Kunstenaar illustratie van magnetische lijnen uitrekken en draaien rond zonnevlekken. Afbeelding tegoed: NASA. Klik om te vergroten.
De meest intense uitbarsting van zonnestraling in vijf decennia ging gepaard met een grote zonnevlam op 20 januari. Het schudde de theorie van het ruimteweer en benadrukte de noodzaak van nieuwe voorspellingstechnieken, volgens verschillende presentaties op de bijeenkomst van de American Geophysical Union (AGU) deze week in New Orleans.
De zonnevlam, die zich voordeed om 2 uur 's morgens EST, veroorzaakte stralingsmonitoren over de hele planeet en vervormde detectoren op ruimtevaartuigen. De regen van energetische protonen kwam minuten na het eerste teken van de uitbarsting. Deze overstraling was een extreem voorbeeld van het type stralingsstorm dat te snel arriveert om interplanetaire astronauten te waarschuwen.
"Deze uitbarsting produceerde het grootste zonnestralingssignaal op de grond in bijna 50 jaar", zegt dr. Richard Mewaldt van het California Institute of Technology, Pasadena, Californië. Hij is mede-onderzoeker van NASA's Advanced Composition Explorer (ACE) ruimtevaartuig. "Maar we waren echt verrast toen we zagen hoe snel de deeltjes hun piekintensiteit bereikten en op aarde arriveerden."
Normaal gesproken duurt het twee of meer uren voordat een gevaarlijke protondouche na een zonnevlam de maximale intensiteit op aarde bereikt. De deeltjes van de uitbarsting van 20 januari bereikten een piek ongeveer 15 minuten na het eerste teken.
"Dat is belangrijk omdat het te snel is om met veel waarschuwing te reageren op astronauten of ruimtevaartuigen die zich mogelijk buiten de beschermende magnetosfeer van de aarde bevinden," zei Mewaldt. "Naast het monitoren van de zon, moeten we het vermogen ontwikkelen om van tevoren fakkels te voorspellen als we mensen gaan sturen om ons zonnestelsel te verkennen."
De gebeurtenis schudt de theorie over de oorsprong van protonstormen op aarde. "Sinds ongeveer 1990 geloven we dat protonenstormen op aarde worden veroorzaakt door schokgolven in het binnenste zonnestelsel terwijl coronale massa-ejecties door de interplanetaire ruimte ploegen", zei professor Robert Lin van de University of California in Berkeley. Hij is hoofdonderzoeker van de Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI). 'Maar de protonen van deze gebeurtenis kunnen afkomstig zijn van de zon zelf, wat erg verwarrend is.'
De oorsprong van de protonen is ingeprent in hun energiespectrum, zoals gemeten door ACE en andere ruimtevaartuigen, wat overeenkomt met het energiespectrum van gammastralen die door de fakkel worden afgeworpen, zoals gemeten door RHESSI. "Dit is verrassend omdat we in het verleden dachten dat de protonen die gammastralen maakten bij de overstraling lokaal werden geproduceerd en die op de aarde in plaats daarvan werden geproduceerd door schokversnelling in de interplanetaire ruimte," zei Lin. 'De gelijkenis van de spectra suggereert dat ze hetzelfde zijn.'
Zonnevlammen en coronale massa-ejecties (CME's), bijbehorende gigantische plasmawolken in de ruimte, zijn de grootste explosies in het zonnestelsel. Ze worden veroorzaakt door de opbouw en het plotseling vrijkomen van magnetische spanning in de zonne-atmosfeer boven de gigantische magnetische polen die we als zonnevlekken zien. De Transitional Region and Coronal Explorer (TRACE) en het Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) ruimtevaartuig zijn toegewijd aan het observeren van de zon en het identificeren van de grondoorzaken van fakkels en CME's, met het oog op het voorspellen ervan.
"We weten niet hoe we de stroom van energie in en door deze grote fakkels moeten voorspellen", zegt dr. Richard Nightingale van het Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory in Palo Alta, Californië. "Instrumenten zoals TRACE geven ons nieuwe aanwijzingen bij elk evenement. We observeren."
TRACE heeft een mogelijke bron van magnetische spanning geïdentificeerd die zonnevlammen veroorzaakt. De zonnevlekken die de grootste (X-klasse) fakkels afgeven, lijken te draaien in de dagen rond de fakkel. "Deze rotatie strekt zich uit en verdraait de magnetische veldlijnen over de zonnevlekken", zei Nightingale. "We hebben het eerder gezien dan vrijwel elke X-flare die TRACE heeft waargenomen sinds de lancering en meer dan de helft van alle fakkels in die tijd."
Roterende zonnevlekken zijn echter niet het hele verhaal. De unieke uitbarsting kwam aan het einde van een reeks van vijf andere zeer grote uitbarstingen van dezelfde zonnevlekgroep, en niemand weet waarom deze meer plotselinge hoogenergetische deeltjes produceerde dan de eerste vier.
"Het betekent dat we echt niet begrijpen hoe de zon werkt", zei Lin. "We moeten onze vloot van zonnewaarnemingsruimtevaartuigen blijven exploiteren en exploiteren om vast te stellen hoe het werkt."
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
