 2015
Met de telelenzen van de Amerikaanse Marswagen Curiosity zijn zonnevlekken gefotografeerd. Omdat Mars zich momenteel ongeveer aan de andere kant van de zon bevindt dan de aarde, tonen de opnamen zonnevlekken die vanaf de aarde niet zichtbaar zijn.
De zonnefoto's van Curiosity worden vooral gemaakt om absorptie door stof in de Marsdampkring te meten. Drie maanden geleden was vanaf Mars een overgang van Mercurius voor de zon zichtbaar; op de foto's die toen gemaakt werden waren ook zonnevlekken te zien. Sindsdien houden sterrenkundigen de zon met enige regelmaat in de gaten.
Eind juni fotografeerde Curiosity een grote zonnevlek die pas begin juli vanaf de aarde te zien was (dankzij de draaiing van de zon om zijn eigen as); het actieve gebied waar de zonnevlek deel van uitmaakte, produceerde toen ook krachtige zonsuitbarstingen. Op die manier kan Curiosity wellicht een bijdrage leveren aan het 'voorspellen' van het zogeheten ruimteweer - de invloed van elektrisch geladen deeltjes die bij uitbarstingen op de zon de ruimte in worden geblazen. (GS)
→ NASA's Curiosity Mars Rover Tracks Sunspots
9 juli 2015
De 11-jarige activiteitscyclus van de zon wordt veroorzaakt door ‘dynamo-effecten’ in twee verschillende lagen – de ene diep in de zon, de andere vlak onder het zonsoppervlak. Tot die conclusie komen wetenschappers op basis van modelberekeningen, die de waargenomen onregelmatigheden in de zonnecyclus goed kunnen reproduceren. De resultaten zijn vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno (Wales). Al bijna 200 jaar weten wetenschappers dat het aantal donkere, (relatief) koele vlekken op de zon om de 10 à 12 jaar een maximum bereikt. Dat verschijnsel wordt toegeschreven aan veranderingen in de magnetische activiteit van de zon. Bestaande modellen, die ervan uitgaan dat de oorzaak van deze zonnecyclus, moet worden gezocht bij stromingen diep in de zon, kunnen de 11-jarige regelmaat goed verklaren. Maar waar ze moeite mee hebben is het feit dat het ene maximum veel hoger is dan het andere. Valentina Zharkova van Northumbria University en haar collega’s hebben nu laten zien dat nauwkeurigheid van de modellen enorm verbetert als stromingen vlak onder het zonsoppervlak erbij worden betrokken. Simpel gezegd betekent dit, dat er in feite sprake is van twee magnetische cycli die beide ongeveer elf jaar duren, maar net niet dezelfde frequentie hebben. Hierdoor versterken ze elkaar soms, terwijl ze elkaar op andere momenten juist opheffen. Het aangepaste model voorspelt dat de beide cycli elkaar de komende tijd steeds meer gaan tegenwerken. Dat zou er in de periode 2030-2040 toe leiden dat de magnetische activiteit van de zon net zo laag wordt als tijdens het zogeheten Maunderminimum (1645-1715), dat samenviel met de ‘Kleine IJstijd’. (EE)
→ Irregular heartbeat of the Sun driven by double dynamo
8 juli 2015
‘Plasmazuilen’ die zich met snelheden van 200 tot 500 kilometer per seconde in de corona van de zon voortplanten, worden sterker afgebogen door het magnetische veld op het noordelijk halfrond van de zon dan op het zuidelijk halfrond. Dat blijkt uit beelden van de tweeling-ruimtesonde STEREO, die de zon vanuit verschillende posities waarneemt. De resultaten van die waarnemingen worden vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Llandudno (Wales). De STEREO-beelden laten zien hoe de plasmazuilen, ook wel ‘jets’ genoemd, aan het oppervlak van de zon ontstaan en vervolgens door de magnetische veldlijnen langs kromme banen worden geleid. Verrassend genoeg is de kromming van die banen niet altijd gelijk. Bij de noordpool van de zon wordt het plasma – heet gas dat uit elektrisch geladen deeltjes bestaat – aanzienlijk sterker afgebogen dan bij de zuidpool. Dat zou erop kunnen duiden dat het magnetische veld van de zon een noord-zuid-asymmetrie vertoont. Verder onderzoek zal moeten uitwijzen of dat inderdaad zo is en hoe die asymmetrie ontstaat. (EE)
→ Does the solar magnetic field show a North-South divide?
4 juni 2015
Europese en Chinese wetenschappers hebben de Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (Smile) gekozen als hun kandidaat voor een gezamenlijke ruimtemissie die in 2021 moet worden gelanceerd. ’Smile’ zal de interactie onderzoeken tussen het beschermende schild van de aarde (de magnetosfeer) en de stroom snelle deeltjes die de zon voortdurend uitstoot (de magnetosfeer). Het is de bedoeling dat Smile in een steile elliptische baan om de aarde wordt gebracht, die de satelliet tot bijna een derde van de afstand tot de maan voert. Vanuit die baan kan hij de omgeving van de aarde voortdurend in de gaten houden. Het onderzoek van de interactie tussen zonnewind en magnetosfeer moet meer inzicht geven in het ’ruimteweer’. Ook heeft het Europese ruimteagentschap ESA drie kandidaten gekozen voor een wetenschappelijke ruimtemissie die in 2025 van start gaat. Het gaat om satellieten die onderzoek doen op het gebied van exoplaneten (Ariel), plasmafysica (Thor) en het röntgenheelal (Xipe). Na een uitvoerige selectieprocedure zal een van deze kandidaten worden toegevoegd aan het eerder gekozen drietal Solar Orbiter, Euclid en PLATO, waarvan de lanceringen gepland staan voor 2018, 2020 en 2024. (EE)
→ ESA and Chinese Academy of Sciences to study Smile as joint mission
30 april 2015
Op foto's van de zon die gemaakt zijn op extreem-ultraviolette golflengten zijn kolossale ijle waaiervormige structuren te zien die zich uitstrekken tot vele honderdduizenden kilometers boven het zonsoppervlak. De opnamen zijn gemaakt door het Belgische SWAP-instrument aan boord van de experimentele Europese minikunstmaan Proba 2, en zijn gepresenteerd op de eerste Triennial Earth-Sun Summit (TESS) in Indianapolis. Extreem ultraviolette straling is eerder gedetecteerd van heet gas in de lagere delen van de corona van de zon (de ijle 'dampkring'), waar de beweging van het gas gedomineerd wordt door magnetische velden, onder andere door de SOHO-kunstmaan en het Solar Dynamics Observatory. Op de SWAP-foto's en -filmpjes zijn op veel grotere hoogte echter ook allerlei veranderlijke, waaiervormige en tentakelachtige structuren te zien. Soms lijken die samen te vallen met structuren die op zichtbare golflengten waarneembaar zijn in de corona, maar even vaak ook niet.Nader onderzoek moet uitwijzen wat de waarnemingen kunnen leren over de manier waarop elektrisch geladen deeltjes van de zon de ruimte in geblazen worden (de zogeheten zonnewind). De SWAP-waarnemingen zijn eerder al gepubliceerd in The Astrophysical Journal. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
29 april 2015
Gedetailleerde opnamen die gemaakt zijn met de New Solar Telescope op het Big Bear Solar Observatory in Californië laten verrassende details zien in de donkere kernen (de zogeheten umbra's) van zonnevlekken. Eerder was al opgemerkt dat er in de umbra van een zonnevlek soms kleine, heldere plekjes voorkomen. Deze umbral spots blijken nu kleine, tijdelijke 'fonteinen' van heet gas te zijn, afkomstig van direct onder het zonsoppervlak.Zonnevlekken zijn gebieden op het zonsoppervlak die ca. 1000 graden koeler zijn dan hun omgeving, doordat geconcentreerde magnetische velden het opborrelen van heet gas uit het inwendige van de zon bemoeilijken. Die magnetische velden zijn echter niet overal 'gesloten', en op sommige plaatsen baant het hete gas zich toch een weg naar buiten.De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd op de eerste TESS-bijeenkomst (Triennial Earth-Sun Summit) in Indianapolis, en zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal. De New Solar Telescope maakt elke tien seconden een momentopname van de zon. (GS)
→ NJIT's New Solar Telescope Unveils the Complex Dynamics of Sunspots' Dark Cores
28 april 2015
Het werd al langer vermoed, maar nieuwe metingen lijken het nu definitief te bevestigen: de enorm hoge temperatuur van de corona van de zon - de ijle 'zonneatmosfeer' die vooral tijdens totale zonsverduisteringen goed zichtbaar is - wordt veroorzaakt door zogeheten 'nanovlammen' op het zonsoppervlak. Het ijle gas in de corona heeft een temperatuur van minstens één miljoen graden - veel hoger dan de temperatuur van het zonsoppervlak (ca. 5500 graden). De oorzaak van de verhitting van de corona is tientallen jaren lang een raadsel geweest. Zes jaar geleden werd op basis van metingen van de Japanse Hinode-kunstmaan al gesuggereerd dat er sprake zou zijn van talloze kleine mini-uitbarstingen op de zon. Dat lijkt nu te zijn bevestigd door metingen van de sondeerraket Extreme Ultraviolet Normal Incidence Spectrograph (EUNIS) en de röntgentelescoop Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR). De nieuwe metingen zijn vandaag gepresenteerd op de eerste TESS-bijeenkomst (Triennial Earth-Sun Summit) in Indianapolis. De nanovlammen zijn op zichtbare golflengten niet waarneembaar. Stuk voor stuk produceren ze slechts één miljardste van de energie van een reguliere zonnevlam (maar altijd nog even veel als een waterstofbom van 10 megaton). In actieve gebieden op de zon gaan er echter miljoenen af per seconde; gezamenlijk zijn ze in staat om de hoge temperatuur van de corona te verklaren. (GS)
→ Strong Evidence for Coronal Heating by Nanoflares
13 april 2015
De lancering van de Europese zonnesatelliet Solar Orbiter is uitgesteld tot oktober 2018. Dat is ruim een jaar later dan de bedoeling was. Reden: er is meer tijd nodig om alle componenten van de satelliet te testen. Solar Orbiter zal de zon tot op minder dan 43 miljoen kilometer naderen – ongeveer een kwart van de afstand zon-aarde. Hierdoor kunnen de temperaturen aan boord oplopen tot boven de 500 graden. Tijdens de zeven jaar durende onderzoeksmissie, zullen tien instrumenten een breed scala aan metingen doen. Ook zullen foto’s worden gemaakt die kleinere details van de zon laten zien dan ooit tevoren. Voor het eerst zullen ook de poolgebieden van de zon, zie niet waarneembaar zijn vanaf de aarde, onder de loep worden genomen. Het onderzoek moet onder meer inzicht geven in de werking van het magnetische veld en de 11-jarige cyclus van de zon. (EE)
→ Solar Orbiter Launch Moved to 2018
7 april 2015
Behalve een elfjaarlijkse activiteitscyclus vertoont de zon ook korter durende 'magnetische seizoenen' met een periode van iets minder dan twee jaar. Dat schrijven zonneonderzoekers van het Amerikaanse National Center for Atmospheric Research in Nature Communications.
De magnetische variaties ontstaan door onderlinge wisselwerkingen van twee parallelle magnetische 'banden' onder het zonsoppervlak, die een tegengestelde magnetische polariteit hebben en elkaar gedeeltelijk overlappen. In de loop van de elfjaarlijkse cyclus migreren de banden langzaam van hoge breedtegraden naar de evenaar.
De periodieke magnetische verstoringen leiden tot zonnevlammen en zogeheten coronal mass ejections - grote uitbarstingen van gas aan het oppervlak van de zon die invloed hebben op satellietelektronica, radioverbindingen en elektriciteitsnetwerken op aarde.
Volgens de onderzoekers wordt de elfjaarlijkse cyclus gemoduleerd door de korte-termijnverstoringen, die afwisselend het sterkst zijn op het noordelijk en het zuidelijk halfrond van de zon. Het bestaan van de 'seizoensvariaties' zou ook kunnen verklaren waarom krachtige uitbarstingen op de zon vaak nog enkele jaren ná een activiteitsmaximum optreden. (GS)
→ Sun Experiences Seasonal Changes, New Research Finds
23 maart 2015
Lang voordat de aarde ontstond, hebben er in de binnendelen van het zonnestelsel waarschijnlijk grote 'superaardes' rondgecirkeld. In de prille jeugd van het zonnestelsel zijn die echter door de zon opgeslokt. Pas daarna werden de aardse planeten (Mercurius, Venus, de aarde en Mars) gevormd. Dit scenario, gebaseerd op gedetailleerde computersimulaties, wordt beschreven in een artikel van Konstantin Batygin (California Institute of Technology) en Greg Laughlin (University of California, Santa Cruz) in online-editie van Proceedings of the National Academy of Sciences.De architectuur van ons eigen zonnestelsel lijkt niet op die van de meeste andere planetenstelsels die de afgelopen jaren ontdekt zijn bij zonachtige sterren. In de meeste planetenstelsels wordt de moederster op kleine afstand vergezeld door een aantal relatief grote, zware superaardes. De binnendelen van ons eigen zonnestelsel - binnen de baan van Mercurius - zijn echter leeg.Volgens Batygin en Laughlin is dit het gevolg van een ingewikkelde 'migratie' van Jupiter. Als gevolg van wisselwerkingen met de gas- en stofschijf waaruit de eerste generatie planeten ontstond, moet de reuzenplaneet Jupiter kort na zijn ontstaan langzaam maar zeker naar binnen zijn bewogen. In een later stadium, mede als gevolg van een zwaartekrachtsresonantie met Saturnus, nam de afstand van Jupiter tot de zon juist weer toe.Tijdens de binnenwaarts gerichte migratie van Jupiter werden de banen van kleine rotsachtige objecten in de binnendelen van het zonnestelsel - zogeheten planetesimalen - sterk verstoord. De planetesimalen kwamen met elkaar in botsing, vlogen het zonnestelsel uit, of werden de zon in gedirigeerd.Uit de computersimulaties van de twee astronomen blijkt dat dat slecht nieuws geweest moet zijn voor superaardes op zeer kleine afstand van de zon. Door het bombardement - en door de zwaartekrachtsstoringen - van al die op drift geraakte planetesimalen zullen die een voor een in de zon terecht zijn gekomen.Het is dus heel goed mogelijk dat er in de jeugd van het zonnestelsel superaardes rond de zon cirkelden, op zeer kleine afstand. Dat zou zelfs goed kunnen verklaren waarom er nú geen hemellichamen rond de zon bewegen binnen de baan van Mercurius (op een enkele op drift geraakte planetoïde na): dat gebied is door de superaardes compleet schoongeveegd. (GS)
→ New Research Suggests Solar System May Have Once Harbored Super-Earths
13 maart 2015
Na een geslaagde lancering is de NASA-ruimtemissie MMS aangekomen in een baan om de aarde. ‘MMS’, de afkorting staat voor Magnetospheric Multiscale, bestaat uit vier satellieten. Doel van de missie is om het ‘ruimteweer’ – de interactie tussen de magnetische velden van de aarde en de zon – te onderzoeken. De missie moet de eerste driedimensionale beelden opleveren van zogeheten magnetische reconnecties. Deze treden op waar plasma – gas met een elektrische lading – aanwezig is. Plasma gedraagt zich heel anders dan normaal gas, omdat het zijn eigen magnetische veld meevoert. Onder normale omstandigheden komt het in een plasma niet tot het breken of samengaan van magnetische velden. Maar als veldlijnen heel dicht bij elkaar komen – bijvoorbeeld als plasma van de zon in botsing komt met het magnetische veld van de aarde – gebeurt dat soms wel. En bij dat proces komt zoveel energie vrij dat plasmadeeltjes tot enorme snelheden worden versneld. Wetenschappers willen graag precies weten onder welke omstandigheden die magnetische reconnecties optreden. Dat dient ook een praktisch doel: de interacties tussen de magnetische velden van zon en aarde veroorzaken vaak storingen in moderne technologische systemen zoals communicatienetwerken, GPS-navigatie en elektriciteitsnetwerken. De komende weken zal NASA-personeel de satellieten activeren en grondig testen. Vervolgens zal het viertal in een compacte, piramidevormige formatie worden gebracht. Naar verwachting zal het onderzoeksprogramma begin september van start kunnen gaan. (EE)
→ NASA Spacecraft in Earth’s Orbit, Preparing to Study Magnetic Reconnection
19 februari 2015
Nieuw onderzoek wijst erop dat de heliosfeer – het deel van de ruimte waarin de zonnewind de overheersende stroom van deeltjes is – veel sterker dan gedacht wordt beïnvloed door het magnetische veld van de zon. Tot nu toe werd aangenomen dat de vorm van de heliosfeer vooral werd bepaald door de thermische druk die de deeltjes van de zonnewind op het omringende interstellaire medium uitoefenen (Astrophysical Journal Letters, 19 februari). Tijdens haar tocht door de Melkweg stoot de zon voortdurend geladen deeltjes uit. Deze zonnewind veroorzaakt een reusachtige ‘zeepbel’ die zich tot ver buiten het zonnestelsel uitstrekt: de heliosfeer. Decennialang zijn wetenschappers ervan uitgegaan dat de heliosfeer een honderden miljarden kilometers lange ‘staart’ heeft, maar een nieuw model, gebaseerd op gegevens van de ruimtesonde Voyager 1, geeft een ander beeld. In het nieuwe model snoert het magnetische veld van de zon de deeltjesstroom van de zon in, waardoor twee noord-zuid gerichte bundels of ‘jets’ ontstaan die vervolgens worden meegesleept met de stroming van het interstellaire medium waar de heliosfeer doorheen beweegt. Het model wijst erop dat de staart van de heliosfeer tamelijk kort en gespleten is. De wetenschappers die de modelberekeningen hebben uitgevoerd, vergelijken de heliosfeer met een tube tandpasta met twee openingen waar een elastiek omheen gewikkeld is. Het elastiek stelt het magnetische veld van de zon voor, de tandpasta de deeltjesstroom van de zon. Als je dat elastiek maar hard genoeg aantrekt, komt aan twee kanten een ‘pasta’ van zonnedeeltjes naar buiten. (EE)
→ A new view of the solar system: astrophysical jets driven by the sun
19 februari 2015
Volgens de Amerikaanse bioloog Michael Rampino worden geologische en biologische processen op aarde beïnvloed door de beweging van het zonnestelsel om het Melkwegcentrum. Dat zou komen doordat de donkere materie in de schijf van de Melkweg de banen van kometen verstoort en het inwendige van de aarde extra opwarmt – twee verschijnselen die in verband worden gebracht met massa-uitstervingen (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society). De schijf is het deel van de Melkweg waar de meeste sterren en gaswolken te vinden zijn. Vermoed wordt dat tussen die sterren ook donkere materie aanwezig is – een substantie die weliswaar onwaarneembaar is (tot nu toe dan), maar wel zwaartekrachtsaantrekking uitoefent. Eerder onderzoek heeft laten zien dat de zon eens in de 250 miljoen jaar een rondje om het Melkwegcentrum voltooid. Tijdens die omloop maakt zij een golfbeweging die tot gevolg heeft dat het zonnestelsel ongeveer eens in de dertig miljoen jaar de Melkwegschijf doorkruist. Volgens Rampino vallen deze schijfpassages samen met perioden dat de aarde vaak door kometen is getroffen en veel soorten op onze planeet uitstierven. Dat zou komen doordat de Oortwolk – het grote kometenreservoir dat ons zonnestelsel omgeeft – bij zo’n passage wordt verstoord door de zwaartekracht van de donkere materie. Dat zou ertoe leiden dat grote aantallen kometen in de richting van de zon worden gedirigeerd, waarvan sommige in botsing komen met onze planeet. Tegelijkertijd zou zich ook donkere materie verzamelen in de kern van de aarde. De warmte die vrijkomt bij de onderlinge annihilatie van donkeremateriedeeltjes zou een opleving van vulkanisch activiteit veroorzaken, met dramatische gevolgen voor het leven op aarde. (EE)
→ Does Dark Matter cause mass extinctions and geologic upheavals?
18 februari 2015
Duitse onderzoekers hebben met succes een nieuwe lasertechniek toegepast in spectroscopische waarnemingen van de zon. De nieuwe techniek maakt het mogelijk om minieme golflengteverschuivingen in het licht van de zon ongeveer honderd maal zo nauwkeurig te meten als tot nu toe mogelijk was. Dezelfde techniek kan in de toekomst toegepast worden in het onderzoek aan exoplaneten. De Duitse onderzoekers werkten met een zogeheten laserfrequentiekam - een instrument dat laserpulsjes produceert op een groot aantal specifieke golflengten. Wanneer het resulterende licht uiteengerafeld wordt met een spectroscoop, ontstaan een kam-achtig patroon van een groot aantal parallelle lijntjes - vandaar de naam. Het spectrum van een lichtbron (zoals de zon of een ster) kan met dit lijntjespatroon vergeleken worden, waardoor een heel nauwkeurige golflengtebepaling mogelijk wordt. In een artikel in New Journal of Physics worden waarnemingen aan de zon beschreven die zijn uitgevoerd met behulp van een laserfrequentiekam op een Duitse zonnetelescoop op Tenerife. De enorme precisie van de golflengtekalibratie werd bereikt dankzij het feit dat zowel het laserlicht van de frequentiekam als het onderzochte zonlicht door een en dezelfde enkelvoudige glasvezel werden geleid. De nieuwe techniek biedt ongekende mogelijkheden voor de speurtocht naar exoplaneten. Die verraden hun bestaan door periodieke schommelingen van de ster waar ze omheen draaien. Die schommelingen zijn waarneembaar als minieme periodieke golflengteverschuivingen in het licht van de ster. Met een laserfrequentiekam moet het in de toekomst mogelijk zijn om snelheidsvariaties te meten van slechts één centimeter per seconde - grofweg de snelheidsvariaties van de zon als gevolg van de zwaartekracht van de aarde. (GS)
→ Laser "Ruler" Holds Promise for Hunting Exoplanets
12 februari 2015
Even na middernacht is vanaf Cape Canaveral in Florida de Deep Space Climate Observatory (DSCOVR) gelanceerd. Deze satelliet, gebouwd door NASA en NOAA (het Amerikaanse agentschap voor meteorologie en oceanografie), is de opvolger van ACE – een satelliet die sinds 1997 de activiteit van de zon in de gaten houdt. Net als ACE zal DSCOVR naar het Lagrangepunt L1 worden gemanoeuvreerd. Dat punt ligt vanaf de aarde gezien op een afstand van 1,5 miljoen kilometer in de richting van de zon. Satellieten in het L1-punt draaien in een jaar om de zon, en nemen daardoor een (vrijwel) vaste positie in ten opzichte van onze planeet. Bovendien hebben ze nooit last van de schaduw van aarde of maan: de zon blijft dus altijd in beeld. De reis naar het L1-punt gaat ongeveer 110 dagen duren. Na uitgebreide tests moet DSCOVR over vijf maanden de rol van ACE als hoofdbewaker van de zon overnemen. Zijn zeventien jaar oude voorganger blijft overigens gewoon in bedrijf. In combinatie met een nieuw computermodel, dat in de loop van dit jaar beschikbaar wordt, zullen de gegevens van DSCOVR worden gebruikt om het optreden van geomagnetische stormen te voorspellen. Geomagnetische stormen ontstaan wanneer grote hoeveelheden geladen deeltjes van de zon in botsing komen met het aardmagnetische veld. Grote zonne-uitbarstingen kunnen schade toebrengen aan satellietcommunicatie- en GPS-systemen, en de stroomvoorziening en het vliegverkeer op aarde verstoren. DSCOVR let overigens niet alleen op de zon. Hij heeft ook twee instrumenten aan boord, waarmee kan worden gemeten welke invloed het ‘zonneweer’ heeft op de hoeveelheid ozon en aerosolen in de aardatmosfeer. (EE)
→ NOAA’s new deep space solar monitoring satellite launches
14 januari 2015
Hoewel wetenschappers nog niet helemaal begrijpen hoe zonnevlammen ontstaan, wordt het optreden van deze reusachtige explosies op de zon wel steeds voorspelbaarder. Wetenschappers van de Stanford-universiteit (VS) hebben software ontwikkeld die de analyse van zonne-uitbarstingen automatisch afhandelt. Bij een zonnevlam komt vele malen meer energie vrij dan bij de explosie van een atoombom. Genoeg zelfs om 150 miljoen kilometer verderop – op aarde dus – communicatie- en stroomvoorzieningen te verstoren. Deze explosieve uitbarstingen komen voort uit de verstrengelde magnetische velden die over de hele zon optreden. De Stanford-wetenschappers hebben, met behulp van kunstmatige intelligentie, de enorme hoeveelheid waarnemingen van zonnevlammen geanalyseerd die gedaan zijn door het Solar Dynamics Observatory (SDO), een Amerikaanse zonnesatelliet. Daarbij is gekeken in hoeverre gegevens over de magnetische velden rond zonnevlekken – relatief koele plekken op de zon – kunnen worden gebruikt om de sterkte van komende zonnevlammen te voorspellen. De onderzoekers verzamelden SDO-gegevens van tweeduizend actieve gebieden op de zon waarvan sommige wel en andere geen sterke zonnevlammen produceerden. Vervolgens werd de computer gevoed met zeventig procent van de gegevens, om hem te ‘trainen’ in het herkennen van relevante kenmerken. De overige dertig procent van de gegevens werd gebruikt om te toetsen in hoeverre de computer iets van deze exercitie had ‘geleerd’. De resultaten laten zien dat het optreden van zonnevlammen aan de hand van slechts enkele gegevens over het magnetische veld en de daarin opgeslagen energie kan worden voorspeld. De verwachting is dat de methode nog verder kan worden verfijnd. (EE)
→ Artificial intelligence helps Stanford physicists predict dangerous solar flares
22 december 2014
Voor het eerst is de zon gefotografeerd door de Amerikaanse röntgentelescoop NuSTAR. NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) is in 2012 gelanceerd; het is een extreem gevoelige telescoop die harde (energierijke) röntgenstraling uit het heelal detecteert.
De zon produceert relatief weinig harde röntgenstraling, zodat NuSTAR niet 'verblind' wordt wanneer hij op de zon wordt gericht. Dankzij de grote gevoeligheid van de röntgencamera van NuSTAR worden wel veel kleine details vastgelegd, zoals uit de eerste röntgenfoto blijkt.
Wetenschappers hopen met NuSTAR misschien 'nanovlammen' te kunnen detecteren - kleine, energierijke uitbarstingen op het zonsoppervlak die mogelijk een verklaring vormen voor de extreem hoge temperatuur van de corona, de ijle dampkring van de zon.
Wellicht kan NuSTAR ook röntgenstraling detecteren van de annihilatie van donkere materie in het binnenste van de zon, vooropgesteld dat die mysterieuze materie uit zogeheten axionen bestaat. (GS)
→ Sun Sizzles in High-Energy X-Rays
15 december 2014
De interstellaire ‘tsunami’ die in februari voor het eerst werd opgemerkt door de Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1 duurt nog steeds voort. Dat melden projectwetenschappers deze week op het jaarlijkse congres van de American Geophysical Union in San Francisco.
Voyager 1, gelanceerd in 1977, vloog eind augustus 2012 het zonnestelsel uit: de ruimtesonde passeerde de heliopauze, de overgang tussen de magnetische invloedssfeer van de zon en de interstellaire ruimte. Ook daar blijkt de invloed van de zon echter nog steeds merkbaar. Uitbarstingen op de zon (zogeheten coronal mass ejections) blazen grote hoeveelheden elektrisch geladen deeltjes de ruimte in. Aan de rand van de heliosfeer, waar die deeltjes in botsing komen met het ijle gas in de ruimte tussen de sterren, ontstaan schokgolven in de interstellaire materie.
De eerste interstellaire ‘tsunami’ vond plaats in oktober en november 2012. De tweede in april en mei 2013. De huidige tsunami is de langstdurende die tot nu toe ooit is geregistreerd. Het lijkt erop dat dergelijke schokgolven zich veel verder in de interstellaire ruimte voortplanten dan tot nu toe werd aangenomen. (GS)
→ NASA Voyager: ‘Tsunami Wave’ Still Flies Through Interstellar Space
20 november 2014
Volgens onderzoekers van de universiteit van Reading (VK) zou de zon een rol kunnen spelen bij het genereren van blikseminslagen op aarde. De wetenschappers hebben ontdekt dat tussen 2001 en 2006 het aantal blikseminslagen in het Verenigd Koninkrijk op de momenten dat het aardmagnetische veld werd ‘verbogen’ door het draaiende magnetische veld van de zon met vijftig procent toenam (Environmental Research Letters, 19 november). Het aardmagnetische veld schermt onze planeet af tegen energierijke deeltjes uit de ruimte – de zogeheten kosmische straling. Gebleken is dat deze deeltjes een keten van gebeurtenissen in onweerswolken kunnen veroorzaken die tot bliksemvorming leiden. Wanneer het aardmagnetische veld vervormt, worden delen van de hoge atmosfeer aan meer kosmische straling blootgesteld. Volgens de onderzoekers wordt daardoor de vorming van onweersbuien versterkt. En waar al onweerswolken zijn, wordt de ontwikkeling van bliksem gestimuleerd. Bij eerder onderzoek hebben de wetenschappers van Reading al een verband geconstateerd tussen energierijke deeltjes van de zon en de bliksemfrequentie op aarde. (EE)
→ Sun’s rotating ‘magnet’ pulls lightning towards UK
12 november 2014
De grootste zonnevlekkengroep in meer dan twintig jaar, die vorige maand enkele krachtige ‘zonnevlammen’ produceerde, staat op het punt om weer op te duiken aan de westkant van de zonneschijf. Als de voortekenen niet bedriegen is het actieve gebied A2192 ondertussen nóg groter geworden. Door de rotatie van de zon, die ongeveer 27 dagen duurt, verdween A2192 enkele weken geleden uit ons zicht. De Amerikaanse zonnefysicus Charles Lindsey heeft echter een techniek ontwikkeld waarmee ook actieve gebieden aan de achterkant van de zon kunnen worden gevolgd. Bij deze techniek wordt gebruik gemaakt van de kleine golvingen die deze gebieden aan de voorzijde van de zon veroorzaken. De reconstructie van A2192 laat zien dat de zonnevlekkengroep nog steeds van kolossale omvang is. Tijdens het vorige optreden was de groep ongeveer zo groot als de planeet Jupiter. Ook produceerde het gebied diverse forse uitbarstingen, maar zogeheten coronale massa-ejecties (CME’s) bleven uit. Een CME is een enorme wolk van geladen deeltjes en magnetische velden die de ruimte in wordt geblazen. Als zo’n ‘plasmawolk’ in het magnetische veld van de aarde terechtkomt, kunnen de gevolgen uiteenlopen van poollichtverschijnselen tot verstoringen van stroomnetten en telecommunicatiesystemen. (EE)
→ Giant sunspot returns – and it’s bigger and badder than ever
21 oktober 2014
Het wordt steeds gevaarlijker om een bemande reis naar Mars te maken. Oorzaak: de zon. Die is de laatste tijd veel minder actief dan normaal. De magnetische veldsterkte van de zon is daardoor ook geringer, en dat betekent dat de zon minder bescherming biedt tegen kosmische straling - energierijke elektrisch geladen deeltjes uit het heelal. Dat resulteert weer in een hoger stralingsrisico voor astronauten die zich buiten de magnetische invloedssfeer van de aarde begeven.
De activiteit van de zon - zonnevlekken, uitbarstingen en sterke magnetische velden - vertoont een cyclus van elf jaar. Tijdens een activiteitsminimum is de hoeveelheid kosmische straling in de binnendelen van het zonnestelsel hoger dan gemiddeld, en kan een 30-jarige mannelijke astronaut ongeveer een jaar lang in de interplanetaire ruimte verblijven voordat hij significant meer risico loopt op kanker. Voor een even oude vrouwelijke astronaut wordt die grens al na tien maanden bereikt. Dat blijkt uit metingen van een stralingsexperiment aan boord van de Amerikaanse maansonde LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter).
Tijdens het meest recente zonneminimum, in 2009, bereikte de zonneactiviteit echter haar laagste waarde sinds ongeveer honderd jaar. Het huidige zonnemaximum is ongewoon zwak, en veel astronomen verwachten dat er bij het volgende zonneminimum, rond 2020, opnieuw records gaan sneuvelen. Dat zou betekenen dat de hoeveelheid kosmische straling verder toeneemt, zodat er na een verblijf van ongeveer negen maanden al sprake is van ernstige stralingsrisico's.
In een artikel in het vakblad Space Weather waarschuwen de onderzoekers voor de potentiële gevaren die dat met zich meebrengt voor toekomstige bemande reizen naar Mars, zoals die onder andere zijn gepland door het Nederlandse bedrijf Mars One. Een enkele reis naar Mars duurt al snel minstens acht maanden; Mars heeft zelf bovendien geen beschermend magneetveld. (GS)
→ Increasing cosmic radiation may boost danger for manned missions to Mars
19 oktober 2014
De grote zonnevlek AR2192, die kort geleden aan de westzijde van de zon tevoorschijn is gekomen, produceerde op zondagochtend 19 oktober een krachtige zonnevlam (klasse X1). Metingen door de Amerikaans-Europese SOHO-kunstmaan laten echter zien dat er bij de zonnevlam geen CME (coronal mass ejection) is ontstaan. Zo'n CME is een grote wolk van elektrisch geladen deeltjes die door de zon de ruimte in geblazen wordt, en bij aankomst op aarde poollicht kan veroorzaken. De komende dagen draait het actieve gebied op de zon echter steeds meer naar het centrum van de zichtbare zonneschijf; toekomstige uitbarstingen zouden eventueel wél voor opvallend poollicht kunnen zorgen. (GS)
→ Informatie over de zonnevlam op www.spaceweather.com
16 oktober 2014
De zon zit nog ingewikkelder in elkaar dan gedacht. Niet alleen in het buitenste deel van de atmosfeer vinden grote uitbarstingen van deeltjes en straling plaats, ook op het zonsoppervlak komt het tot echte explosies. Op sommige plaatsen hoopt zich magnetische energie op, die zich in luttele minuten ontlaadt. Daarbij kunnen de temperaturen oplopen tot 100.000 graden: dat is twintig keer zo heet als de rest van het zonsoppervlak (Science, 17 oktober). De betrekkelijk kleine explosies spelen zich af in de omgeving van actieve gebieden op de zon – gebieden die worden gekenmerkt door sterke magnetische velden en waar vaak ook donkere zonnevlekken ontstaan. In zichtbaar licht zijn de explosies niet waarneembaar: ze zijn ontdekt met de NASA-satelliet IRIS, die gevoelig is voor (de veel energierijkere) ultraviolette straling. De wetenschappers die de IRIS-beelden hebben geanalyseerd zoeken de oorzaak van de explosies bij de sterke magnetische velden in de fotosfeer. In de omgeving treden de magnetische veldlijnen boogvormig uit het zonsoppervlak naar buiten; door die bogen stroomt heet plasma. En soms treedt tussen deze plasmastromen een soort kortsluiting op, waarbij grote hoeveelheden energie vrijkomen. Een andere ontdekking die met IRIS is gedaan, is dat de zonnewind – de stroom deeltjes die de zon voortdurend uitzendt – het zonsoppervlak niet gelijkmatig verlaat, maar in de vorm van zeer lokale, energierijke 'jets' (straalstromen). (EE)
→ Hot Explosions on the Cool Sun
25 september 2014
Een groot deel van het water in ons zonnestelsel is afkomstig van ijs dat vóór de geboorte van de zon is ontstaan. Dat blijkt uit modelberekeningen door een Amerikaans/Brits team van wetenschappers (Science, 26 september). In haar jeugd was de zon omringd door een schijf van brokken ijs en gesteente die door samenklontering uitgroeiden tot de planeten. Maar was dat ijs rechtstreeks afkomstig uit de interstellaire gaswolk waaruit de zon is ontstaan? Of werd het ‘oerijs’ tijdens het roerige vormingsproces van ons planetenstelsel afgebroken? Om die vragen te kunnen beantwoorden hebben de wetenschappers zich gericht op de atomaire samenstelling van het water. Normaal gesproken bestaan watermoleculen uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. Maar in sommige watermoleculen zit een deuteriumatoom (een zwaardere isotoop van waterstof) op de plek van een van de waterstofatomen. Met hun computermodel hebben de wetenschappers onderzocht hoeveel deuteriumhoudend water er via chemische processen kan ontstaan in een ‘protoplanetaire’ schijf die zónder deuteriumhoudend water begint. De berekeningen laten zien dat dit niet genoeg deuteriumhoudend water oplevert om de waargenomen hoeveelheden in bijvoorbeeld de aardse oceanen te kunnen verklaren. Dat betekent dat het water in ons zonnestelsel voor een belangrijk deel rechtstreeks afkomstig is van de oerwolk waaruit zon en planeten zijn ontstaan. Van interstellair ‘waterijs’, dat onder zeer lage temperaturen is gevormd, is bekend dat het relatief veel deuterium bevat. Het water in onze oceanen is misschien wel voor de helft van deze bron afkomstig. (EE)
→ Earth’s Water Is Older than the Sun
10 september 2014
Afgelopen donderdag (10 september) om 19.48 uur vond er een krachtige uitbarsting van straling plaats op de zon. De zonnevlam hing samen met een zonnevlekkengroep die zich op dat moment – vanaf de aarde gezien – vrijwel midden op de zonneschijf bevond. De ultraviolette straling die bij de explosie vrijkwam, bereikte korte tijd later de bovenste lagen van de aardatmosfeer. Hierdoor werden radioverbindingen op de korte golf meer dan een uur lang gestoord. Verder leidde de uitbarsting tot de uitstoot van een wolk zonneplasma uit de buitenste atmosfeer van de zon (de corona). Deze geladen deeltjes zullen de aarde waarschijnlijk op 12 september bereiken en een zogeheten geomagnetische storm veroorzaken. Dat vergroot de kans op poollicht dat waarneembaar is op de breedtegraad van Nederland. (EE)
→ Storm warning
10 september 2014
Bij magnetische reconnectie – het ‘knappen’ en vervolgens weer aaneenvoegen van magnetische veldlijnen – komt enorm veel energie vrij. Maar wetenschappers worstelen allang met de vraag hoe dat proces in zijn werk gaat, Wetenschappers van het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) in de VS lijken een stap dichter bij een verklaring te zijn gekomen (Nature Communications, 10 september). Bij een relatief klein laboratoriumonderzoek met plasma – heet, geïoniseerd gas – hebben de wetenschappers niet alleen gezien hoe de transformatie zich voltrekt, maar ook vastgesteld dat ongeveer de helft van de magnetische energie wordt omgezet in deeltjesenergie c.q. de snelheid waarmee de deeltjes in het plasma bewegen. Volgens de onderzoekers wordt de vrijgekomen energie in eerste instantie gebruikt om de elektronen in het plasma te versnellen. Hierdoor ontstaat een elektrisch veld dat op zijn beurt de belangrijkste energiebron voor de ionen (geïoniseerde atoomkernen) wordt. Overal waar sterke magnetische velden in het spel zijn kan magnetische reconnectie optreden. Op de zon resulteert deze omzetting van energie, waarbij het equivalent van miljoenen tonnen TNT vrijkomt, in kolossale uitbarstingen. Bij het magnetische veld van de aarde blijven de gevolgen beperkt tot geomagnetische ‘stormen’ die satellieten en kunnen beschadigen en (in extreme gevallen) stroomnetten op aarde kunnen platleggen. (EE)
→ PPPL scientists take key step toward solving a major astrophysical mystery
27 augustus 2014
Met behulp van een van de gevoeligste neutrinodetectors op aarde heeft een internationaal team van wetenschappers voor het eerst de neutrino’s gedetecteerd die vrijkomen bij de fusiereacties in de kern van onze zon. Daarbij is vastgesteld dat deze deeltjes – zoals al werd verwacht – vrijkomen bij het samensmelten van twee protonen (Nature, 28 augustus). Dat is de eerste stap in de reactieketen die verantwoordelijk is voor ongeveer 99 procent van de energie die de zon produceert.
De neutrino’s die vrijkomen bij de fusiereacties in het hart van de zon stromen met bijna de snelheid van het licht de ruimte in. Per seconde wordt elke vierkante centimeter van het aardoppervlak getroffen door ruwweg honderd miljard van deze deeltjes. Neutrino’s gaan echter bijna geen interacties aan met materie, waardoor ze maar heel moeilijk te detecteren zijn.
Het moeilijkst detecteerbaar zijn neutrino’s die relatief weinig energie hebben, zoals die welke vrijkomen bij de proton-protonreactie. Deze laten zich namelijk moeilijk onderscheiden van de neutrino’s die vrijkomen bij natuurlijke radioactieve processen op aarde.
Om dat probleem te omzeilen hebben de wetenschappers gebruik gemaakt van de Borexino-detector, die diep onder het Italiaanse Apennijnengebergte ligt. Deze detecteert de schaarse interacties tussen neutrino’s met de elektronen in een extreem zuivere organische vloeistof. De detector, die zich in een bijna veertien meter grote bol van roestvrij staal bevindt, omringd door duizend ton water, wordt beschouwd als de meest stralingsvrije plek op aarde. (EE)
→ Detecting Neutrinos from the Heart of the Sun
7 augustus 2014
Een internationaal team van wetenschappers heeft meer inzicht gekregen in de prehistorie van ons zonnestelsel – de periode onmiddellijk voorafgaand aan de geboorte van onze zon. Door de zware radioactieve elementen in meteorieten te analyseren, hebben ze vastgesteld wanneer voor het laatst zware elementen zoals goud, zilver, platina, lood en zeldzame aardmetalen aan de oermaterie van het zonnestelsel werden toegevoegd (Science, 8 augustus). Sterren zoals onze zon ontstaan wanneer de dichtste delen van een grote wolk stof en gas onder invloed van de zwaartekracht samentrekken. Behalve waterstof en helium bevat zo’n oerwolk ook zwaardere elementen, die afkomstig zijn van sterren die aan het einde van hun leven een groot deel van hun materie hebben uitgestoten. Uit het nieuwe onderzoek blijkt dat de oermaterie van ons zonnestelsel ongeveer 100 miljoen jaar voor de geboorte van de zon voor het laatst met goud, zilver en platinum is verrijkt. De laatste zeldzame aardmetalen – elementen die onder andere worden gebruikt bij de productie van smartphones – kwamen 70 miljoen jaar later. Dat betekent dat het materiaal waaruit het zonnestelsel is ontstaan zich al ongeveer 30 miljoen jaar voor de geboorte van de zon van de rest van het Melkwegstelsel heeft afgezonderd. Tijdens die lange ‘incubatieperiode’ ontstond een stellaire kraamkamer waarin naast de zon nog een x-aantal andere sterren ontstonden. (EE)
→ Step closer to birth of the sun
28 juli 2014
Zeker zestig procent van de zachte röntgenstraling uit het heelal is afkomstig uit de Local Hot Bubble - een grote 'bel' van zeer ijl, heet gas (plasma) waar de zon doorheen beweegt. Dat blijkt uit metingen van een röntgeninstrument aan boord van een sondeerraket. De resultaten zijn op 27 juli online gepubliceerd in Nature.
In 1990 ontdekte de Duitse kunstmaan ROSAT al een kosmische 'achtergrond' van zachte röntgenstraling, met een relatief lange golflengte en een relatief geringe energie. De herkomst daarvan was echter lange tijd niet duidelijk. Het zou om röntgenstraling kunnen gaan die afkomstig is van plasma in de Local Hot Bubble, of om röntgenstraling die geproduceerd wordt door de wisselwerking van zonnewinddeeltjes met elektrisch geladen deeltjes in de interplanetaire ruimte in ons eigen zonnestelsel.
Het DXL-experiment (Diffuse X-ray emission from the Local galaxy), dat op 12 december 2012 een vijf minuten durende vlucht maakte aan boord van een Amerikaanse sondeerraket, heeft nu op overtuigende wijze aangetoond dat hooguit veertig procent van de zachte röntgenachtergrond afkomstig is uit ons eigen zonnestelsel. De rest wordt geproduceerd door het ijle plasma in de Local Hot Bubble.
Deze interstellaire 'bel' moet in de afgelopen 20 miljoen jaar zijn ontstaan door één of meer supernova-explosies in de omgeving van de zon. Er was al langer bekend dat de zon zich momenteel in een relatief 'leeg' gebied in het Melkwegstelsel bevindt; de DXL-metingen bieden voor het eerst informatie over het zeer ijle, hete gas in de bel. (GS)
→ NASA-funded X-ray Instrument Settles Interstellar Debate (origineel persbericht)
23 juli 2014
‘Voyager 1 heeft het zonnestelsel verlaten.’ Die mededeling hebben we de afgelopen twee jaar verschillende keren mogen lezen. Maar nog steeds zijn lang niet alle wetenschappers ervan overtuigd dat de inmiddels 37 jaar oude ruimtesonde de grens met de interstellaire ruimte is gepasseerd.Twee wetenschappers van het Voyager-team hebben nu echter een test ontwikkeld die – naar eigen zeggen – echt de knoop zal doorhakken. De wetenschappers voorspellen dat de Voyager 1 binnen twee jaar de dunne grenslaag zal passeren waar de polariteit van het magnetische veld van de zon van richting omkeert. Als dat inderdaad gebeurt, bevindt de ruimtesonde zich nog binnen de heliosfeer – het deel van de ruimte waar het magnetische veld van de zon de overhand heeft. Gebeurt het niet, dan heeft Voyager 1 de interstellaire ruimte bereikt. Volgens collega’s is het overigens nog maar de vraag of de test echt doorslaggevend zal blijken te zijn. De heliosfeer hoeft namelijk geen vaste omvang te hebben: ze kan uitdijen of krimpen. Het is dus niet ondenkbaar dat Voyager 1 de grens van het zonnestelsel meerdere keren tegenkomt. Voyager 1 en haar zustersonde Voyager 2 werden in 1977 gelanceerd om de planeten Jupiter en Saturnus te onderzoeken. Voyager 2 scheerde ook langs Uranus en Neptunus. Beide zijn hard op weg naar de grens van ons zonnestelsel – waar die momenteel ook mag liggen. (EE)
→ Voyager Spacecraft Might Not Have Reached Interstellar Space
9 juli 2014
Wetenschappers die gebruik maken van gegevens van de ruimtesonde MESSENGER hebben zogeheten snelle neutronen waargenomen die afkomstig zijn van de zon. Deze gematigd energierijke subatomaire deeltjes zonder elektrische lading kunnen worden gebruikt om zonnevlammen – grote uitbarstingen op het oppervlak van de zon – te onderzoeken. Vanaf de aarde kunnen deze deeltjes niet worden gedetecteerd.Vrije neutronen hebben een gemiddelde vervaltijd van iets minder dan vijftien minuten. Ze vallen dan uiteen in drie andere deeltjes: een proton, een elektron en een elektron-neutrino. Hierdoor bewegen de zonneneutronen niet snel genoeg om door de zonnetelescopen die om de aarde cirkelen te worden gedetecteerd: ze komen hier simpelweg niet aan. MESSENGER draait sinds maart 2011 om de planeet Mercurius en bevindt zich dus ongeveer drie keer zo dicht bij de zon als wij. Vanuit die positie is hij wél in staat om langskomende zonneneutronen te detecteren. Informatie over het gedrag van deze deeltjes geeft inzicht in de ingewikkelde versnellingsprocessen die verantwoordelijk zijn voor het ontstaan van energierijke zonnedeeltjes. De neutronen van de zon vormen een soort uitloper van het buitenste deel van de zonneatmosfeer – de corona. Na hun verval tot protonen worden ze langs magnetische veldlijnen de interplanetaire ruimte in geleid. (EE)
→ NASA’s MESSENGER Spacecraft Observes Solar Neutrons
8 juli 2014
De Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1, die zich ver buiten de baan van de buitenste planeet Neptunus bevindt, is opnieuw getroffen door een 'zonnetsunami' - een schokgolf in de ruimte, veroorzaakt door een grote uitbarsting op de zon die ongeveer een jaar eerder plaatsgevonden moet hebben. De schokgolf veroorzaakt trillingen in het interstellaire plasma waar Voyager 1 momenteel doorheen beweegt en verstoort bovendien de bewegingen van de individuele elektrisch geladen deeltjes in dat plasma.
De metingen aan de nieuwe tsunami - de derde die door Voyager 1 is geregistreerd sinds hij de invloedssfeer van de zon (de heliosfeer) achter zich heeft gelaten - bevestigen dat de ruimtesonde zich inderdaad in de interstellaire ruimte bevindt. Uit de frequentie van de veroorzaakte plasmatrillingen kan de dichtheid van het gas worden afgeleid. Die blijkt enkele tientallen malen zo hoog te zijn als de dichtheid van elektrisch geladen deeltjes in de heliosfeer.
Voyager 1 werd in 1977 gelanceerd en passeerde de reuzenplaneten Jupiter en Saturnus voordat hij het zonnestelsel uitvloog. De afstand tot de aarde bedraagt momenteel iets meer dan 19 miljard kilometer. (GS)
→ Sun Sends More 'Tsunami Waves' to Voyager 1 (origineel persbericht)
2 juli 2014
De vorming en evolutie van magnetische fluxbuizen op de zon is voor het eerst gedetailleerd in beeld gebracht met behulp van het IMaX-instrument (Imaging Magnetograph Experiment) aan boord van de Sunrise-ballonmissie. Tijdens de vlucht verrichtte IMaX 23 minuten lang extreem gedetailleerde metingen aan het magnetisch veld van de zon.
Fluxbuizen zijn langgerekte magnetische structuren van heet gas, met afmetingen van enkele honderden kilometers. Ze worden wel beschouwd als de bouwstenen van het magnetisch veld van de zon. Eerder was al bekend dat ze ontstaan in de ruimtes tussen afzonderlijke granulen - grote bellen van heet gas die aan het oppervlak van de zon omhoog borrelen.
IMaX heeft de vorming en de evolutie van de fluxbuizen nu voor het eerst in detail bestudeerd. Daarbij blijkt dat er sprake is van een soort oscillatie, waarbij de magnetische veldsterkte toe- en afneemt. Het onderzoek kan bijdragen in een beter begrip van de magnetische eigenschappen van de zon, die onder andere aan de basis liggen van de 11-jarige zonnecyclus. (GS)
→ IMaX, a Spanish instrument, reveals how magnetic structures in the Sun are born and evolve (origineel persbericht)
25 juni 2014
Waarnemingen met de beide STEREO-satellieten van NASA laten zien dat de corona van de zon groter is dan gedacht. Hij strekt zich uit tot op ongeveer 8 miljoen kilometer van het zonsoppervlak. Dat betekent dat de Solar Probe Plus, een NASA-ruimtesonde die de zon over enkele jaren tot op 6 miljoen kilometer zal naderen, daadwerkelijk in aanraking komt met de buitenste uitlopers van onze ster. De herziene omvang van de corona wordt afgeleid uit drukgolven die zich door het ijle gas voortplanten. Deze ‘magnetosonische’ golven zijn zichtbaar als trage, kleine rimpelingen, die worden veroorzaakt door uitbarstingen dichter bij de zon. Bekend was al dat de corona zich tot op miljoenen kilometers van de zon uitstrekt, maar hoe ver precies was onduidelijk. Met het blote oog is zonnecorona onder normale omstandigheden niet waarneembaar. Alleen tijdens een totale zonsverduistering, als de maan voor de heldere zonneschijf schuift, vertoont hij zich als een krans van spookachtig licht. Satellieten voor zonneonderzoek kunnen zo’n zonsverduistering nabootsen met behulp van een ondoorzichtig schijfje. (EE)
→ NASA's STEREO Maps Much Larger Solar Atmosphere Than Previously Observed
24 juni 2014
'Regen' in de 'dampkring' van de zon ontstaat op vergelijkbare wijze als neerslag op aarde. Eamon Scullion van Trinity College in Dublin en zijn collega's hebben op basis van satellietgegevens en computermodelberekeningen meer inzicht verkregen in het ontstaan van 'coronale regen' - relatief koel gas dat vanuit de corona (de ijle zonne-atmosfeer) op het hete oppervlak neerdaalt. De nieuwe resultaten worden vandaag gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Portsmouth.
Zonnevlammen - explosieve uitbarstingen aan het oppervlak - blazen heet gas de ruimte in. Op grote hoogte kan dat gas snel afkoelen en condenseren tot plasmawolken met afmetingen van vele honderden kilometers - de 'regendruppels' die weer terugvallen op het zonsoppervlak. Soms is er sprake van een ware 'waterval' van plasma, zoals in juni 2012.
Scullion en zijn collega's hebben foto's bestudeerd die gemaakt zijn met de Swedish Solar Telescope op het Canarische eiland La Palma. Op basis daarvan concluderen ze dat het condensatieproces soms heel snel verloopt, als gevolg van 'catastrofale afkoeling'. Ook op aarde ontstaat neerslag door afkoeling en condensatie (van waterdamp).
De coronale regen speelt vermoedelijk een belangrijke rol bij het reguleren van de (hoge) temperatuur van de corona. Hoe de corona zo sterk wordt verhit is overigens nog steeds een raadsel. (GS)
→ When It Rains, It Pours...on the Sun (origineel persbericht)
23 juni 2014
Eon Jui Lee van de Universiteit van St. Andrews heeft een driedimensionaal computermodel ontwikkeld waarmee het ontstaan van zogeheten 'blowout jets' op de zon kan worden gesimuleerd en verklaard. In tegenstelling tot de normale 'jets' (straalstromen) op de zon, waarbij enkele tonnen extreem heet zonnegas de ruimte in geblazen worden met snelheden tot 1000 kilometer per seconde, gaat het bij blowout jets om koeler gas, met temperaturen van 'slechts' tien- tot honderdduizend graden. Volgens Lee ontstaan ze door magnetische explosies aan de voet van de jet, mogelijk doorat de veldlijnen in het zonnegas ineen gestrengeld raken. De computersimulaties komen nauwkeurig overeen met waarnemingen van de explosieve verschijnselen door de Japanse Hinode-kunstmaan. Lee presenteert zijn nieuwe model dee week op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Portsmouth. (GS)
→ Big solar blowouts hold clue to space weather (origineel persbericht)
23 juni 2014
Grote, trage uitbarstingen op de zon kunnen op gang komen door kleinere 'pufjes' van heet gas in de corona - de ijle, hete dampkring van de zon. Dat blijkt uit 3D-waarnemingen die in januari 2013 verkregen zijn door de zonnesatellieten SOHO, STEREO en Solar Dynamics Explorer. De 'pufjes' worden op hun beurt weer veroorzaakt door 'jets' (straalstromen) van heet gas die de ruimte in geblazen worden vanaf het oppervlak van de zon. Zonnefysici van de Universiteit van Aberystwyth zagen hoe de verschillende 'pufjes' met een tussenpoos van ca. drie uur optraden. Pas na ca. 12 uur kwam een grote, trage uitbarsting in de corona van de zon op gang. Doordat het verschijnsel is waargenomen door verschillende zonne-observatoria in de ruimte, vanuit verschillende richtingen, kon een 3D-beeld van het proces verkregen worden. De nieuwe metingen worden deze week gepresenteerd op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in Portsmouth. (GS)
→ Puffing Sun gives birth to reluctant eruption (origineel persbericht)
18 juni 2014
NASA heeft een nieuwe ruimteonderzoeksmissie geselecteerd voor het onderzoek van zonnedeeltjes boven de polen van de aarde. De missie, CuSPP geheten, zal worden uitgevoerd met een CubeSat – een minisatelliet ter grootte van drie melkpakken. CuSPP zal misschien al in 2017 meeliften met de lancering van een andere (grotere) satelliet. Hij wordt uitgerust met een ionendetector die de bronnen en versnellingsmechanismen van energierijke deeltjes van de zon in kaart moet brengen. Zulke deeltjes zijn schadelijk voor astronauten en satellieten. Het CubeSat-concept is in 1999 ontwikkeld om studenten op relatief goedkope wijze praktische ervaring te laten opdoen in het ontwerpen en bouwen van satellieten. De missies kosten maximaal twee tot vier miljoen dollar. (EE)
→ SwRI-led CubeSat mission selected by NASA to study solar particles and space weather
10 juni 2014
In 2008 en 2009 bereikte de activiteit van onze zon een langdurig en diep minimum. De aantallen zonnevlekken waren ongekend laag en zonnevlammen ontbraken al helemaal. Maar volgens zonnefysici lijkt de zonneactiviteit inmiddels weer zijn elfjaarlijkse piek te hebben bereikt. Die piek is wel veel minder hoog dan voorgaande. Het huidige activiteitsmaximum behoort tot de zwakste die sinds 1755 zijn geregistreerd. Veel zonneonderzoekers spreken dan ook van een ‘mini-maximum’. Dat wil echter niet zeggen dat de zon de afgelopen tijd geen grote uitbarstingen heeft geproduceerd. Zo ontsnapte de aarde in juli 2012 aan een van de krachtigste ‘coronale massa-ejecties’ – een uitstoot van een grote wolk van geladen deeltjes – die ooit zijn waargenomen. En op 10 juni jl. registreerde NASA-satelliet SDO kort na elkaar twee krachtige zonnevlammen – explosies aan het oppervlak van de zon. (EE)
→ Solar Mini-Max
3 juni 2014
De Europese zonnesatelliet Solar Orbiter heeft zijn laatste rigoureuze tests doorstaan. In mei is het 3,1 bij 2,4 meter grote zonneschild van de ruimtesonde getest in de Large Space Simulator van het Europese technologiecentrum ESTEC in Noordwijk.
Solar Orbiter zal de zon tot op een afstand van 'slechts' 40 miljoen kilometer naderen, waarbij de temperaturen kunnen oplopen tot boven de 500 graden. Om de gevoelige apparatuur te beschermen wordt de satelliet uitgerust met een groot zonneschild. In de ruimtesimulator is de intense zonnestraling nagebootst met 19 xenonlampen van 25 kilowatt per stuk, terwijl de omgevingstemperatuur werd teruggebracht tot 170 graden onder nul, om de omstandigheden in de ruimte zo goed mogelijk na te bootsen.
Alle tests zijn met succes voltooid. Solar Orbiter moet in 2017 gelanceerd worden. (GS)
→ Solar Orbiter’s shield takes Sun’s heat (origineel persbericht)
2 juni 2014
Zonnefysici van het New Jersey Institute of Technology hebben ongekend gedetailleerde waarnemingen van de zon gepresenteerd op de 224ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Boston. De nieuwe waarnemingen zijn verricht met de 1,6-meter New Solar Telescope (NST) van het Big Bear Solar Observatory in Californië. Deze telescoop is in 2009 in gebruik genomen. Dankzij adaptieve optiek, waarmee storende trillingen in de aardse dampkring worden gecompenseerd, levert hij de scherpste beelden van de zon ooit.
Op de bijeenkomst presenteerden de astronomen waarnemingen van twee krachtige zonnevlammen die op 6 juli 2012 binnen een half uur na elkaar optraden in hetzelfde gebied op de zon. Beide zonnevlammen bestonden uit drie 'strengen' van heet gas, terwijl de meeste zonnevlammen uit twee van die gasstrengen bestaan. Vermoedelijk werd de drievoudige structuur veroorzaakt door magnetische reconnectie - het proces waarbij magnetische veldlijnen zich opnieuw rangschikken en waarbij krachtige uitbarstingen van energie kunnen optreden.
Met de New Solar Telescope zijn ook hogeresolutiebeelden verkregen van kleinschalige plasma-uitbarstingen aan het oppervlak van de zon. Daarbij werden elke vijftien seconden opnamen gemaakt waarop details van slechts 65 kilometer groot te zien zijn. Het blijkt dat de kleinschalige uitbarstingen indirect een belangrijke rol spelen bij het verhitten van de ijle dampkring van de zon (de corona): ze leidden tot de vorming van een gemagnetiseerde streng van gas met een lengte van ca. 10.000 kilometer, die invloed uitoefende op de structuur van de granulatie - het patroon van hete, opborrelende gasbellen aan het zonsoppervlak. Daardoor ontstonden weer nieuwe magnetische interacties, die een verhitting van de corona tot gevolg hadden.
Tot slot presenteerden de zonnefysici ook extreem gedetailleerde foto's en filmpjes van een relatief kleine zonnevlek op 29 september 2013. Door waarnemingen op verschillende golflengten te verrichten, kon de beweging van gas op verschillende hoogte in kaart worden gebracht. Zo ontstond een 3D-beeld, waarop rollende patronen zichtbaar zijn in de penumbra (het minder donkere buitenste deel van een zonnevlek), en convectiepatronen in de donkere umbra. Uit de nieuwe resultaten blijkt dat de dynamica van een zonnevlek veel complexer is dan tot nu toe werd aangenomen. (GS)
→ Solving Sunspot Mysteries (originele persberichten)
17 april 2014
Wetenschappers hebben ontdekt dat heldere stippen in de zonsatmosfeer kunnen worden gebruikt om stromingen onder het zonsoppervlak in kaart te brengen. Dat betekent dat de ontwikkelingen in het kolkende inwendige van de zon voortaan zo’n beetje op de voet kunnen worden gevolgd. Doorgaans wordt het inwendige van de zon onderzocht met behulp van een techniek die helioseismologie wordt genoemd. Daarbij meten wetenschappers de snelheden van golven – vergelijkbaar met seismische golven op aarde – om inzicht te krijgen in het inwendige van de zon. Dergelijke metingen hebben laten zien dat het zonsinwendige een mêlee van opstijgende en dalende bellen is – ongeveer zoals kokend water in een pan, maar dan op veel grotere schaal. De kleinste bellen, die granules worden genoemd, hebben afmetingen van enkele duizenden kilometers. Daarnaast zijn er ook ‘supergranules’ die ongeveer twee keer zo groot zijn als de aarde. Bij het nieuwe onderzoek is geen gebruik gemaakt van seismische golven, maar zijn met een instrument van de Solar Dynamics Observatory (SDO) magnetische velden op het zonsoppervlak in kaart gebracht. Daarbij is gelet op die delen van de zon die magnetisch in evenwicht zijn. Dat wil zeggen: gebieden waar net zo veel magnetische veldlijnen naar buiten treden als de diepte in duiken. De wetenschappers hebben ontdekt dat de afmetingen van deze ‘magnetische pakketten’ overeenstemmen met die van granules en supergranules. Daarnaast zijn ook structuren ontdekt die nog eens vijf keer zo groot zijn. Vermoed wordt dat deze overeenkomen met nog grotere cellen van stromend materiaal in de zon. De onderzoekers hebben dezelfde gebieden ook bekeken met een ander instrument van de SDO, dat de ultraviolette en röntgenstraling van de ijle buitenste atmosfeer van de zon in beeld brengt. Daarbij viel het hen op dat heldere stippen in deze zogeheten corona vaak precies boven allergrootste magnetische pakketten te vinden zijn. Aan de hand van deze heldere stippen kan dus worden gevolgd wat zich onder het zonsoppervlak afspeelt. (EE)
→ Bright Points in Sun's Atmosphere Mark Patterns Deep In Its Interior
18 maart 2014
De aarde is in juli 2012 ternauwernood ontsnapt aan de gevolgen van een 'superstorm' op de zon. Dat schrijven Amerikaanse en Chinese onderzoekers vandaag in Nature Communications.Op 22 juli 2012 vond een extreem snelle uitbarsting van elektrisch geladen deeltjes en magnetische velden plaats op de zon. Die was gelukkig niet op de aarde gericht, anders zouden de gevolgen mogelijk catastrofaal zijn geweest. Zonnestormen veroorzaken niet alleen spectaculair poollicht, maar kunnen ook satellietelektronica ontregelen, elektriciteitscentrales plat leggen en computernetwerken verstoren. De schade van een 'superstorm' op de zon kan volgens de onderzoekers in de biljoenen dollars lopen. De CME (coronal mass ejection) van 22 juli 2012 vond aan de achterzijde van de zon plaats, en werd onder andere bestudeerd door de Amerikaanse ruimtesonde STEREO-A. De uitbarsting was zo krachtig dat de zonnewinddeeltjes met een recordsnelheid van ca. 3000 kilometer per seconde door het zonnestelsel werden geblazen - één procent van de lichtsnelheid.Uit een analyse van de satellietwaarnemingen hebben de onderzoekers nu geconcludeerd dat er sprake was van twee CME's binnen een kwartier. Bovendien was er vier dagen eerder ook al een zonsuitbarsting geweest. De wisselwerking van de verschillende CME's leidde tot de krachtigste zonnestorm die tot nu toe is waargenomen. In hun publicatie stellen de onderzoekers dat de 'superstorm' vergelijkbaar was met de zonnestorm die in september 1859 al het telegraafverkeer op aarde lam legde. Tegenwoordig zouden de gevolgen van een dergelijke storm veel groter zijn, omdat onze westerse samenleving veel afhankelijker is geworden van kwetsbare technologieën. (GS)
→ Fierce solar magnetic storm barely missed Earth in 2012 (origineel persbericht)
7 maart 2014
Honderden miljoenen hemelobjecten heeft de infraroodsatelliet WISE bekeken. Maar de hypothetische planeet X alias Tyche of de zwakke ster Nemesis, die zich in de buitenste regionen van ons zonnestelsel zou moeten verschuilen, zit daar niet bij. Dat wil niet zeggen dat zo’n verre planeet of ster niet bestaat, maar áls hij bestaat is hij of relatief klein of heel ver weg. In de WISE-gegevens is binnen een afstand van 10.000 astronomische eenheden (AE) geen object groter dan Saturnus aangetroffen, en binnen 26.000 AE geen object groter dan Jupiter. (1 AE = de gemiddelde afstand zon-aarde oftewel 150 miljoen kilometer.) Dat betekent dat de kans uiterst klein is dat zich aan de rand van het zonnestelsel nog een grote gasplaneet of kleine ster bevindt. Wel heeft de WISE-survey een schat aan andere ontdekkingen opgeleverd, waaronder meer dan 3500 sterren en bruine dwergen in onze kosmische achtertuin. Dat laatste moet je dan wel ruim zien – bedoeld wordt: binnen een afstand van 500 lichtjaar. WISE heeft in 2010 en 2011 de volledige hemel in kaart gebracht. Daarna is de satelliet een tijdje in winterslaap gehouden. Maar in september 2013 is hij weer tot leven gebracht, om planetoïden en kometen in ons zonnestelsel op te sporen. (EE)
→ NASA's WISE Survey Finds Thousands of New Stars, But No 'Planet X'
20 februari 2014
Een team van Europese wetenschappers dat het gedrag van zogeheten coronale massa-ejecties (CME’s) heeft onderzocht, heeft geconstateerd dat deze grote uitbarstingen in de buitenste atmosfeer van de zon een opvallende overeenkomst vertonen met supernova-explosies. Bij beide verschijnselen neemt het terugvallende extreem hete gas een sliertige gedaante aan. Op 7 juni 2011 waren astronomen getuige van de grootste uitstoot van zonnematerie die ooit is waargenomen. Een deel van het hete gas ontsnapte de ruimte in, maar het meeste viel al snel terug naar het zonsoppervlak. Dat terugvallende ‘plasma’ is gefotografeerd door de NASA-satelliet SDO (Solar Dynamics Observatory). Uit de beelden blijkt dat de pluim van terugvallend plasma een merkwaardige vorm aannam. Het gedroeg zich als druppels inkt die in een bak met water vallen, en vormde daarbij sliertige vertakkingen. Dat verschijnsel wordt een Rayleigh-Taylor-instabiliteit genoemd. Rayleigh-Taylor-instabiliteiten ontstaan waar een vloeistof (of, in dit geval, een gas dat zich als vloeistof gedraagt) zich met hoge snelheid een weg baant door een vloeistof die een heel andere dichtheid heeft. In dit geval had het terugvallende plasma een hogere dichtheid dan de zonsatmosfeer waar het doorheen viel. Eenzelfde verschijnsel, maar dan op veel grotere schaal, is te zien in de Krabnevel – het restant van een supernova-explosie die bijna duizend jaar geleden heeft plaatsgevonden. Een onderzoek van de Rayleigh-Taylor-instabiliteit in deze gasnevel heeft laten zien dat sterke magnetische velden ervoor zorgen dat de sliertige vertakkingen dikker zijn dan normaal. Ook bij de CME van 2011 zijn deze verdikkingen waargenomen. (EE)
→ Astronomers find solar storms behave like supernovae
13 februari 2014
De bepaling van de richting van het magnetische veld in de ruimte buiten het zonnestelsel door de Interstellar Boundary Explorer (IBEX) is in overeenstemming met recente waarnemingen van energierijke kosmische straling. Tot die conclusie komen Amerikaanse wetenschappers vandaag in de online-editie van Science. De ontdekking wijst erop dat de omstandigheden in de lokale interstellaire ruimte bepalend zijn voor de koers die de deeltjes van de kosmische straling in de directe omgeving van het zonnestelsel volgen. IBEX is een NASA-satelliet die het overgangsgebied tussen het zonnestelsel en de interstellaire ruimte in kaart brengt. In 2009 ontdekte de satelliet een smalle gordel aan de rand van het zonnestelsel van waaruit atomen onze kant op komen. Modelberekeningen lieten zien dat deze gordel waarschijnlijk de plaats aangeeft waar neutrale waterstofatomen het magnetische veld van de interstellaire ruimte betreden. Metingen van energierijke kosmische straling, zoals gemeten door speciale detectors zoals Milagro en IceCube, lijken deze theorie te bevestigen. Om de vorm van de heliosfeer – de reusachtige ‘bubbel’ die onze zonnestelsel omsluit en ons tegen kosmische straling beschermt – te kunnen begrijpen, is het zaak om te weten welke richting het magnetische veld buiten ons zonnestelsel heeft. Het feit dat zowel de door IBEX gemeten atomen als de veel energierijkere deeltjes van de kosmische straling dezelfde richting aan het interstellaire magnetische veld toekennen, vergroot het vertrouwen in de metingen. (EE)
→ Scientists reveal cosmic roadmap to galactic magnetic field
7 januari 2014
Dinsdagavond (7 januari) heeft de zon een grote zonnevlam geproduceerd – de eerste van betekenis dit jaar. De uitbarsting hangt samen met een enorme zonnevlekkengroep, die op 1 januari aan de zonnerand opdook en door de draaiing van de zon inmiddels het midden van de zonneschijf heeft bereikt. Zonnevlammen zijn krachtige uitbarstingen van licht en andere vormen van straling. De schadelijke straling van een zonnevlam vormt geen directe bedreiging voor het leven op aarde: zij wordt tegengehouden door de aardatmosfeer. Maar als de uitbarsting maar hevig genoeg is kan zij wel de communicatie met satellieten verstoren. De zonnevlekkengroep die momenteel op de zon te zien is, behoort tot de grootste van de afgelopen negen jaar. De grootste vlek is ongeveer twee keer zo breed, de groep als geheel zelfs zeven keer zo breed als de aarde. (EE)
→ Sun Unleashes First X-class Flare of 2014
9 december 2013
Als hij op de aarde gericht was geweest, zou dat tot de grootste technologische ramp in de geschiedenis hebben geleid. De uitbarsting die in juli 2012 plaatsvond aan de 'achterkant' van de zon was volgens Amerikaanse onderzoekers mogelijk de krachtigste die ooit is waargenomen.De zon stoot af en toe gigantische wolken van snel bewegende elektrisch geladen deeltjes uit. Zo'n CME (coronal mass ejection of coronale materie-eruptie) kan op aarde elektriciteitscentrales, computernetwerken en satellietverkeer stilleggen. In 1859 nam de Engelse astronoom Richard Carrington een krachtige uitbarsting waar die een paar dagen later al het telegraafverkeer op aarde lamlegde en poollicht veroorzaakte tot in de Tropen. De CME van juli 2012 was volgens de onderzoekers mogelijk nog krachtiger. Gelukkig vond de uitbarsting - gezien vanaf de aarde - aan de achterkant van de zon plaats. Daardoor vormde hij geen gevaar voor onze planeet. De CME is bestudeerd door de Amerikaanse ruimtesonde STEREO-A. De nieuwe analyse van de kracht van de explosie is vandaag gepresenteerd op de najaarsbijeenkomst van de American Geophysical Union in San Francisco. (GS)
→ CU-Boulder scientist: 2012 solar storm points up need for society to prepare (origineel persbericht)
25 oktober 2013
Na een periode van relatieve rust is de zon de laatste dagen weer extreem actief. Rond de 25e oktober was er sprake van drie krachtige zonnevlammen in een periode van twee dagen. Bij zonnevlammen worden grote hoeveelheden elektrisch geladen deeltjes de ruimte in geblazen. Die komen na enkele dagen bij de aarde aan, waar ze niet alleen aanleiding geven tot poollicht, maar ook verstoringen kunnen veroorzaken in het radioverkeer, in elektriciteitscentrales en in satellietelektronica. De zon bereikt dit jaar het maximum van de elfjarige activiteitscyclus. De krachtigste zonnevlam tot nu toe in deze cyclus vond plaats op 9 augustus 2011. (GS)
→ Sun Emits Third Solar Flare in 2 Days (origineel persbericht)
26 september 2013
Met dank aan twee om de maan cirkelende ruimtesondes is duidelijk geworden waar de energie blijft die vrijkomt als een grote uitbarsting van de zon een 'kortsluiting' veroorzaakt in het magnetische veld van de aarde. Een deel ervan gaat richting aarde, de rest juist de andere kant op (Science, 27 september). Een deel van de energie die vrijkomt bij grote uitbarstingen van de zon wordt tijdelijk opgeslagen in het magnetische veld van de aarde. Uiteindelijk komt die zonne-energie explosief vrij, wat de stralingsgordels van de aarde van energie voorziet en spectaculaire poollichten kan veroorzaken. In extreme gevallen kan dit 'ruimteweer' ook tot uitval van communicatiesystemen en elektriciteitsnetten leiden. Met behulp van acht satellieten, waarvan er zes om de aarde draaien en twee om de maan, is in de zomer van 2012 gemeten hoeveel magnetische energie er bij zo'n gebeurtenis vrijkomt. De energieproductie was een half uur lang vergelijkbaar met die van alle elektriciteitscentrales op aarde. En alles bij elkaar kwam er een hoeveelheid energie vrij die overeenkomt met een aardbeving met kracht van 7,1 op de schaal van Richter. Eerdere pogingen om de hoeveelheid vrijkomende energie te meten, gaven steeds een uitkomst te zien die te gering was om de hevigheid van het ruimteweer te kunnen verklaren. Uit het nieuwe onderzoek blijkt waarom dat zo was. Bij de eerdere metingen waren alleen om de aarde draaiende satellieten betrokken. Maar een groot deel van de energie die bij de magnetische reconnecties vrijkomt, wordt omgezet in deeltjes- en golfenergie die juist van de aarde weg wordt geleid. En dat werd bij de eerdere metingen over het hoofd gezien. (EE)
→ Lunar orbiters discover source of space weather near Earth
24 september 2013
Drie maanden na de vlucht van de 'ballonsterrenwacht' Sunrise hebben wetenschappers van het Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung unieke beelden gepresenteerd van de chromosfeer van de zon – de scheidingslaag tussen de relatief koele fotosfeer (het 'zonsoppervlak') en de ziedend hete corona. Sunrise heeft deze laag voor het eerst gedetailleerd gefotografeerd in ultraviolet licht. De opnamen laten structuren zien van slechts enkele honderden kilometers groot. De chromosfeer stelt astronomen nog steeds voor een raadsel. Hoe is het mogelijk dat de temperatuur in deze laag naar boven toe met gemiddeld 6000 graden toeneemt, terwijl de afstand tot de hete kern van de zon alleen maar groter wordt? Bij een eerdere vlucht van Sunrise, in 2009, werd vastgesteld dat deze temperatuurstijging voor een belangrijk deel voor rekening komt van akoestische golven in het plasma (hete gas) van de zonsatmosfeer. Om ook de resterende stukjes van de puzzel te kunnen vinden, zijn echter detailrijke beelden in zoveel mogelijk golflengtegebieden nodig.De nieuwe Sunrise-beelden vormen een van die puzzelstukjes. Vanaf een hoogte van meer dan 37 kilometer, met bijna de volledige aardatmosfeer onder zich, heeft deze aan een stratosferische ballon opgehangen zonnetelescoop haarscherpe opnamen van de chromosfeer gemaakt. De opnamen schetsen een complex beeld van de chromosfeer: waar de zon rustig is, zijn donkere gebieden van ongeveer duizend kilometer groot te zien die omgeven zijn door een heldere rand. Dit patroon ontstaat door het opstijgen, afkoelen en weer neerdalen van plasma. In dat patroon flitsen zo nu en dan heldere lichtpunten op. Zonnefysici denken dat dit tekenen zijn van afzonderlijke magnetische fluxbuizen in de fotosfeer – de basiselementen van het magnetische veld van de zon. Behalve naar deze rustige gebieden hebben de onderzoekers ook de naaste omgeving van zonnevlekken bekeken. Deze grote, donkere structuren zijn vooral in grote aantallen te zien wanneer de magnetische activiteit van de zon op zijn grootst is. De Sunrise-beelden laten duidelijk zien hoe sterk de structuur van de chromosfeer in deze regionen afwijkt van het normale patroon.De wetenschappers hopen dat de komende maanden nog meer inzichten over de chromosfeer zullen opleveren. Kort na de Sunrise-missie heeft NASA namelijk een nieuwe satelliet voor zonneonderzoek gelanceerd: Iris. Ook deze onderzoekt de chromosfeer en de corona van de zon in het ultraviolet. (EE)
→ A unique glance into the Sun’s atmosphere
17 september 2013
Het 'weer' in de interplanetaire ruimte is van grote invloed op het functioneren van geostationaire satellieten - kunstmanen die zich op 36.000 kilometer afstand van de aarde bevinden, op een vast punt boven de evenaar. Zulke satellieten worden onder andere gebruikt voor communicatiedoeleinden.De ruimte tussen zon en aarde is niet leeg: de zon blaast voortdurend elektrisch geladen deeltjes het heelal in, die in de omgeving van de aarde tal van verstoringen kunnen veroorzaken. De intensiteit en de samenstelling van deze zonnewind varieert in de loop van de tijd nogal (zo vertoont de zon zelf een 11-jarige activiteitscyclus), en astronomen spreken dan ook wel van 'ruimteweer' (space weather).Wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology hebben nu in samenwerking met satellietbeheerder Inmarsat uitgebreid onderzoek gedaan naar een mogelijke relatie tussen het uitvallen van satellieten (of belangrijke componenten) en het ruimteweer. Daaruit bleek dat maar liefst 26 'uitvalverschijnselen' die in de loop van 16 jaar optraden in acht geostationaire satellieten plaatsvonden tijdens periodes waarin vooral de hoeveelheid energierijke elektronen in de zonnewind erg groot was. Eerder werd aangenomen dat de geomagnetische activiteit in de omgeving van de aarde de beste indicator was voor mogelijke problemen met kunstmanen.De resultaten zijn gepubliceerd in het vakblad Space Weather. De hoop is dat een beter begrip van de gevoeligheid van satellietelektronica voor bepaalde aspecten van het ruimteweer tot betere voorzorgsmaatregelen en dus tot kostenbesparing zal leiden. (GS)
→ Space weather's effects on satellites (origineel persbericht)
12 september 2013
Het is een vraag die de afgelopen jaren nu eens met ‘ja’ dan weer met ‘nee’ is beantwoord: is de ruimtesonde Voyager 1 aangekomen in de interstellaire ruimte? In een nieuwe publicatie in het wetenschappelijke tijdschrift Science, beantwoorden wetenschappers de vraag weer eens bevestigend. En ze geven er zelfs een datum bij. Aangenomen wordt dat bij de overgang van heliosfeer naar interstellaire ruimte een plotselinge toename optreedt in de dichtheid van het plasma – de ijle ‘mist’ van laagenergetische geladen en neutrale deeltjes – in de ruimte. Helaas is het instrument waarmee Voyager 1 die dichtheid rechtstreeks had kunnen meten al vele jaren defect. Maar een van de andere instrumenten van de ruimtesonde, de plasmagolfdetector, werkt nog wel. Dat instrument kan worden gebruikt om de plasmadichtheid indirect te meten, maar alléén op momenten dat er een grote uitbarsting op de zon heeft plaatsgevonden en een grote plasmawolk richting Voyager-sonde is geblazen. Zo’n gebeurtenis veroorzaakt karakteristieke oscillaties in het plasma. Op 9 april van dit jaar legde de plasmagolfdetector een plotseling toename van de plasma-oscillaties vast. Uit de frequentie van deze oscillaties kan worden afgeleid dat de plasmadichtheid op dat moment tachtig keer zo hoog was dan ooit in de heliosfeer is waargenomen. De gemeten dichtheid is bovendien in goede overeenstemming met de dichtheid die in de interstellaire ruimte wordt verwacht. Ook in oktober 2012 is er zo’n plasma-oscillatie-episode geweest. Deze was weliswaar veel zwakker, maar kon wel worden gebruikt om terug te rekenen op welk moment Voyager 1 het zonnestelsel heeft verlaten. Dat zou zijn gebeurd op 25 augustus 2012. Toch zijn ook nu nog niet alle wetenschappers het erover eens dat de magische grens naar de interstellaire ruimte is gepasseerd. Critici wijzen erop dat de magnetometer van de ruimtesonde geen verandering in de richting van het magnetische veld heeft gemeten – wat bij de overgang van heliosfeer naar interstellaire ruimte wel werd verwacht. En volgens anderen is de gemeten toename in de plasmadichtheid simpelweg veroorzaakt doordat zich aan de buitengrens van de heliosfeer zonnedeeltjes ophopen. Het enige wat definitief een einde zou kunnen maken aan deze welles-nietesdiscussie is een meetresultaat dat iedereen kan overtuigen. Voyager 1 heeft nog tot 2025 om dat resultaat te leveren – rond die tijd komt hij namelijk zonder stroom te zitten. Lukt dat niet, dan zal de discussie over de grens van het zonnestelsel nog vele jaren doorgaan. (EE)
→ Voyager’s Departure from the Heliosphere
5 september 2013
Een internationaal team van wetenschappers heeft aanwijzingen gevonden dat de deeltjes die vanuit de interstellaire ruimte het zonnestelsel binnenkomen de afgelopen veertig jaar van richting zijn veranderd. Dat blijkt uit de gegevens van een tiental satellieten en ruimtesondes, waaronder de NASA-satelliet IBEX (Science, 6 september). Aanleiding voor het onderzoek was dat de IBEX-gegevens tussen 2009 en 2011 kleine veranderingen lieten zien in de snelheid, richting en temperatuur van de interstellaire ‘wind’. Toen de wetenschappers er vervolgens oudere gegevens bij pakten, ontdekten ze dat het interstellaire helium dat door het zonnestelsel stroomt in slechts vier decennia tijd ongeveer zeven graden van richting is veranderd. Deze stroom van interstellaire atomen ontstaat doordat het zonnestelsel momenteel met een snelheid van 23 kilometer per seconde door een interstellaire gaswolk trekt. De verrassend snelle verandering in de richting waaruit de gasdeeltjes op ons af komen, wijst erop dat het galactische landschap dat aan ons voorbij trekt aan het veranderen is. Mogelijk komt dit doordat we ons aan de turbulente rand van de gaswolk bevinden. (EE)
→ Eleven Spacecraft Show Interstellar Wind Changed Direction Over 40 Years
28 augustus 2013
Met behulp van een instrument van de Solar Dynamics Observatory (SDO) hebben wetenschappers vastgesteld dat de ‘onderhuidse’ circulatie van de zon ingewikkelder in elkaar zit dan tot nu toe werd gedacht (Astrophysical Journal Letters, 27 augustus). Deze circulatie speelt een belangrijke rol bij de totstandkoming van de 11-jarige magnetische cyclus van de zon. Sinds halverwege de jaren negentig kunnen wetenschappers met behulp van een techniek die helioseismologie wordt genoemd bewegingen binnen de zon waarnemen. Deze techniek maakt gebruik van de golfbewegingen die zich in het inwendige van de zon afspelen. Die oscillaties zijn vergelijkbaar met de seismische golven die tijdens een aardbeving door de aarde gaan. Ze leveren informatie op over snelheid en de bewegingsrichting van de materie waar de golven doorheen zijn gegaan. Helioseismologische waarnemingen lieten al snel zien dat de hete materie in de bovenste 30.000 kilometer van de zon met een snelheid van ongeveer tien meter per seconde van de evenaar naar de polen stroomt. Tot nu toe werd aangenomen dat deze zogeheten meridionale stroming bij de polen naar een diepte van 200.000 kilometer duikt en vervolgens weer richting evenaar gaat. Maar pogingen om de snelheid van die retourstroming te meten leverden geen eenduidige resultaten op. Het nieuwe onderzoek kan dat verklaren. Er is in feite niet sprake van één kringloop, maar van twee. De hete materie duikt bij de polen inderdaad de diepte in, maar gaat al op een diepte van 100.000 kilometer terug richting evenaar. Daaronder speelt zich een tweede circulatie af waarbij materie op een diepte van 200.000 kilometer juist naar de polen toe stroom, vervolgens opstijgt en zich 100.000 kilometer hoger bij de retourstroming van de bovenste kringloop voegt. Bekend was al dat de meridionale stroming bepalend is voor het op en neer gaan van de magnetische activiteit van de zon – een verschijnsel dat onder meer tot uiting komt in de 11-jarige zonnevlekkencyclus. Door de variaties in dit stromingspatroon te blijven volgen, hopen de onderzoekers betere te kunnen voorspellen wanneer de volgende cyclus begint en hoe actief deze zal zijn. (EE)
→ Stanford solar scientists solve one of the sun's mysteries
15 augustus 2013
In wetenschappelijke kringen is een nieuwe discussie ontstaan over de vraag of de ruimtesonde Voyager 1 de grens van ons zonnestelsel nu wel of niet heeft bereikt. Aanleiding is een publicatie in The Astrophysical Journal Letters, waarin de auteurs tot de conclusie komen dat de Voyager-sonde zich al sinds 27 juli 2012 in de interstellaire ruimte bevindt. Wetenschappers van het Voyager-project reageren behoudend. De Voyager 1 bevindt zich inmiddels op een afstand van 18 miljard kilometer van de zon, in een gebied waar de denkbeeldige drempel naar de interstellaire ruimte zou moeten liggen. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat het door de ruimtesonde gemeten magnetische veld bij die overgang, waar het magnetische veld van de zon plaatsmaakt voor het magnetische veld van de interstellaire ruimte, sterk van richting verandert. Maar daar is nog geen sprake van geweest. Volgens het nieuwe model kunnen er echter verbindingen ontstaan tussen de magnetische veldlijnen van de zon en die van de interstellaire ruimte. Als dat het geval is, gaan de beide magnetische velden vloeiend in elkaar over en blijft een scherpe overgang uit. Wordt vervolgd. (EE)
→ NASA Voyager Statement about Competing Models to Explain Recent Spacecraft Data
25 juli 2013
NASA's Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS), een satelliet voor zonneonderzoek, heeft zijn eerste beelden en spectra gemaakt. IRIS werd op 27 juni jl. gelanceerd en is sindsdien uitgebreid getest. De opnamen geven een detailrijk beeld van de dynamische chromosfeer van de zon, de atmosferische laag tussen de fotosfeer en de hete corona. In dit overgangsgebied zijn – in het ultraviolette golflengte gebied – allerlei snel veranderende heldere structuren te zien. Onduidelijk is nog of en welke rol deze spelen bij het verhitten van de corona. Eén van de hoofddoelen van de IRIS-missie is begrijpen hoe de miljoenen graden hete corona aan die hoge temperatuur komt. Daartoe moet de satelliet de energiestromen in het overgangsgebied tussen het zonneoppervlak en de corona in kaart brengen. Dit is het gebied waar de meeste ultraviolette straling van de zon vandaan komt. Het is voor het eerst dat de zon in dit energierijke golflengtegebied zo gedetailleerd onder de loep wordt genomen. (EE)
→ CfA-Built Telescope on IRIS Sees First Light
12 juli 2013
De recente terugval in de activiteit van de zon is niet de voorbode van een nieuwe mini-ijstijd. Het is simpelweg een dipje zoals dat ongeveer eens per eeuw optreedt. Tot die conclusie komen Amerikaanse zonnefysici. De activiteit van de zon komt onder meer tot uiting in het aantal donkere vlekken dat op het zonneoppervlak te zien is. Zonnevlekken, die worden veroorzaakt door sterke magnetische velden, zijn gebieden op de zon die iets koeler zijn dan hun omgeving en daardoor minder helder zijn. Tussen 1645 en 1715, een periode die werd gekenmerkt door lange, koude winters in Europa, waren vrijwel geen zonnevlekken te zien. En dat heeft geleid tot de speculatie dat een inactieve zon voor afkoeling van de aarde zorgt. Volgens sommige wetenschappers zou de huidige inactiviteit van de zon dus wel eens het begin van een nieuwe 'mini-ijstijd' kunnen zijn. Vergelijking van het huidige, inderdaad zeer zwakke zonnemaximum met historische gegevens wijst daar echter niet op, aldus de zonnefysici. De recente inactiviteit van de zon lijkt eerder een herhaling te zijn van soortgelijke episoden aan het begin van de 19de en 20ste eeuw. En die 'dipjes' duurden niet langer dan één à twee zonnecycli – een jaar of twintig dus. Als deze interpretatie klopt, zal naar verwachting ook het volgende zonnemaximum, dat rond 2024 moet plaatsvinden, ondermaats zijn. Daarna zou de zon weer actiever moeten worden. (EE)
→ Sun's quiet spell not the start of a mini ice age
11 juli 2013
Waarnemingen van een 'vloedgolf' op de zon zijn gebruikt om de sterkte van de magnetische velden in de zonneatmosfeer te meten. Het is voor het eerst dat er nauwkeurige schattingen van deze veldsterkte zijn verkregen. Nadat er in de zonneatmosfeer een enorme explosie heeft plaatsgevonden – een zogeheten coronale massa-ejectie (CME) - trekt er een vloedgolf over de zon. Zo'n 'tsunami' kan snelheden tot duizend kilometer per seconde bereiken. Net als bij hun soortgenoten op aarde, wordt de vorm van de vloedgolf beïnvloed door de omgeving waarin hij beweegt. Net zoals geluidsgolven zich in water sneller voortplanten dan in lucht, hebben zonnetsunami's een hogere snelheid in gebieden met een sterker magnetisch veld. Uit de waarnemingen van zo'n vloedgolf blijkt dat het magnetische veld in de zonneatmosfeer ongeveer tien keer zo zwak is als dat van een koelkastmagneetje. Het magnetische veld van de zon, dat zichtbaar is als lussen en andere structuren in de zonneatmosfeer is moeilijk rechtstreeks meetbaar. Doorgaans wordt de sterkte ervan geschat aan de hand van computersimulaties. (EE)
→ Solar tsunami used to measure Sun’s magnetic field
10 juli 2013
Ons zonnestelsel heeft, net als een komeet, een staart. De NASA-satelliet IBEX heeft nu voor het eerst de structuur ervan in kaart gebracht. Sterren zenden een aanhoudende stroom van geladen deeltjes de ruimte in. Deze 'sterrenwind' vormt een reusachtige bel die tegendruk geeft aan het ijle gas waarmee de interstellaire ruimte is gevuld. Doordat elke ster in beweging is ten opzichte van dat interstellaire medium, is die 'bubbel' nooit precies bolvormig. Aan de voorkant is hij samengedrukt, terwijl hij aan de achterkant juist is uitgerekt tot een lange staart. Bij verschillende sterren is die staart ook werkelijk waargenomen. Maar de staart van onze eigen ster – de zon – is niet zo gemakkelijk waarneembaar, al was het maar omdat de deeltjes waaruit hij bestaat geen licht uitstralen. IBEX heeft de vorm van 'onze' staart dan ook op indirecte wijze moeten vaststellen. Daartoe heeft hij de afgelopen drie jaar de neutrale atomen gemeten die ontstaan bij botsingen tussen deeltjes aan de rand van het zonnestelsel. Anders dan geladen deeltjes, die onder invloed van het magnetische veld van de zon van hun koers afwijken, bewegen deze energierijke neutrale atomen vanaf hun ontstaan gewoon rechtdoor. Door bij te houden waar de neutrale atomen vandaan komen, kan worden gereconstrueerd in welke richtingen de meeste botsingen tussen zonnedeeltjes en het interstellaire gas optreden. De metingen geven geen informatie over de lengte van de staart van ons zonnestelsel, maar laten wel de dwarsdoorsnede ervan zien. Deze heeft ongeveer de vorm van een klavertjevier: twee lobben van relatief traag bewegende deeltjes aan weerszijden, met erboven en eronder een lob van snellere deeltjes. Deze vorm kan worden toegeschreven aan het feit dat de zon de afgelopen jaren vanaf haar polen snellere deeltjes de ruimte in heeft gezonden dan vanaf haar evenaar. Dat is het normale patroon in perioden dat de zon weinig actief is. (EE)
→ NASA Spacecraft Maps the Solar System's Tail
9 juli 2013
Zonnefysici van de Columbia University in New York beweren een oplossing gevonden te hebben van het decennia oude probleem van de hete corona. De corona van de zon - de ijle 'dampkring' - heeft een temperatuur van ruim één miljoen graden, terwijl het gloeiende oppervlak van de zon 'slechts' een kleine zesduizend graden heet is. Algemeen wordt aangenomen dat de corona verhit wordt door magnetische energie, maar er was niet duidelijk of het daarbij ging om de energie van 'knappende' magnetische veldlijnen boven het oppervlak van de zon, of om de energie van magnetische golven die hun oorsprong onder het zonsoppervlak vinden.
Uit onderzoek aan ultravioletopnamen, gemaakt door de Japanse Hinode-kunstmaan, leiden de astronomen nu af dat magnetische golven in zogeheten coronale gaten in de poolgebieden van de zon voldoende energie bevatten om de corona te verhitten, en dat die energie voldoende laag boven het oppervlak wordt afgegeven om door de gehele corona te worden verspreid. (Coronale gaten zijn gebieden waar de magnetische veldlijnen niet naar de zon terugbuigen, maar de interplanetaire ruimte in verdwijnen.)
De nieuwe resultaten zijn gepresenteerd op de 44e bijeenkomst van de Solar Physics Division van de American Astronomical Society in Bozeman, Montana. (GS)
→ Vakpublicatie over het onderzoek
9 juli 2013
Coronale lussen, de grote bogen van heet gas langs de magnetische veldlijnen van de zon, hebben niet over hun hele lengte dezelfde breedte. Ze worden naar boven toe breder. Dat hebben astronomen bekendgemaakt tijdens de bijeenkomst van de Solar Physics Division van de American Astronomical Society, die deze week in Bozeman (Montana) wordt gehouden. Vermoed wordt dat de coronale lussen een belangrijke rol spelen bij het verhitten van de corona, de buitenste atmosfeer van de zon. Terwijl het zonsoppervlak een temperatuur van 'slechts' 6000 graden heeft, loopt dat in de corona op tot miljoenen graden. En die energie moet ergens vandaan komen. Computermodellen hebben nu laten zien dat die energievraagstuk voor een deel kan worden opgelost als de coronale lussen bovenaan breder zijn dan aan de voetpunten. Bij zo'n breed uitlopende lus is namelijk minder energie nodig is om de gemeten coronale temperaturen te kunnen verklaren. Helaas voorspellen diezelfde modellen ook dat de camera's van de huidige zonnesatellieten niet in staat zijn om de verbreding van de coronale lussen in beeld te brengen. Wat één brede lus lijkt, is in werkelijkheid namelijk een verzameling van talrijke smalle strengen. En om de vorm daarvan te kunnen zien, zijn nog betere instrumenten nodig. (EE)
→ Sun's Loops are Displaying an Optical Illusion
9 juli 2013
→ Scientists Discover Solar Precursors Of When, Where Sunspots Will Emerge
8 juli 2013
Onderzoekers van het New Jersey Institute of Technology hebben voor het eerst de aanwezigheid van antimaterie aangetoond in zonnevlammen. Dat er bij zonnevlammen antimaterie wordt geproduceerd is geen verrassing, maar nooit eerder is het gelukt om ze op grote afstand vanaf de aarde direct waar te nemen. De resultaten zijn gepresenteerd op de 44ste bijeenkomst van de Solar Physics Division van de American Astronomical Society in Bozeman, Montana.Antideeltjes zijn deeltjes met een tegenovergestelde elektrische lading dan 'gewone' deeltjes; de meeste andere eigenschappen zijn identiek. Zo heeft het (negatief geladen) elektron zijn eigen antideeltje: het positief geladen positron. Antimaterie wordt in aardse laboratoria routinematig gemaakt, maar heeft altijd een korte levensduur: zodra een gewoon deeltje en het bijbehorende antideeltje met elkaar in botsing komen, vernietigen ze elkaar in een klein energieflitsje.De positronen in de zonnevlammen konden gedetecteerd worden doordat de synchrotronstraling die ze produceren in precies de tegenovergestelde richting circulaire polarisatie vertoont dan de straling die door elektronen wordt uitgezonden. Op basis van metingen aan het magnetisch veld van de zon, verricht door de Amerikaans-Europese SOHO-kunstmaan, en radiowaarnemingen op verschillende frequenties met een Japanse radiotelescoop, konden de onderzoekers vaststellen dat er inderdaad positronen in de zonnevlammen voorkomen.Soortgelijke waarnemingen en metingen vormen in de toekomst wellicht een nieuwe methode om (op afstand) antimaterie te bestuderen. (GS)
→ Using the Sun to Illuminate a Basic Mystery of Matter (origineel persbericht)
2 juli 2013
Op beelden van de Amerikaanse kunstmaan Solar Dynamics Observatory (SDO) is ontdekt dat magnetische lussen op de zon tegelijkertijd kunnen exploderen en imploderen. Sterrenkundigen van de Universiteit van Glasgow bestudeerden SDO-opnamen van een krachtige zonsuitbarsting op 9 maart 2012. Bij zo'n uitbarsting ontstaan lussen van extreem heet gas in de corona (de ijle, hete dampkring van de zon), die zich oriënteren langs magnetische veldlijnen. De lussen bleken tijdens de uitbarsting ook weer hortend en stotend ineen te storten.De onderzoekers, die hun resultaten vandaag presenteren op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society in St Andrews, Schotland, denken dat de oorzaak gelegen is in het energietransport naar de corona. Zonsuitbarstingen worden zo goed als zeker aangedreven door magnetische energie, met als resultaat dat de magnetische veldsterkte op sommige plaatsen aan het zonsoppervlak vrij plotseling afneemt. Dat betekent weer dat de lusvormige structuren in de corona minder goed in stand gehouden kunnen worden.Onderzoekers van de Universiteit van Warwick bestudeerden SDO-opnamen van twee andere uitbarstingen, op 3 november 2010 en 8 mei 2012, en ontdekten aanwijzingen voor het optreden van 'magnetische reconnectie', waarbij veel energie vrijkomt door een herschikking van de magnetische veldlijnen. (GS)
→ Solar dynamic loops reveal a simultaneous explosion and implosion, plus evidence for magnetic reconnection (origineel persbericht)
2 juli 2013
Door een zorgvuldige analyse van metingen van de Europese Cluster-ruimtesondes, die onderzoek doen aan elektrisch geladen deeltjes in de omgeving van de aarde, hebben onderzoekers een zogeheten 'ruimtewind' ontdekt waarvan het bestaan twintig jaar geleden al werd voorspeld. Via deze 'ruimtewind' verliest de plasmasfeer van de aarde ongeveer negentig ton plasma per dag. Het plasma (een gas van elektrisch geladen deeltjes, bestaande uit positief geladen atoomkernen en ionen en negatief geladen elektronen) waait met een snelheid van ca. 5000 kilometer per uur van de bovenste lagen van de aardse dampkring naar de buitenste magnetosfeer van onze planeet. Uiteindelijk verdwijnt het plasma in de interplanetaire ruimte. De ontdekking, die vandaag gepubliceerd wordt in het vakblad Annales Geophysicae, kan mogelijk meer inzicht bieden in het gedrag van de magnetosfeer van de aarde. (GS)
→ Cluster spacecraft detects elusive space wind (origineel persbericht)
1 juli 2013
Vandaag worden op de National Astronomy Meeting van de Royal Astronomical Society, in St Andrews, Schotland, nieuwe resultaten bekendgemaakt van de High-resolution Coronal Imager (Hi-C), een ultravioletcamera die in de zomer van 2012 een korte raketvlucht maakte en gedurende tien minuten extreem gedetailleerde foto's nam van de zon (eerdere Hi-C resultaten worden hier beschreven).
Op de foto's zijn onder andere magnetische 'snelwegen' van extreem heet gas ontdekt, met een temperatuur van ca. één miljoen graden. De snelwegen zijn een kleine 500 kilometer breed; de snelheid van het gas bedraagt zo'n 80 kilometer per seconde.
Daarnaast zijn 'vonken' op de zon waargenomen: korte 'uitbarstingen' die niet meer dan een halve minuut duren. Bij zo'n zonnevonk wordt in een gebied met een middellijn van nog geen 700 kilometer evenveel energie geproduceerd als het Verenigd Koninkrijk per jaar consumeert. Vermoedelijk spelen de kortdurende uitbarstingen een belangrijke rol bij de verhitting van de corona (de ijle buitenste dampkring van de zon) tot een temperatuur van twee miljoen graden. (GS)
→ Rocket-launched camera reveals highways and sparkles in the solar atmosphere (origineel persbericht)
28 juni 2013
Vanochtend om half vijf heeft het Amerikaanse ruimteagentschap NASA met succes de kleine satelliet IRIS gelanceerd. IRIS gaat een klein stukje van de zon onderzoeken. IRIS staat voor Interface Region Imaging Spectrograph. Het hart van de satelliet wordt gevormd door een ultraviolet-telescoop, die zonnestructuren met afmetingen vanaf 250 kilometer kan onderscheiden. Het instrument zal ongeveer één procent van het oppervlak van de zon bekijken.Hoofddoel van de missie, die twee jaar zal duren, is het onderzoek van het overgangsgebied tussen het zonneoppervlak en de ijle, extreem hete buitenste atmosfeer van de zon: de corona. Wetenschappers willen meer te weten komen over het proces dat ervoor zorgt dat het gas in de corona een temperatuur van miljoenen graden heeft, terwijl de temperatuur van het oppervlak van de zon slechts 6000 graden bedraagt.Hoewel IRIS inmiddels in de gewenste polaire omloopbaan is gebracht en zijn zonnepanelen heeft uitgevouwen, is de satelliet nog niet bedrijfsklaar. Eerst zullen alle systemen en instrumenten aan uitvoerige tests onderworpen worden, wat ongeveer twee maanden gaat duren. (EE)
→ NASA Launches Satellite To Study How Sun's Atmosphere Is Energized
27 juni 2013
Voyager 1 bevindt zich inmiddels op een afstand van meer dan 18 miljard kilometer van de zon. Maar de gegevens die de ruimtesonde naar de aarde zendt wijzen erop dat hij zich nog steeds binnen de heliosfeer – de magnetische invloedssfeer van de zon – bevindt (Science, 18 juni). Al jaren kijken astronomen uit naar het moment waarop Voyager 1 daadwerkelijk de interstellaire ruimte betreedt. Daartoe moet aan drie voorwaarden zijn voldaan: er worden geen geladen deeltjes van de zon meer gemeten, er worden juist heel veel geladen deeltjes uit de interstellaire ruimte waargenomen en de richting van het magnetische veld dat de ruimtesonde detecteert verandert abrupt van richting. Met die derde voorwaarde wil het maar niet lukken. Afgaande op de geladen deeltjes die Voyager 1 detecteert zou je zeggen dat hij zich al in de interstellaire ruimte bevindt. Maar nog steeds heeft het magnetische veld van de zon de overhand. Wetenschappers hebben eigenlijk geen idee hoe lang het nog duurt voordat Voyager 1 het zonnestelsel definitief heeft verlaten. Dat kan een kwestie van maanden zijn, maar evengoed kan het nog jaren duren voordat het zover is. Voyager 1 werd, samen met zijn soortgenoot Voyager 2, in 1977 gelanceerd voor een toernee langs de planeten Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus. Sinds 1990 heeft het tweetal nog maar één taak: vaststellen waar het zonnestelsel ophoudt en de interstellaire ruimte begint. (EE)
→ NASA's Voyager 1 Explores Final Frontier of Our 'Solar Bubble'
20 juni 2013
Op 7 juni 2011 vertoonde de zon een enorme uitbarsting waarbij vele tonnen aan heet plasma de ruimte in werden geblazen. Een deel van dat hete gas viel terug naar het zonsoppervlak, waar vervolgens heldere flitsen van ultraviolette straling optraden. Volgens wetenschappers van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics geven gebeurtenissen als deze meer inzicht in het groeiproces van jonge sterren. De uitbarsting en de daarop volgende ‘plasmaregen’ werden gedetailleerd vastgelegd door het Solar Dynamics Observatory (SDO), een NASA-ruimtesonde die de zon 24 uur per dag in de gaten houdt. De SDO-beelden laten zien hoe het terugvallende plasma met een snelheid van 400 kilometer per seconde insloeg op de zonsoppervlak, waar de temperatuur plaatselijk opliep tot ruim een miljoen graden. In combinatie met modelberekeningen hebben de nieuwe waarnemingen een oud vraagstuk over het groeiproces van sterren opgelost. Astronomen berekenen hoe snel een jonge ster materiaal verzamelt door op verschillende golflengten naar zijn (wisselende) helderheid te kijken. En daarbij hebben ze een opvallend overschot aan ultraviolette straling ontdekt. Dankzij de SDO-beelden is nu duidelijk waar die extra straling vandaan komt. Ze wordt niet uitgezonden door de ster zelf, maar door het naar de ster toe vallende materie. (EE)
→ Solar Splashdown
12 juni 2013
Vanaf Kiruna, in het noorden van Zweden, is vanochtend (12 juni) met succes het zonneobservatorium Sunrise opgelaten. Polaire luchtstromingen op een hoogte van 35 kilometer zullen Sunrise, die aan een kolossale stratosferische ballon bungelt, de komende dagen meevoeren. Over een dag of vijf moet Sunrise een veilige landing maken in het noorden van Canada. In de tussentijd is zijn telescoop, de grootste die ooit van de aarde is opgestegen, voortdurend op de zon gericht. Met zijn wetenschappelijke instrumenten zal hij nauwkeurig kijken naar de magnetische velden op de zon. Het is niet de eerste vlucht van Sunrise: zijn eerste missie, waarbij de allerkleinste magnetische structuren op de zon konden worden vastgelegd, volbracht hij vier jaar geleden. Ditmaal krijgt hij waarschijnlijk een heel andere zon te zien, want de zon is nu veel actiever dan toen. (EE)
→ Sunrise 2 successfully launched
21 mei 2013
Door computersimulaties te vergelijken met waarnemingen van de zon concluderen Amerikaanse onderzoekers dat coronal mass ejections (coronale materie-emissies, CME's) soms 'super-elastische' botsingen ondergaan. Bij deze gigantische zonsuitbarstingen worden enorme hoeveelheden elektrisch geladen gas de ruimte in geblazen. Twee CME's die kort na elkaar plaatsvinden, kunnen soms met elkaar in botsing komen. Uit het nieuwe onderzoek blijkt nu dat daarbij een deel van de thermische of magnetische energie in de CME's omgezet kan worden in extra bewegingsenergie, waardoor de geladen deeltjes hogere snelheden krijgen. Het gaat volgens de modelberekeningen om een toename van enkele procenten, in goede overeenstemming met waarnemingen van twee botsende CME's in 2008. De resultaten van het onderzoek zijn gepumbliceerd in Geophysical Research Letters. (GS)
→ Originele persmededeling
20 maart 2013
'Voyager 1 heeft het zonnestelsel verlaten', kopte een persbericht van de American Geophysical Union (AGU) vanmiddag. Maar zover is het nog niet. Hoewel de meer dan 35 jaar geleden gelanceerde ruimtesonde de buitenste begrenzing van de invloedssfeer van de zon nadert, bevindt hij zich nog steeds niet in de interstellaire ruimte. De ruimte tot op ruwweg 18 miljard kilometer van de zon wordt gedomineerd door de wind van energierijke, geladen deeltjes die onze ster uitzendt. Hierdoor is een soort zeepbel in het omringende interstellaire gas ontstaan: de heliosfeer. Op 25 augustus vorig jaar mat Voyager 1 een sterke verandering in de deeltjes in zijn omgeving. De aantallen deeltjes die nog tot de heliosfeer behoren lieten een sterke daling zien, terwijl de aantallen deeltjes die van buiten het zonnestelsel kwamen juist opliepen. Dat wijst erop dat de grens van de heliosfeer in zicht is, maar niet meer dan dat: Voyager 1 bevindt zich in een overgangszone – op de drempel naar de interstellaire ruimte als het ware. Er wordt met spanning gewacht op de definitieve aanwijzing dat de ruimtesonde de heliosfeer achter zich heeft gelaten. Verwacht wordt dat bij het verlaten van de heliosfeer de richting van het magnetische veld rond Voyager 1 sterk verandert. Maar dat is nog steeds niet gebeurd en het is niet ondenkbaar dat het nog een aantal jaren gaat duren voordat het zover is. Tot dat inzicht is men bij de AGU inmiddels ook gekomen: het persbericht is afgezwakt. (EE)
→ Voyager 1 has entered a new region of space, sudden changes in cosmic rays indicate
11 maart 2013
NASA's Solar Dynamics Observatory heeft op 11 maart twee gedeeltelijke zonsverduisteringen waargenomen, veroorzaakt doordat zowel de aarde als de maan voor de zon langs schoven, gezien vanuit het standpunt van de satelliet. De twee verduisteringen zagen er totaal verschillende uit, deels doordat de aarde veel groter is dan de maan, maar vooral doordat onze planeet wordt omgeven door een dampkring, zodat er geen sprake was van een scherpe rand. SDO maakt twee maal per jaar een 'eclipsseizoen' van enkele weken mee: nog tot 26 maart zullen er regelmatig dit soort verduisteringen zichtbaar zijn. (GS)
→ NASA’s SDO Observes Earth, Lunar Transits in Same Day (origineel persbericht)
5 februari 2013
Aan de rand van ons zonnestelsel, waar de deeltjes die de zon voortdurend uitstoot op soortgenoten uit de interstellaire ruimte stuiten, spelen zich moeilijk waarneembare verschijnselen af. Dankzij onderzoek met de rond de aarde cirkelende NASA-satelliet IBEX lukt het echter steeds beter om die te verklaren.In 2009 ontdekte IBEX een geheimzinnige gordel rond het zonnestelsel van waaruit atomen onze kant opkomen. Modelberekeningen lieten zien dat de gordel waarschijnlijk een bijzonder gebied is waar neutrale waterstofatomen het magnetische veld van de interstellaire ruimte betreden. Neutrale atomen zijn niet gevoelig voor magnetische velden, maar als ze elektronen kwijtraken worden ze dat wél en kunnen ze als zogeheten ionen weer in de richting van de zon worden gedirigeerd. Wanneer deze ionen op het juiste moment weer elektronen oppikken, vervolgen ze hun weg als de ongeladen atomen die IBEX detecteert.Amerikaanse wetenschappers hebben dit model nu wat verder verfijnd. Dat was nodig, omdat de berekeningen een smallere gordel voorspelden dan IBEX waarneemt. Volgens het aangepaste model veroorzaken de deeltjes tijdens hun geladen fase golven in het omringende magnetische veld. Deze golven zorgen ervoor dat de ionen opgesloten raken, ongeveer zoals schepen de haven niet uit kunnen als de golven op zee te hoog zijn. Hierdoor loopt de ionendichtheid op en wordt de gordel breder dan aanvankelijk werd gedacht. (EE)
→ A Major Step Forward in Explaining the Ribbon in Space
4 februari 2013
Magnetohydrodynamische golven in de chromosfeer van de zon transporteren energie van het gloeiende zonsoppervlak naar de ijle corona. Dat concluderen Britse onderzoekers in een artikel in Nature Communications op basis van gedetailleerde foto's van de chromosfeer.De chromosfeer is een dunne gaslaag die ingeklemd ligt tussen het gloeiende oppervlak van de zon (de fotosfeer) en de uitgestrekte, ijle dampkring (de corona). De corona heeft een temperatuur van ruim één miljoen graden, en de energie die verantwoordelijk is voor deze hoge temperatuur is op z'n minst voor een belangrijk deel afkomstig uit de fotosfeer.Zonnefysici denken al langer dat het energietransport verzorgd wordt door magnetohydrodynamische golven in de chromosfeer. De nieuwe metingen, verricht met een Britse zonnetelescoop, bevestigen nu dat deze MHD-golven inderdaad krachtig genoeg zijn om het energietransport te verklaren. (GS)
→ Northumbria research brings light to star mystery (origineel persbericht)
23 januari 2013
Een Amerikaanse sondeerraket heeft voor het eerst duidelijk laten zien hoe de energie van het magnetische veld van de zon aan de buitenste zonneatmosfeer wordt overgedragen. Zoals theoretisch al was voorspeld, komt die energieoverdracht tot stand doordat magnetische veldlijnen met elkaar vervlochten raken (Nature, 24 januari).Het zichtbare oppervlak van de zon, de zogeheten fotosfeer, is met een temperatuur van 6000 °C betrekkelijk koel. In het ijle buitenste deel van de zonneatmosfeer – de corona – worden echter temperaturen van miljoenen graden gemeten. Dat is opmerkelijk, omdat de corona veel verder van de energiebron van de zon (de kern) ligt dan de fotosfeer. De afgelopen decennia zijn verschillende theorieën bedacht om die superverhitting van de zonnecorona te verklaren. Het meest waarschijnlijke model ging uit van een verschijnsel dat magnetische reconnectie wordt genoemd.Door de hoge temperaturen bestaat alle materie van de zon uit plasma, een kolkend mengsel van geladen deeltjes dat zijn eigen magnetische velden genereert. In zekere zin kan het zonsoppervlak worden beschouwd als een aaneenschakeling van magneten die gepaard gaat met een wirwar aan veldlijnen. In deze veldlijnen stroomt plasma via wijde bogen, die tot in de corona reiken, van het ene punt op de zon naar het andere. Door de kolkende bewegingen van de 'magneten' op het zonsoppervlak, raken de veldlijnen gemakkelijk met elkaar verstrengeld. En bij dat proces wordt het plasma enorm sterk verhit. Uiteindelijk kunnen de plasmastrengen zo sterk vervormd raken, dat ze knappen en hun hitte aan hun omgeving – de corona – afgeven: magnetische reconnectie. Om dit theoretische model te toetsen hebben wetenschappers in juli 2012 een speciale ultraviolet-telescoop gelanceerd: de High Resolution Coronal Imager (Hi-C). Tijdens de slechts tien minuten durende vlucht van deze telescoop werden 165 zeer detailrijke opnamen gemaakt van een actief gebied in de zonnecorona. De beelden tonen inderdaad samengevlochten magnetische veldlijnen. En op plaatsen waar deze verwrongen veldlijnen met elkaar in aanraking komen, ontspannen ze, strekken ze zich en geven ze energie vrij in de vorm van een kleine 'zonnevlam'. Het theoretische model lijkt dus te kloppen. (EE)
→ Sounding Rocket Flight Provides Important Clues To Coronal Heating
3 december 2012
Wetenschappers zeggen dat de in 1977 gelanceerde Voyager 1-sonde momenteel een nieuwe regio van het zonnestelsel heeft bereikt. Het gebied dat ver voorbij buitenste planeetbanen ligt zou zich kenmerken door een stroom van geladen deeltjes die in rap tempo het zonnestelsel verlaten en binnenkomen.De hamvraag is de afgelopen jaren of Voyager zich nog binnen of al buiten de zogenoemde heliosfeer bevindt. Dat is de regio waarin de zonnewind, de stroom van geladen deeltjes uit de zon, zijn invloed uitoefent. Naarmate je in het zonnestelsel steeds verder naar buiten reist neemt deze deeltjesstroom plots af, tot het punt waarop de deeltjes vanuit de interstellaire ruimte (het gebied tussen sterren) een grotere invloed krijgen.Voyager nam de afgelopen jaren deeltjes waar die van alle kanten kwamen, terwijl ze momenteel in veel nettere, rechte banen lijken te bewegen. Op basis daarvan zouden de wetenschappers moeten concluderen dat de Voyager de heliosfeer heeft verlaten. Maar dat strookt niet met de metingen van Voyagers instrument dat de richting van het magneetveld meet. Bij het verlaten van de heliosfeer zou deze ook moeten veranderen. Omdat dat is (nog) niet gebeurd concluderen de wetenschappers dat de sonde in een nieuw gebied is beland, dat nog in de heliosfeer ligt. De wetenschappers vermoeden overigens dat Voyager binnen nu en enkele jaren de heliosfeer definitief zal verlaten.Voyager 1 en 2 werden in 1977 gelanceerd om de buitenste planeten van ons zonnestelsel te onderzoeken. Na hun bezoekjes aan Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus bleven de sondes hun weg vervolgen. Ze zijn tot op de dag van vandaag nog operationeel. Voyager 1 is op een afstand van 18,5 miljard kilometer de ruimtesonde die het verst van de aarde verwijderd is. (Roel van der Heijden)
→ NASA'S Voyager 1 Cruising on a 'Magnetic Highway'
8 oktober 2012
Helemáál zeker is het nog niet, maar er zijn aanwijzingen dat de NASA-ruimtesonde Voyager 1 het zonnestelsel, of beter gezegd: de invloedssfeer van de zon, heeft verlaten. Het belangrijkste bewijs wordt gevormd voor recente metingen van het aantal zonnedeeltjes dat de ruimtesonde weet te treffen. Dat aantal is eind augustus tot vrijwel nul gedaald.Het is niet voor het eerst dat dit is gebeurd, maar bij eerdere gelegenheden nam het aantal zonnedeeltjes na korte tijd weer toe. Ditmaal houdt het lage niveau al meer dan een maand stand. Bovendien is er door de ruimtesonde een sterke toename gesignaleerd in de intensiteit van de kosmische straling: geladen deeltjes die van buiten het zonnestelsel afkomstig zijn.Als uit verdere metingen blijkt dat ook de richting van het magnetische veld in de omgeving van Voyager 1 sterk is veranderd, is de ruimtesonde inderdaad de drempel naar de interstellaire ruimte gepasseerd. Dat is dan gebeurd op ongeveer 18 miljard kilometer van de zon. (EE)
→ Voyager 1 May Have Left the Solar System
5 september 2012
De Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1, die precies 35 jaar geleden werd gelanceerd, is voorlopig nog niet in de interstellaire ruimte. Dat schrijven wetenschappers deze week in Nature. Volgens eerdere berichten zou de ruimtesonde juist zo'n beetje op het punt staan om ons zonnestelsel te verlaten. Voyager 1 bevindt zich momenteel op een afstand van iets meer dan 18 miljard kilometer. De ruimtesonde werd, samen met de identieke Voyager 2, in 1977 gelanceerd voor een verkenning van de buitenste planeten van ons zonnestelsel. Voyager 2 heeft een iets lagere snelheid en heeft 'slechts' 15 miljard kilometer afgelegd. Naar verwachting zou het naderen van de interstellaire ruimte tot uiting moeten komen in de door de Voyagers zelf gemeten bewegingsrichting van deeltjes die door onze zon worden uitgestoten. Binnen de invloedssfeer van onze zon, de zogeheten heliosfeer, bewegen deze deeltjes radiaal weg van de zon. Maar op de 'drempel' naar de interstellaire ruimte zouden ze onder invloed van de tegendruk van deeltjes van buitenaf steeds sterker moeten worden afgebogen. Eerder onderzoek leek erop te wijzen dat met name Voyager 1 zich al in het gebied bevond waar de zonnedeeltjes worden afgebogen. Maar analyse van metingen die het afgelopen jaar zijn gedaan, laat zien dat de zonnedeeltjes wel worden afgeremd, maar niet van richting veranderen. Volgens de onderzoekers bevindt de ruimtesonde zich klaarblijkelijk nog in een overgangsgebied. En het is onduidelijk hoe ver dit gebied zich uitstrekt. De verwachting is nu dat de drempel naar de interstellaire ruimte binnen een jaar wordt gepasseerd, maar zeker is dat allerminst.
Meer informatie:
Voyager 1 Spacecraft Farther From Solar System's Edge Than Thought
17 augustus 2012
Nieuw onderzoek door een internationaal team van wetenschappers kan helpen verklaren waarom de zonnewind op grote afstand van de zon veel heter is dan verwacht. De stroom geladen deeltjes die de zon voortdurend uitstoot zou moeten afkoelen naarmate zij zich over het zonnestelsel verspreidt, omdat de deeltjesdichtheid in dit plasma zo gering wordt, dat het niet meer tot onderlinge botsingen komt. De zonnewind blijft echter opvallend heet. Volgens de wetenschappers moet de verklaring wordt gezocht bij turbulenties in het plasma. Door deze turbulenties worden de veldlijnen van het magnetische veld dat de deeltjes met zich mee voeren uitgerekt en verbogen. En daarbij kan het gebeuren dat twee tegengesteld gerichte veldlijnen een zogeheten stroomvlak vormen. In deze stroomvlakken, die willekeurig over de ruimte zijn verdeeld, kunnen een soort kortsluitingen tussen magnetische veldlijnen ontstaan, waarbij energie vrijkomt. Uit het onderzoek blijkt dat één zo'n stroomvlak niet voor veel verhitting zorgt. Maar gezamenlijk zouden de stroomvlakken de helft van de inwendige energie van de zonnewind voor hun rekening kunnen nemen.
Meer informatie:
Magnetic Turbulence Trumps Collisions to Heat Solar Wind
16 augustus 2012
Uit nauwkeurige metingen blijkt dat de zon een vrijwel volmaakte bol is. En de geringe afplatting die zij vertoont, is opmerkelijk constant (Science, 17 augustus). De zon doorloopt een min of meer regelmatige cyclus van elf jaar, tijdens welke het aantal donkere vlekken op het zonsoppervlak flink toeneemt om vervolgens weer sterk terug te vallen. Tot nu toe gingen astronomen ervan uit dat de veranderlijke inwendige stromingen die deze cyclus veroorzaken ook gevolgen zouden hebben voor de vorm van de zon. Maar metingen die de afgelopen vijftig jaar waren gedaan, konden daar geen uitsluitsel over geven. Sinds enkele jaren beschikken astronomen echter over een satelliet waarmee nauwkeurigere metingen kunnen worden gedaan: de Solar Dynamics Observatory. Daarmee is in de periode 2010-2012 de vorm van de zon gemeten, juist toen deze haar activiteitsminimum achter de rug had. Tegen de verwachting in lijkt de toenemende zonnevlekkenactiviteit echter geen invloed te hebben gehad op de vorm van de zon. De metingen bevestigen de resultaten van eerdere onderzoeken die lieten zien dat de zon vrijwel exact bolvormig is: haar breedte langs de evenaar is slechts een kilometer of tien groter dan de afstand van pool tot pool. Theoretisch zou een bal van gas die in ongeveer vier weken om zijn as draait sterker afgeplat moeten zijn. Welke krachten ervoor zorgen dat de zon haar ronde vorm behoudt, is nog onduidelijk.
Meer informatie:
The Sun's Almost Perfectly Round Shape Baffles Scientists
13 augustus 2012
Twee natuurkundigen van Purdue University in West Lafayette, Indiana, denken een methode gevonden te hebben om zonnevlammen te voorspellen. Uit laboratoriummetingen blijkt dat de vervalsnelheid van radioactieve elementen op aarde kleine variaties te zien geven die gerelateerd lijken te zijn aan het gedrag van de zon. Om te beginnen zijn er verschillen tussen de vervalsnelheden in januari (wanneer de afstand aarde-zon iets kleiner is dan gemiddeld) en in juli (wanneer die afstand juist groter is dan gemiddeld). Maar daarnaast zagen Ephraim Fischbach en Jere Jenkins ook kleine variaties in de aanloop naar krachtige zonnevlammen. Mogelijk is er sprake van een nog onbegrepen wisselwerking tussen zonneneutrino's en aardse radioactiviteit. De onbegrepen meetresultaten worden gepubliceerd in Astroparticle Physics.
Meer informatie:
New system could predict solar flares, give advance warning
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
13 augustus 2012
Een grote gasuitbarsting op de zon, enkele weken geleden, heeft elektrisch geladen deeltjes de ruimte in geblazen met snelheden tussen 2900 en 3500 kilometer per seconde. Daarmee behoort de uitbarsting tot een van de allersnelste die ooit zijn gemeten. De uitbarsting, een zogeheten coronale massa-ejectie (CME), vond plaats op 23 juli, en is opgemeten door de twee STEREO-ruimtesondes, die de activiteit van de zon vanuit verschillende posities in het zonnestelsel in het oog houden. De CME, die ook een grote magnetische veldsterkte had, was gelukkig niet op de aarde gericht. De activiteit van de zon is nog steeds aan het toenemen; een maximum wordt in de loop van het jaar 2013 verwacht.
Meer informatie:
NASA STEREO Observes One of the Fastest CMEs On Record
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
3 augustus 2012
Al een tijdje is duidelijk dat ruimtesonde Voyager 1 op het punt staat om de invloedssfeer van onze zon te verlaten, en de interstellaire ruimte te betreden. Twee van de drie indicatoren die naar verwachting het passeren van de 'drempel' zullen verraden, vertonen de laatste tijd grotere veranderingen dan de zeven jaar daarvóór. De Voyager 1 werd op 5 september 1977 gelanceerd, scheerde langs de planeten Jupiter en Saturnus en is nu, bijna 35 jaar later, nog steeds operationeel. Zijn afstand tot zon en aarde bedraagt inmiddels ruwweg 18 miljard kilometer. De afgelopen jaren wordt met spanning uitgekeken naar de meetgegevens die de ruimtesonde naar de aarde zendt. Op 28 juli mat hij een sterke stijging van de energierijke kosmische straling die van buiten het zonnestelsel afkomstig is. Nog diezelfde dag daalde het aantal minder energierijke deeltjes dat uit het zonnestelsel zelf kwam met de helft. Drie dagen later waren de meetwaarden weer zo'n beetje op hun normale niveau. Volgens wetenschappers wijzen zulke sterke fluctuaties erop dat Voyager 1 de interstellaire ruimte dicht is genaderd. Als het echt zo ver is, moet ook een derde indicator omslaan: de richting van het magnetische veld in de omgeving van de ruimtesonde.
Meer informatie:
Signs Changing Fast for Voyager at Solar System Edge
20 juli 2012
Astronomen hebben vandaag de scherpste beelden gepresenteerd die ooit zijn gemaakt van de corona van de zon. De 16-megapixel opnamen werden vastgelegd met de High Resolution Coronal Imager of Hi-C - een telescoop die op 11 juli een korte vlucht maakte met een sondeerraket. De Hi-C-telescoop maakt beelden op extreem-ultraviolette golflengten die vijf keer zo scherp zijn als die van de Solar Dynamics Observatory, een geavanceerde NASA-satelliet. Doel van de ruimtemissie, die slechts tien minuten duurde, was het onderzoek van de dynamische activiteit en structuur van de ziedend hete buitenste zonneatmosfeer. Deze corona is met het blote oog alleen waarneembaar tijdens totale zonsverduisteringen, als de maan het felle schijnsel van het eigenlijke zonnelichaam afschermt. De corona bestaat uit ijl gas met een temperatuur van een miljoen graden. Dat is dermate heet dat het 'licht' van de corona voornamelijk uit röntgenstraling en extreem-ultraviolette straling bestaat. Zonnewetenschappers doen al tientallen jaren pogingen om te begrijpen waarom de corona zo heet is en waarom zij vaak hevige uitbarstingen van energierijke deeltjes produceert. De Hi-C-telescoop is ontworpen om de fijne structuren vast te leggen die het gedrag van de corona kunnen helpen verklaren. Tijdens de vlucht maakte het instrument opnamen van een groot actief gebied op de zon. De verwerking van de 165 beelden zal naar verwachting nog enkele maanden in beslag nemen.
Meer informatie:
Solar Corona Revealed in Super-High-Definition
NASA Telescope Captures Sharpest Images of Sun's Corona
9 juli 2012
Een team wetenschappers heeft een 'MRI-scan' gemaakt van het inwendige van de zon. De scan moet meer inzicht geven in de manier waarop warmte uit het diepe inwendige van de zon naar het oppervlak wordt getransporteerd. Het resultaat wijst erop dat het hete zonnegas (plasma) veel langzamer stroomt dan gedacht.
De intense hitte die door middel van kernfusie in het hart van de zon wordt geproduceerd, wordt in de vorm van straling doorgegeven naar hogere lagen. Op ongeveer tweederde van de afstand tot het zonsoppervlak is de temperatuur al zo ver gezakt, dat de rol van dit 'stralingstransport' ondergeschikt wordt. Het verdere warmtetransport gebeurt via convectie: stijgende en dalende stromingen in het hete plasma waaruit de zon bestaat.
Over wat zich precies afspeelt in die convectiezone bestaan wel theorieën, maar omdat het zonneplasma ondoorzichtig is, is het proces niet direct waarneembaar. Dat is nogal vervelend, omdat dit deel van de zon een belangrijke rol speelt bij het ontstaan van magnetische velden, die op hun beurt weer bepalend zijn voor de vorming van zonnevlekken en andere activiteit.
Voor het maken van hun 'MRI-scan' hebben de wetenschappers gebruikt gemaakt van metingen door de NASA-satelliet Solar Dynamics Observatory. Deze metingen geven informatie over de golfbewegingen aan het zonsoppervlak zoals die door de convectie worden veroorzaakt. Met behulp van deze gegevens kon worden berekend welke inwendige plasmastromingen daaraan ten grondslag liggen.
De berekeningen laten zien dat de plasmastromingen in de zon ongeveer honderd keer zo langzaam zijn als theoretisch was voorspeld. Als deze conclusie klopt, staat de meest geaccepteerde theorie voor het ontstaan van de magnetische velden van de zon op losse schroeven.
Meer informatie:
Researchers create 'MRI' of the sun's interior motions
27 juni 2012
De grote tornado's die in 2008 voor het eerst in de atmosfeer van de zon zijn waargenomen, zijn mogelijk verantwoordelijk voor de hoge temperatuur van de buitenste delen van de zonneatmosfeer. Dat schrijven zonnefysici van een aantal Europese instituten deze week in Nature. Wetenschappers worstelen al jaren met de vraag waarom met name de corona - het buitenste ijle gasomhulsel - van de zon vele malen heter is dan het oppervlak. Het enige wat vaststond was dat voor deze opwarming enorm veel energie nodig is. De zonnefysici hebben ontdekt dat de magnetische tornado's van de zon zich uitstrekken van het oppervlak tot in de hoge atmosfeer. Met computersimulaties maken zij aannemelijk dat het ontstaan van deze wervelingen verband houdt met de overdracht van de warmte van het zonsoppervlak naar de corona. Anders dan tornado's op aarde, die worden aangedreven door verschillen in temperatuur en luchtvochtigheid, zijn de wervelingen op de zon een combinatie van heet, stromend gas en verstrengelde magnetische veldlijnen. Maar net als hun aardse tegenhangers zijn ze onderaan relatief smal en worden ze naar boven toe breder.
Meer informatie:
Solar Tornadoes as Big as the US Heat Sun's Atmosphere
Space tornadoes power the atmosphere of the Sun
14 juni 2012
Recente gegevens van de Amerikaanse ruimtesonde Voyager 1 laten zien dat de ruimteverkenner een gebied in de ruimte heeft bereikt waar de aantallen deeltjes van buiten ons zonnestelsel een duidelijke stijging laten zien. Volgens NASA-wetenschappers kan dit betekenen dat de 34 jaar oude ruimtesonde op het punt staat om de interstellaire ruimte te betreden. De grens tussen zonnestelsel en interstellaire ruimte is niet scherp. De ligging ervan wordt bepaald door de heliosfeer - de invloedssfeer van de zon. Aan de rand van de heliosfeer leggen de energierijke deeltjes die onze zon uitstoot het af tegen de druk van deeltjes van buitenaf. Deze laatste zijn afkomstig van supernova's (ontplofte sterren) in ons Melkwegstelsel. Uit metingen van Voyager 1 bleek eerder al dat de intensiteit van deze deeltjes tussen januari 2009 en januari 2012 met ongeveer 25 procent is gestegen. De afgelopen maand is daar nog eens negen procent bijgekomen. Die plotselinge toename is een aanwijzing dat de interstellaire ruimte in zicht is. Maar voor de drempel daadwerkelijk wordt gepasseerd, moeten de aantallen geladen deeltjes van de zon een flinke daling laten zien. En daar is nog geen sprake van.
Meer informatie:
Data From NASA's Voyager 1 Point to Interstellar Future
12 juni 2012
In de ijle, hete dampkring van de zon komen grote lussen voor van elektrisch geladen gas dat langs gebogen magnetische veldlijnen beweegt. De meeste van die lussen zijn heet, breed en reiken tot grote hoogte boven het zonsoppervlak. Met behulp van de Amerikaanse zonnesatelliet Solar Dynamics Observatory en met de New Solar Telescope van het Big Bear Observatory in Californië zijn nu echter ook heel smalle magnetische lussen ontdekt, met een middellijn van niet meer dan ca. 100 kilometer. De ultra-dunne lussen zijn bovendien tien keer zo koel, en bevinden zich op veel geringere hoogte. Ze lijken te ontspringen op de grensvlakken van granules - korrelachtige structuren op het zonsoppervlak waar heet gas uit het inwendige omhoog borrelt. Aan de randen van de granules raken magnetische veldlijnen geconcentreerd, en kunnen de ultra-dunne magnetische lussen geproduceerd worden. Volgens de onderzoekers, die hun resultaten gepubliceerd hebben in The Astrophysical Journal, dragen de ultra-dunne lussen mogelijk bij aan de sterke verhitting van de corona van de zon.
Meer informatie:
Spotting Ultrafine Loops in the Sun's Corona
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
11 juni 2012
De Amerikaanse Fermi Gamma-ray Space Telescope heeft op 7 maart van dit jaar extreem energierijke en zeer lang aanhoudende gammastraling gedetecteerd van een krachtige uitbarsting op de zon. Nooit eerder is zulke hoogenergetische straling van een zonnevlam waargenomen: 4 giga-elektronvolt, ofwel twee miljard keer de energie van zichtbaar licht. De gamma-uitbarsting duurde maar liefst twintig uur. Tijdens de uitbarsting was de zon even het helderste object aan de hemel in gammastraling. Fermi wist de herkomst van de gammastraling heel nauwkeurig te bepalen, waardoor met zekerheid vaststaat dat de energierijke fotonen afkomstig zijn van de zonnevlam zelf. Volgens Nicolai Omodei van Stanford University, die de Fermi-resultaten vandaag presenteerde op de 220ste bijeenkomst van de American Astronomical Society in Anchorage, Alaska, ontstaat de gammastraling door wisselwerking van energierijke elektrisch geladen deeltjes met het hete gas aan het stralende oppervlak van de zon. Sommige van die deeltjes moeten binnen een paar seconden versneld zijn tot 200.000 kilometer per seconde - tweederde van de lichtsnelheid. Zulke extreme versnellingen zijn het gevolg van krachtige schokgolven in de ijle, hete gaswolken die bij de zonnevlam de ruimte in worden geblazen. De zonnevlam van 7 maart was de op één na krachtigste zonnevlam van de afgelopen vijf jaar.
Meer informatie:
NASA'S Fermi Detects The Highest-Energy Light From A Solar Flare
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
14 mei 2012
Universiteiten van over de hele wereld werken volgend jaar samen aan de lancering van een zwerm van microsatellieten, voor onderzoek aan de invloed van elektrisch geladen zonnewinddeeltjes. Twintig van de vijftig satellieten worden uitgerust met meetapparatuur die ontwikkeld is door natuurkundigen van de Universiteit van Oslo.
De elektrisch geladen deeltjes van de zon - de plasmadeeltjes in de zogeheten zonnewind - veroorzaken poollicht, maar verstoren ook satellietcommunicatie, GPS-navigatie en satelliet-elektronica. Over de kleinschalige structuur van de plasmawolken is echter nog weinig bekend. Het nieuwe experiment moet daarover meer inzicht verschaffen.
In 2013 moeten ca. vijftig satellieten ter grootte van een pak melk tijdens één gezamenlijke lancering in een baan om de aarde worden gebracht, tussen 160 en 320 kilometer hoogte. Door de metingen van alle microsatellieten in de zwerm te combineren, is de kleinschalige structuur van de plasmawolken nauwkeuriger te achterhalen.
Meer informatie:
Persbericht Universiteit van Oslo (Engelstalig)
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
10 mei 2012
Nieuwe meetresultaten van de NASA-satelliet Interstellar Boundary Explorer (IBEX) laten zien dat onze zon bij haar tocht door het interstellaire medium waarschijnlijk geen 'boegschok' produceert, zoals een straaljager die de door de geluidsbarrière gaat. Daarvoor lijkt de snelheid waarmee de zon zich een weg baant door het gas en stof van de Melkweg te klein (Science, 11 mei). Ons zonnestelsel verplaatst zich door de ruimte binnen een beschermende bel van zonnewind en magnetische velden, die de heliosfeer wordt genoemd. De voorste begrenzing van de heliosfeer, waar de zonnewind in botsing komt met het interstellaire medium, markeert de rand van het zonnestelsel. Metingen met IBEX laten zien dat de snelheid waarmee de zon zich ten opzichte van het interstellaire medium verplaatst kleiner is dan gedacht: 85.000 km/uur in plaats van 95.000 km/uur. Bovendien zijn er aanwijzingen dat het magnetische veld in het interstellaire medium juist sterker is dan gedacht. Deze beide factoren maken het onaannemelijk dat er aan de voorkant van de heliosfeer een schokgolf ontstaat - een abrupte overgang tussen heliosfeer en interstellair medium. Bij de gemeten snelheid is hooguit sprake van een boeggolf, zoals bij een boot die door het water glijdt. Een veel geleidelijkere overgang dus.
Meer informatie:
New IBEX data show heliosphere's long-theorized bow shock does not exist
IBEX Reveals a Missing Boundary At the Edge Of the Solar System
9 mei 2012
Op het oppervlak van de zon heeft zich een nieuwe grote zonnevlekkengroep ontwikkeld. Het complex bestrijkt een 100.000 kilometer groot gebied en omvat minstens vier afzonderlijke zonnevlekken die groter zijn dan de aarde. Zonnevlekken zijn relatief donkere plekken op de zon. Ze ontstaan op plaatsen waar krachtige magnetische velden de warmte-aanvoer uit het inwendige van de zon hinderen, waardoor de temperatuur ter plaatse 1000 tot 1500 graden daalt. Grote groepen zonnevlekken, zoals het nu verschenen gebied AR 1476, zijn vaak de bron van grote uitbarstingen. Zo heeft AR 1476 de afgelopen dagen al een aantal lichte en middelzware zonnevlammen geproduceerd. Twee daarvan gingen gepaard met zogeheten coronale massa-emissies (CME's) die op de aarde af komen. De plasmawolken van de twee CME's zullen in de loop van woensdagmiddag 9 mei en donderdagochtend 10 mei arriveren. Verwacht wordt dat ze gematigde verstoringen van het aardmagnetische veld zullen veroorzaken. Dat betekent dat er de komende dagen een verhoogde kans op poollicht is.
Meer informatie:
Monster Sunspot To Unleash Powerful Solar Flares
Website SpaceWeather.com
16 april 2012
Nieuwe metingen van de NASA-ruimtesonde Voyager 1 wijzen erop dat de 'helioschede' - de buitenste schil van de invloedssfeer van de zon - breder is dan gedacht. Vorig voorjaar meldden wetenschappers nog dat de ruimtesonde eind 2012 de interstellaire ruimte zou betreden. De helioschede is het gebied waar de uitgaande zonnewind wordt afgeremd door de tegendruk van het ijle interstellaire medium. Naar verwachting zou aan de buitenste rand ervan het aandeel laagenergetische elektronen uit de interstellaire ruimte geleidelijk moeten afvlakken. Maar recent heeft Voyager 1, die zich inmiddels op bijna 18 miljard kilometer van de zon bevindt, toch weer twee plotselinge pieken in de elektronendichtheid waargenomen. Volgens de wetenschappers die de Voyager-gegevens hebben geanalyseerd, wijst dit erop dat het buitenste deel van de helioschede uit verschillende regionen bestaat, die aanzienlijk van karakter verschillen. Hoe lang het nog zal duren voordat Voyager 1 werkelijk de drempel naar de interstellaire ruimte is overgestoken, is waarschijnlijk gewoon een kwestie van afwachten.
Meer informatie:
Voyager 1 might have farther to go to exit the heliosheath
9 april 2012
In de corona - de hete, ijle dampkring van de zon - komen af en toe heldere gaspluimen voor met sterke magneetvelden in het centrum. Van bovenaf gezien lijken ze op cellen met een helder centrum en een donkere rand, maar van opzij gezien blijkt het om verticale structuren te gaan. De coronale cellen werden in 2011 ontdekt door het Amerikaanse Solar Dynamics Observatory (SDO) en de twee STEREO-ruimtesondes. Doordat de drie satellieten zich op heel verschillende posities bevinden, kon de driedimensionale structuur van de 'cellen' worden vastgesteld. De ontdekking is gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
In oude waarnemingen van de Europees/Amerikaanse zonnesonde SOHO is inmiddels ook gezocht naar coronale cellen. Die blijken níet aanwezig te zijn geweest rond het laatste activiteitsminimum van de zon, maar wél tijdens het vorige activiteitsmaximum.
Meer informatie:
SDO and STEREO Spot Something New On the Sun
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
3 april 2012
De begintijd van ons zonnestelsel heeft er misschien anders uitgezien dan tot nu toe werd gedacht. Dat volgt uit een nieuwe bepaling van de halfwaardetijd van radioactief samarium, een van de isotopen die worden gebruikt om de evolutie van het zonnestelsel in kaart te brengen (Science, 30 maart). Het schaarse isotoop samarium-146 vervalt heel langzaam - in de loop van vele miljoenen jaren - tot het stabiele element neodymium. Dat maakt het lastig om zijn halfwaardetijd te bepalen - de tijd waarin precies de helft van een zekere hoeveelheid Sm-146 tot neodymium is vervallen. De nieuwe metingen laten zien dat de halfwaardetijd van het isotoop niet 103 miljoen jaar is, zoals tot nu toe werd gedacht, maar aanzienlijk korter: 68 miljoen jaar. De vervaltijd van Sm-146 is één van de 'klokken' waarmee de chronologie van de gebeurtenissen in het zonnestelsel en de ouderdom van aardse gesteenten wordt bepaald. De kortere vervaltijd betekent dat de vorming van de planeten waarschijnlijk sneller is verlopen dan gedacht. Bovendien zouden de oudste gesteenten op aarde eerder zijn ontstaan: al 120 miljoen jaar na het ontstaan van het zonnestelsel (ruim 4 miljard jaar geleden).
Meer informatie:
New isotope measurement could alter history of early solar system
30 maart 2012
Op de zon komen enorm krachtige bevingen en spectaculaire tornado's voor. Ze worden geproduceerd tijdens magnetische explosies op of vlak onder het zonsoppervlak, waarbij kolossale hoeveelheden gas de ruimte in worden geblazen. Deze zogeheten coronale massa emissies (CME's) kunnen op hun beurt weer tot 'zonnestormen' in de ruimte tussen de zon en de aarde leiden.
Op 15 februari 2011 is een zonnebeving gedetecteerd die ongeveer duizend maal zo energierijk was als de grote aardbeving vorig jaar in Japan. Zonnebevingen waren eerder al ontdekt als bijverschijnsel van reguliere zonnevlammen; nu blijken ze ook bij CME's te ontstaan, op de plaatsen waar gas aan het zonsoppervlak in korte tijd sterk verhit wordt door de magnetische explosies. Zonnebevingen zijn zichtbaar als cirkelvormige golven die zich over het zonsoppervlak voortplanten, een beetje zoals de golven in een vijver nadat je er een steen in gooit.
Op 25 september 2011 is een reusachtige tornado van zonnegas gefilmd door de Amerikaanse Solar Dynamics Explorer. Die ontstond boven een protuberans op de zon - een tijdelijke boog van gloeiend gas die gedragen wordt door magnetische velden. De middellijn van de zonnetornado was een paar keer zo groot als de aarde; het gas (met een temperatuur tot twee miljoen graden) raasde met snelheden van tientallen kilometers per seconde tot een hoogte van zo'n 200.000 kilometer.
Waarnemingen aan zonnebevingen en zonnetornado's worden vandaag gepresenteerd op de Brits/Duitse National Astronomy Meeting in Manchester.
Meer informatie:
Solar Eruptions Cause Sunquakes
Huge tornadoes discovered on the Sun
Achtergrondinformatie over de zonnetornado
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
29 maart 2012
Recent onderzoek wijst erop dat het ruimtevaarttijdperk samenviel met een periode van ongewoon sterke zonneactiviteit. Uit isotopenonderzoek van ijskappen en groeiringen van bomen blijkt dat zo'n sterk zonnemaximum de afgelopen 9300 jaar maar 23 keer eerder is opgetreden. Volgens Luke Barnard, promovendus aan de universiteit van Reading, is de kans dan ook groot dat het aantal zonne-uitbarstingen en -vlekken de komende decennia zal afnemen. Maar paradoxaal genoeg maakt dat de omstandigheden in de ruimte en de aardatmosfeer juist gevaarlijker. Een afname van de sterkte van het magnetische veld van de zon zorgt er namelijk voor dat energierijke deeltjes uit de interstellaire ruimte dieper het zonnestelsel kunnen binnendringen. Daarbij komt nog dat de kleinere aantallen zonne-uitbarstingen die nog wél zullen optreden, heviger en langduriger kunnen zijn. Door de combinatie van deze beide factoren worden astronauten en vliegtuigbemanningen de komende jaren mogelijk aan meer deeltjesstraling blootgesteld. Om meer greep te krijgen op de diverse aspecten van dit 'ruimteweer' is de UK Met Office, de Britse zuster van het KNMI, bezig om haar weer- en klimaatmodel aan te passen. Die aanpassing heeft vooral betrekking op de zogeheten thermosfeer van de aarde, de ijle luchtlaag op 90 tot 600 kilometer hoogte, die de eerste klappen opvangt als het spookt in de ruimte. Om de gevolgen daarvan beter te kunnen voorspellen, wordt een systeem ontwikkeld waarin de volledige causale keten - de omstandigheden op de zon, in de interplanetaire ruime en in de verschillende lagen van de aardatmosfeer - in rekening wordt gebracht.
Meer informatie:
Solar 'climate change' could cause rougher space weather
Met Office To Provide Space Weather Warnings For Planet Earth And Forecasts For Exoplanets
21 maart 2012
Een groep wetenschappers uit Hawaï, Brazilië en Californië heeft een nieuwe nauwkeurige meting gedaan van de middellijn van de zon. Daarbij hebben ze gebruik gemaakt van satellietwaarnemingen uit 2003 en 2006, die zijn gedaan op het moment dat de planeet Mercurius voor de zon langs trok. De diameter van de zon die in tabellenboeken vermeld staat, 1.392.000 kilometer, is in feite een afgeronde waarde. In werkelijkheid is de zon waarschijnlijk iets groter, al lopen de moderne meetwaarden uiteen van 1,390 tot 1,393 miljoen km. Veel van die metingen zijn gedaan vanaf de aarde, met de aardatmosfeer als verstorende factor. Bij de nieuwe metingen is gebruik gemaakt van een telescoop aan boord van de zonnesatelliet SOHO. Daarmee zijn heel nauwkeurig de momenten gemeten waarop het donkere schijfje van Mercurius de zonneschijf voor het eerst raakte en zich daar later weer van losmaakte. Het nodige rekenwerk liet zien dat de zon 1.392.684 kilometer groot is, met een onzekerheid van 130 kilometer. De wetenschappers hopen op 5 juni a.s. een nog nauwkeurigere meetwaarde te kunnen afleveren. Op die dag beweegt namelijk de planeet Venus voor de zon langs.
Meer informatie:
Space Observations Of Mercury Transits Yield Precise Solar Radius
Vakpublicatie
16 maart 2012
Het recente minimum in de activiteit van de zon was ongebruikelijk diep en langdurig. Maar dat was niet de enige bijzonderheid van deze rustige periode. Analyse van variaties in het aardmagnetische veld laat zien dat er meer aan de hand was. Wetenschappers meten sinds anderhalve eeuw de veranderingen die in het magnetische veld van onze planeet optreden. Die geomagnetische activiteit vertoont allerlei cyclische veranderingen, bijvoorbeeld eentje met een periode van 27 dagen die verband houdt met de rotatie van de zon. Tijdens het recente zonneminimum, dat ruwweg duurde van 2006 tot 2010, werden ook variaties gemeten met perioden van bijna 7 en 9 dagen - niet alleen in het aardmagnetische veld, maar ook in het interplanetaire magneetveld en de zonnewind. Een analyse van historische geomagnetische gegevens uit de periode 1868-2011 laat zien dat die snellere veranderingen in de 140 jaar vóór het recente zonneminimum niet voorkwamen. Volgens de wetenschappers die de analyse hebben gedaan, zou dat erop kunnen wijzen dat er een tijdelijke verstoring is opgetreden in de 'zonnedynamo' - het turbulente plasma in het inwendige van de zon dat het magnetische veld genereert.
Meer informatie:
Geomagnetic data reveal unusual nature of recent solar minimum
8 maart 2012
Afgelopen dinsdag produceerde het actieve gebied AR 1429 op de zon kort na elkaar twee zonnevlammen die gepaard gingen met zogeheten coronale massa-ejecties (CME's). De eerste daarvan was de zwaarste sinds augustus vorig jaar. De deeltjes van de beide CME's hebben de aarde donderdag even na 12 uur Nederlandse tijd bereikt. Tot grote problemen heeft dat niet geleid. De gevolgen van zo'n 'zonnestorm' lopen sterk uiteen en laten zich moeilijk voorspellen. Vaak blijven ze beperkt tot een verstoring van het magnetische veld van de aarde, die soms tot opvallende poollichtverschijningen leidt - ook in gebieden waar poollicht doorgaans zeldzaam is, zoals Nederland. In ernstige gevallen zorgen zonnestormen voor storingen in GPS- en (satelliet)communicatiesystemen of zelfs voor het uitvallen van stroomnetten op aarde. De recente toename in uitbarstingen op de zon is in lijn met de verwachtingen. De activiteit van de zon volgt een 11-jarige cyclus en de volgende piek staat voor eind 2013 op het programma.
Meer informatie:
Second Biggest Flare Of the Solar Cycle
Huge Magnetic Storm May Wreak Havoc
27 februari 2012
Wetenschappers van Washington University hebben een nieuw model bedacht voor het ontstaan van planetenstelsels als het onze. In het nieuwe model ontstaan een ster en haar planeten vrijwel gelijktijdig door samentrekking van koel gas en stof in een grote interstellaire gaswolk. Volgens de huidige theorie zou uit zo'n gaswolk eerst een ster ontstaan, waarna er rond de ster een schijf van hete materie achterblijft. Planeten zouden dan het gevolg zijn van samenklontering van die 'restmaterie'. Volgens de Amerikaanse wetenschappers is het onduidelijk hoe zo'n chaotisch samenklonteringsproces tot een zonnestelsel als het onze kan leiden, met planeten die allemaal in hetzelfde vlak en in dezelfde richting om de zon draaien. Het nieuwe model zou niet alleen die regelmatige structuur kunnen verklaren, maar ook het feit dat de binnenste planeten van ons zonnestelsel kleine, rotsachtige objecten zijn en de buitenste planeten grote gasreuzen. Die tweedeling zou simpelweg zijn ontstaan doordat de rotsachtige 'groeikernen' in de buurt van de zon moesten concurreren met de sterke zwaartekracht van de zon, waardoor ze weinig gassen konden verzamelen.
Meer informatie:
New model provides different take on planetary accretion
13 februari 2012
Amerikaanse astronomen doen een nieuwe poging om de paradox van de zwakke, jonge zon op te lossen. Een geavanceerd computermodel moet meer inzicht geven in de jeugd van zonachtige sterren. Het model moet duidelijkheid geven over de vraag of en hoe onze ster kort na haar ontstaan is afgeslankt. Volgens de bestaande modellen zou de zon aanvankelijk veel minder energie hebben geproduceerd dan nu, wat zou betekenen dat de aarde vier miljard jaar geleden stijf bevroren moet zijn geweest. Maar onderzoek van de oudste gesteenten op onze planeet laat zien dat er in die tijd gewoon oceanen waren. Er zijn ruwweg twee manieren om deze paradox op te lossen. De ene bestaat uit de veronderstelling dat de jonge aarde veel meer broeikasgassen (met name kooldioxide) bevatte dan nu. Daar zijn echter geen geologische aanwijzingen voor en bovendien was ook Mars vier miljard jaar geleden relatief warm. De andere optie is dat de zon bij haar ontstaan twee tot vijf procent zwaarder was dan op dit moment. Deze mogelijkheid wordt nu opnieuw onder de loep genomen door een team rond Steinn Sigurdsson van Penn State University. Met behulp van het nieuwe computermodel MESA willen de astronomen onderzoeken of de zon tijdens de eerste paar honderd miljoen jaar van haar bestaan veel massa is verloren in de vorm van zonnewind. De voortekenen zijn niet hoopgevend. Weliswaar is uit waarnemingen gebleken dat jonge, zonachtige sterren massa verliezen, maar dat gebeurt al heel vroeg en heel snel. En dat kan de paradox niet oplossen. Het zoeken is naar een scenario waarbij het massaverlies geleidelijker verloopt.
Meer informatie:
"Baby Fat" on the Young Sun?
1 februari 2012
Op 27 januari vond een grote uitbarsting plaats op de zon. Anders dan de grote zonnevlam van vier dagen daarvóór vond deze uitbarsting niet plaats aan de voorkant van de zon, maar aan de rand. Hierdoor was de verwachting dat de snelle deeltjes van de tweede zonnevlam de aarde niet zouden bereiken. Maar dat gebeurde toch. Volgens onderzoekers van de universiteit van New Hampshire konden ook deeltjes van de uitbarsting van 27 januari de aarde bereiken, door de configuratie van het magnetische veld van de zon. De veldlijnen waarlangs de energierijke deeltjes van zo'n zonnevlam bewegen zijn niet recht, maar gebogen. De situatie werd, vanuit stralingsoogpunt, nog verergerd doordat zich in de omgeving van de aarde nog deeltjes van de eerste uitbarsting ophielden. Deeltjes van beide uitbarstingen zijn gedetecteerd met een instrument van de maansonde LRO. Het waren de hevigste uitbarstingen in de 2,5 jaar dat deze sonde metingen doet. Naar verwachting zullen de komende jaren echter nog veel krachtigere zonnevlammen optreden.
Meer informatie:
Sun Delivered Curveball Of Powerful Radiation At Earth
LRO Instrument Measures Radiation Effects from Recent Solar Flare
31 januari 2012
Metingen van de NASA-satelliet Interstellar Boundary Explorer (IBEX) hebben meer inzicht gegeven in de kenmerken van de ruimte buiten ons zonnestelsel. De satelliet heeft in de omgeving van de aarde neutrale atomen opgevangen die via de zogeheten interstellaire wind van buitenaf ons zonnestelsel binnenkomen. Het gaat daarbij om atomen van de elementen waterstof, zuurstof, neon en helium. Uit de metingen blijkt dat er in de interstellaire wind 74 zuurstofatomen op elke 20 neonatomen voorkomen. In ons zonnestelsel is die verhouding 111 op 20. Daarmee is het zonnestelsel dus zuurstofrijker dan de nabije interstellaire ruimte. Volgens de onderzoekers kan dit betekenen dat het zonnestelsel is ontstaan in een omgeving die toevallig wat meer zuurstof bevatte dan de rest van het Melkwegstelsel. Maar het verschil zou ook slechts schijn kunnen zijn: mogelijk zit veel zuurstof in de interstellaire ruimte opgesloten in stof- en ijsdeeltjes. Verder laten de IBEX-gegevens zien dat de interstellaire wind met een snelheid van ongeveer 84.000 km/uur de heliosfeer - de invloedssfeer van de zon - binnenkomt. Dat is ruim tien procent langzamer dan eerdere (minder nauwkeurige) metingen met de satelliet Ulysses hadden gesuggereerd. Het nieuwe resultaat betekent dat het zonnestelsel vrijwel dezelfde ruimtelijke snelheid heeft als de zogeheten lokale interstellaire wolk. De Ulysses-metingen leken erop te wijzen dat we deze gaswolk al bijna hadden verlaten, maar dat kan nog duizenden jaren duren.
Meer informatie:
IBEX: Glimpses of the Interstellar Material Beyond our Solar System
IBEX spacecraft measures "alien" particles from outside solar system, reveals interactions in surrounding regions
IBEX probe glimpses Interstellar Neighborhood
31 januari 2012
Waterstofmoleculen spelen een belangrijke rol bij het ontstaan en het in stand houden van zonnevlekken. Dat blijkt uit metingen van Amerikaanse zonneonderzoekers met gevoelige spectroheliografen van het National Solar Observatory in Sunspot, New Mexico. De resultaten worden binnenkort gepubliceerd in The Astrophysical Journal.
De wetenschappers ontdekten OH-moleculen (hydroxyl) in de donkere kernen van zonnevlekken met sterke magneetvelden. Als er OH-moleculen kunnen ontstaan (bestaande uit één zuurstof- en één waterstofatoom), moeten er ook relatief veel waterstofmoleculen voorkomen (H2, bestaande uit twee waterstofatomen). De aanwezigheid van 'koel' moleculair waterstof heeft een grote invloed op de gasbewegingen in zonnevlekken, zo blijkt uit modelberekeningen.
De temperatuur aan het oppervlak van de zon is zo hoog dat er normaal gesproken vrijwel geen moleculen kunnen voorkomen; verreweg het meeste waterstof is atomair. In de koelere zonnevlekken kunnen waterstofmoleculen echter wél ontstaan, en dat heeft onder andere invloed op de mate waarin magnetische velden in de zonnevlek worden versterkt, met name tijdens en kort na de ontstaansfase. In de allerkoelste kernen van zonnevlekken kan de magnetische veldsterkte daardoor oplopen tot meer dan 2500 gauss (vijfduizend keer zo sterk als het magneetveld aan het aardoppervlak). Op die manier wordt de levensduur van een zonnevlek verlengd: de sterke magnetische velden verhinderden het opborrelen van heet gas uit diepere lagen van de zon.
Meer informatie:
"Cool" Gas May Form and Strengthen Sunspots
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
27 januari 2012
De Radiation Assessment Detector (RAD) aan boord van het Mars Science Laboratory heeft metingen verricht aan de krachtige zonnestorm die zich begin deze week voordeed na een energierijke uitbarsting op de zon maandagochtend. De zonnestorm, die in de aardse dampkring fraai poollicht veroorzaakte, was de krachtigste sinds 2005. Mars Science Laboratory (MSL) werd eind november 2011 gelanceerd; de Marswagen Curiosity moet in augustus 2012 op Mars aankomen. Het RAD-instrument gaat daar onderzoek doen naar de stralingsbelasting op Mars. Omdat het instrument zich binnenin het ruimtevaartuig bevindt, bieden de waarnemingen aan de zonnestorm ook informatie over de mate waarin de effecten van zo'n verschijnsel afgeschermd kunnen worden.
Meer informatie:
SwRI-led RAD measures radiation from solar storm
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
25 januari 2012
Afgezien van een vage groene en rode gloed aan de noordelijke horizon, is de afgelopen nacht vanuit Nederland geen poollicht gezien. Voor het echte spektakel moest je in noordelijker streken zijn, zo blijkt. Met name in het noorden van Scandinavië gaf het poollicht een indrukwekkende lichtshow. Volgens sommige waarnemers was het een van de fraaiste poollichtverschijningen van de afgelopen decennia. Ook vanuit Schotland, Ierland en het noorden van Duitsland en Engeland is het hemelverschijnsel gezien. Het poollicht werd veroorzaakt door de krachtige uitbarsting die afgelopen maandag op de zon plaatsvond. De wolk elektrisch geladen deeltjes van deze 'zonnestorm' - de grootste sinds 2003 - bereikte de aarde in de loop van dinsdagmiddag. Poollicht ontstaat wanneer grote aantallen van deze deeltjes in botsing komen met zuurstof- en stikstofmoleculen in de hoge aardatmosfeer. Naar verwachting zal de activiteit van de zon de komende maanden en jaren alleen maar verder toenemen. De kans is dus groot dat het poollicht de komende tijd vaker te zien zal zijn - óók vanuit Nederland.
Meer informatie:
Solar storm sparks dazzling northern lights
Largest Solar Radiation Storm Since 2003
Noorderlicht boven de Waddenzee
Aurora Sky Station (live beelden)
24 januari 2012
Een krachtige uitbarsting op de zon op maandagochtend 23 januari om 04.59 uur Nederlandse tijd heeft een wolk van elektrisch geladen deeltjes de ruimte in geblazen met een snelheid van ruim tweeduizend kilometer per seconde. De plasmawolk zal naar verwachting in de loop van dinsdagmiddag 24 januari bij de aarde aankomen, en kan mogelijk verstoringen teweegbrengen in satellietelektronica en radiocommunicatie. Daarnaast veroorzaken de deeltjes in de wolk waarschijnlijk indrukwekkend poollicht, dat vooral zichtbaar is in een brede ring rond de magnetische noord- en zuidpool van de aarde. De kans dat er komende nacht ook vanuit (Noord-)Nederland poollicht zichtbaar is, is klein maar niet uitgesloten. Om poollicht te zien is een donkere omgeving, een wolkenloze hemel en bij voorkeur een vrij uitzicht naar het noorden vereist.
SpaceWeather
Dit nieuwsbericht is toegevoegd door Govert Schilling - allesoversterrenkunde.nl
[archieven] Aardse planeten
Dwergplaneten
Gasreuzen
Planetoïden
Kometen
Zon
Exoplaneten
Melkwegstelsel
Extragalactisch
Kosmologie
Instrumenten
Ruimteonderzoek
Diversen
Astronieuws is de nieuwspagina van het tijdschrift Zenit, een uitgave van Stip Media, in samenwerking met Alles over sterrenkunde.