In 2006 brak een van de grootste zonnevlammen die gedurende 30 jaar zijn waargenomen uit, verzadigde röntgencamera's aan boord van observatoria in een baan om de aarde. Hoewel fakkels met een gewicht van X20 + zijn waargenomen, is de X9 toch een zeldzame gebeurtenis. Deze uitbarsting van 2006 wordt echter snel bekend, niet alleen vanwege zijn energetische eigenschappen. Kort na de uitbarsting verwachtten zonne-astronomen een vloed van interplanetaire ionen te zien die door de zon zouden worden uitgeworpen. Ze ontdekten echter iets anders; niet alleen een deeltje dat ze niet verwachtten, maar een deeltje dat er niet zou moeten zijn…
Als een explosie ter grootte van honderd miljoen atoombommen tot ontploffing komt, zou je toch niet verwachten dat er iets intact zou blijven op het nulpunt? In het geval van zonnevlammen komt er een enorme hoeveelheid magnetische energie vrij via een proces dat bekend staat als herverbinding, het snel versnellen en verwarmen van zonneplasma. Afhankelijk van de omstandigheden zijn verschillende zonnevlammenergieën mogelijk, maar in het geval van de uitbarsting van 5 december 2006 werd zonneplasma snel en heftig versneld, waardoor röntgenstraling vrijkwam. Op de flare-locatie, binnen de geknoopte en gedraaide magnetische flux, kunnen de plasmatemperaturen oplopen tot 10-20 miljoen Kelvin (af en toe, voor de grootste fakkels, 100 miljoen Kelvin). Onder deze omstandigheden blijft niets intact. Alle atomen in het lokale gebied raken ontdaan van hun elektronen, waardoor een energetische soep van geïoniseerde deeltjes (zoals protonen en heliumkernen) en elektronen overblijft.
Je kunt je dus de verrassing voorstellen van een groep zonnefysici die gegevens gebruiken van het dubbele ruimtestation Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) dat in een baan om de zon draait (één voor de baan van de aarde en één achter), toen ze een straal van zuivere neutrale waterstofatomen afkomstig van de gloed.
“We hebben een stroom perfect intacte waterstofatomen gedetecteerd die uit een X-klasse zonnevlam schieten", Zegt Richard Mewaldt van Caltech ,. 'Wat een verrassing! Deze atomen zouden ons iets nieuws kunnen vertellen over wat er in fakkels gebeurt.”
“Er waren geen andere elementen aanwezig, zelfs geen helium (de op één na meest voorkomende atomaire soort van de zon). Pure waterstof stroomde 90 minuten langs het ruimtevaartuig.”
Metingen van radio-emissies gaven aan dat er tijdens de uitbarsting laag in de zonne-atmosfeer een schokgolf was opgewekt, waaruit de interactie van binnenkomende zonne-ionen bleek. Natuurkundigen wachtten een uur op de binnenkomende ionen (de berekende tijd voor ionen om van de zon naar het STEREO-ruimtevaartuig te reizen), maar in plaats daarvan arriveerde de stroom neutrale atomen. De waterstofstroom duurde 90 minuten en daarna werd het 30 minuten stil, alleen voor de verwachte ionen om de sensoren te laten overstromen zoals voorspeld.
Op het eerste gezicht was het onmogelijke bereikt; een zonnevlam was op de een of andere manier vervaardigd, had vervolgens de neutrale waterstof uit de plasmasoep gesorteerd en de ruimte in geschoten. Maar dit leverde een zeer verbijsterende puzzel op: neutraal waterstof, veel ervan, is gedetecteerd als gevolg van een zonnevlam, en toch zijn deze atomen kan niet bestaan in de extreme omgeving rond de fakkelsite. Wat geeft?
In feite werden deze waterstofatomen niet gegenereerd in de fakkel, ze vormden zich na de fakkel terwijl de producten van de explosie de interplanetaire ruimte in sprongen.
“We geloven dat ze hun reis naar de aarde in stukken begonnen, als protonen en elektronen', Zei Mewaldt. 'Voordat ze echter aan de atmosfeer van de zon ontsnapten, heroverden sommige protonen een elektron en vormden zo intacte waterstofatomen. De atomen verlieten de zon in een snel, recht schot voordat ze weer uit elkaar konden worden gehaald.”
De reden waarom deze neutrale atomen sneller bij STEREO verschenen dan de ionenwolk, is omdat de neutrale waterstof niet werd beïnvloed (vertraagd) door het magnetische veld van de zon; de atomen schoten in een rechte lijn naar buiten in plaats van afgebogen te worden door magnetische flux. En hoe zijn ze ontstaan? Natuurkundigen geloven dat de protonen de vrije elektronen in de ruimte tussen de gloed en de detector "heroveren" door middel van de welbekende mechanismen, radiatieve recombinatie en ladingsuitwisseling.
Nu willen zonnefysici deze bevindingen repliceren om te zien of deze waterstofstralen een veelvoorkomend kenmerk zijn van zonnevlammen ... maar misschien moeten ze even wachten, de zon geniet nog steeds van zijn stille betovering...
Bron: NASA
