In het geval dat hij op het juiste moment op de juiste plaats was, kon het ruimtevaartuig MESSENGER een zonnevlam van gemiddelde grootte opvangen, waardoor astronomen hoogenergetische zonne-neutronen konden bestuderen op minder dan 1 astronomische eenheid (AU) van de zon voor de eerste keer. 31, 2007, MESSENGER - op koers om in een baan rond Mercurius te komen - vloog op ongeveer een halve AU, zei William C. Feldman, een wetenschapper bij het Planetary Science Institute. Voorheen werden alleen de neutronenuitbarstingen van de krachtigste zonnevlammen geregistreerd op neutronenspectrometers op aarde of in een baan om de aarde. De resultaten van MESSENGER helpen bij het oplossen van een mysterie waarom sommige coronale massa-ejecties bijna geen energetische protonen produceren die de aarde bereiken, terwijl andere enorme hoeveelheden produceren.
Zonnevlammen spuwen hoogenergetische neutronen de interplanetaire ruimte in. Meestal duren deze uitbarstingen ongeveer 50 tot 60 seconden bij de zon. Maar de Neutron Spectrometer van MESSENGER was in staat om neutronen uit deze overstraling op te nemen over een periode van zes tot tien uur. "Wat dat ons vertelt, is dat tenminste enkele middelgrote fakkels continu hoogenergetische neutronen produceren in de zonnecorona." Zei Feldman. "Uit dit feit hebben we de continue productie van protonen in het bereik van 30 tot 100 MeV (miljoen elektronvolt) afgeleid vanwege de overstraling."
Ongeveer 90 procent van alle ionen geproduceerd door een zonnevlam blijven op gesloten magnetische lijnen op de zon gericht, maar een andere populatie is het gevolg van het verval van de neutronen nabij de zon. Deze tweede populatie van vervallen neutronen vormt een uitgebreide zaadpopulatie in de interplanetaire ruimte die verder kan worden versneld door de enorme schokgolven die door de fakkels worden geproduceerd, zei Feldman.
"Dus de belangrijke resultaten zijn dat er misschien na veel opflakkerende gebeurtenissen twee dingen kunnen gebeuren: continue productie van neutronen over een langere periode en het creëren van zaadpopulaties van neutronen bij de zon die zijn vervallen tot protonen," zei Feldman. "Wanneer coronale massa-ejecties (nucleaire explosies in de corona) schokgolven de ruimte in sturen, worden deze protonen van de grondstof versneld de interplanetaire ruimte in."
"Er is altijd de vraag geweest waarom sommige coronale massa-ejecties bijna geen energetische protonen produceren die de aarde bereiken, terwijl andere enorme hoeveelheden produceren", voegde hij eraan toe. "Het lijkt erop dat deze zaadpopulaties van energetische protonen in de buurt van de zon het antwoord kunnen bieden, omdat het gemakkelijker is om een proton te versnellen dat al een energie van 1 MeV heeft dan een proton met een snelheid van 1 keV (de zonnewind)."
De zaadpopulaties zijn niet gelijkmatig verdeeld, zei Feldman. Soms zijn ze op de juiste plaats voor de schokgolven om ze naar de aarde te sturen, terwijl ze zich op andere momenten op locaties bevinden waar de protonen worden versneld in richtingen die hen niet in de buurt van de aarde brengen.
De straling die wordt veroorzaakt door zonnevlammen is van meer dan academisch belang voor NASA, voegde Feldman eraan toe. Energetische protonen van zonnevlammen kunnen de satellieten in een baan om de aarde beschadigen en astronauten in gevaar brengen op het internationale ruimtestation of op missies naar de maan en Mars.
"Mensen in het bemande ruimtevluchtprogramma zijn erg geïnteresseerd in het kunnen voorspellen wanneer een coronale massa-ejectie effectief zal zijn om gevaarlijke niveaus van hoogenergetische protonen te genereren die een stralingsgevaar opleveren voor astronauten," zei hij.
Om dit te doen, moeten wetenschappers veel meer weten over de mechanismen die uitbarstingen veroorzaken en welke uitbarstingen waarschijnlijk gevaarlijk zijn. Op een gegeven moment hopen ze het ruimteweer - waar neerslag in de vorm van straling is - te kunnen voorspellen met dezelfde nauwkeurigheid als voorspellers regen of sneeuw op aarde voorspellen.
MESSENGER zou hiervoor belangrijke gegevens kunnen leveren, merkte Feldman op. "Wat we hebben gezien en gepubliceerd, is wat we hopen de eerste van de vele uitbarstingen te zijn die we tot en met 2012 zullen kunnen volgen", zei hij. "Het mooie van MESSENGER is dat het tijdens zonnecyclus 24 actief zal zijn van de minimale tot de maximale zonneactiviteit, waardoor we de opkomst van een zonnecyclus veel dichter bij de zon dan ooit tevoren kunnen waarnemen."
MESSENGER draait momenteel rond de zon tussen 0,3 en 0,6 AU - (een AU is de gemiddelde afstand tussen de aarde en de zon, of ongeveer 150.000 km) - op weg om in maart 2011 om Mercurius in een baan om de aarde te worden gebracht. Bij Mercury zal het binnen 0,45 AU van de zon gedurende één aardjaar.
Lees de paper van het team: Bewijs voor verlengde versnelling van zonnevlam-ionen van 1-8-MeV zonne-neutronen gedetecteerd met de MESSENGER neutronenspectrometer.
Bron: PSI
