Opmerking van de uitgever: Pål Brekke is een Noorse zonnefysicus met een doctoraat van de Universiteit van Oslo in astrofysica en is nu een senior adviseur voor het Norwegian Space Center. Hij heeft een nieuw populair-wetenschappelijk boek over de zon geschreven, getiteld Our Explosive Sun; Een visueel feest van onze bron van licht en leven. Lees hier hoe u een exemplaar van het boek kunt winnen. Brekke heeft dit gastbericht geschreven voor Space Magazine.
De zon fascineert mij al vele jaren. Dit is misschien niet zo vreemd omdat ik mijn eerste stappen liep bij het zonnewaarnemingscentrum in Harestua, net ten noorden van Oslo. Mijn vader werkte daar toen. Tijdens mijn studie aan de universiteit in Oslo hebben mijn adviseurs mij geïnspireerd om tijd te besteden aan publieke outreach. En dus was het mijn interesse om kennis te delen over de mysteries van de zon die leidde tot het schrijven van dit boek.
Dit boek presenteert de eigenschappen van de zon, hoe het de mens duizenden jaren heeft gefascineerd en hoe het onze technologische samenleving beïnvloedt. Ik hoop dat dit boek meer belangstelling zal wekken voor de zon en voor natuurwetenschappen in het algemeen. De zon is een perfecte toegang tot de natuurwetenschap, omdat ze de aarde en de mens op zoveel manieren beïnvloedt. Zonnefysica werkt samen met vele andere wetenschappelijke gebieden, zoals natuurkunde, scheikunde, biologie en meteorologie om er maar een paar te noemen.
De zon
Bijschrift: De zon beïnvloedt de aarde op veel manieren. Afbeelding ter beschikking gesteld door Springer.
De zon levert energie aan al het leven op aarde en drijft het klimaatsysteem aan en is daarom erg belangrijk voor ons allemaal. Het stimuleert de fotosynthese in planten en is de ultieme bron van alle voedsel en fossiele brandstof. Stormen op de zon kunnen echter ook interfereren met systemen op aarde waarvan onze samenleving afhankelijk is.
Met het blote oog naar de lucht kijkend, lijkt de zon statisch, rustig en constant. Vanaf de grond is de enige waarneembare variatie in de zon de locatie (waar zal hij vandaag opkomen en ondergaan?). Maar de zon geeft ons meer dan alleen een gestage stroom van warmte en licht.
De zon, 150 miljoen kilometer van ons verwijderd, is een enorme thermonucleaire reactor, die waterstofatomen in helium versmelt en miljoenen graden temperaturen en intense magnetische velden produceert. Dichtbij het oppervlak is de zon als een pot kokend water, met bellen van heet geëlektrificeerd gas. De gestage stroom deeltjes die van de zon wegblazen staat bekend als de zonnewind. Met zonnestralen van 1,5 miljoen kilometer per uur transporteert de zonnewind elke seconde een miljoen ton materie de ruimte in (dat is de massa van Utah's Great Salt Lake).
Elke 11 jaar ondergaat de Zon een periode van activiteit die het "zonnemaximum" wordt genoemd, ongeveer 5 jaar later gevolgd door een periode van stilte die het "zonneminimum" wordt genoemd. Tijdens zonne-maximum zijn er veel zonnevlekken en tijdens zonne-minimum zijn er maar weinig. Een manier om zonneactiviteit te volgen is dus door het aantal zonnevlekken te observeren. Zonnevlekken zijn donkere vlekken zoals sproeten op het zonne-oppervlak die worden gevormd wanneer magnetische veldlijnen net onder het oppervlak van de zon worden verdraaid en door het zonne-oppervlak steken. Zonnevlekken kunnen enkele uren tot enkele maanden aanhouden, en een grote zonnevlek kan meerdere keren zo groot worden als de aarde. Hoewel de Chinezen al in 28 voor Christus enkele waarnemingen vastlegden, observeren en registreren wetenschappers zonnevlekken sinds ongeveer 1610, toen Galileo Galilei zijn telescoop op de zon richtte.
Waarom geven wetenschappers om zonnevlekken? Omdat ze zichtbare tekenen zijn van de onrust in de zon die leiden tot ruimteweereffecten op aarde. Coronale massa-ejecties (CME's) en zonnevlammen worden vaak geassocieerd met zonnevlekgroepen.
De komende jaren zullen er meer zonnestormen optreden als de zon in 2013 de maximale activiteit nadert.
Ruimteweer
De komende jaren zullen er meer zonnestormen optreden als de zon in 2013 haar maximale activiteit nadert. En dat deze stormen hier op aarde soms schade kunnen veroorzaken? Naast het creëren van de prachtige aurora, hebben zonnestormen veel negatieve effecten. De aurora is een manifestatie van iets gewelddadigs in onze atmosfeer, waar soms 1.500 gigawatt elektriciteit wordt opgewekt. Dit is bijna het dubbele van de energieproductie in Europa!
Zonnestormen sturen grote hoeveelheden straling, deeltjes, gas en magnetische velden de ruimte in, soms rechtstreeks naar de aarde. We hebben geluk dat we zijn afgeschermd van de meeste gevaarlijke straling en deeltjes. Dit komt door onze atmosfeer die voorkomt dat UV- en röntgenstralen de grond bereiken, en onze magnetosfeer die deeltjes afbuigt. De effecten van zonnestormen worden ruimteweer genoemd.
Tot ongeveer 100 jaar geleden konden zonnestormen voorbijgaan zonder dat mensen veel merkten. Tegenwoordig werken er echter meer dan 1.000 satellieten in de ruimte. Onze samenleving is afhankelijk van het feit dat deze satellieten altijd goed werken. We gebruiken satellieten voor weersvoorspellingen, communicatie, navigatie, kaarten, zoek- en reddingsacties, onderzoek en militaire bewaking. Het verlies van een satelliet en zijn signalen kan ernstige gevolgen hebben.
Zonnestormen beïnvloeden belangrijke navigatiesystemen en cruciale radiocommunicatie. Passagiersvliegtuigen die over de poolgebieden vliegen, kunnen het radiocontact met de vluchtcontroller verliezen. Satelliettelefoons werken mogelijk niet meer en zonnestormen kunnen sommige elektriciteitsnetten uitschakelen.
Over de auteur:
Pål Brekke werkt sinds 1985 met ultramoderne ruimtetelescopen op zonne-energie en heeft meer dan 40 peer-reviewed artikelen, 70 doorlopende artikelen en meer dan 30 populair-wetenschappelijke artikelen gepubliceerd. Zes jaar lang was hij ESA-plaatsvervangend projectwetenschapper voor het SOHO-ruimtevaartuig.
