Grootste
zonnevlek sinds 9 jaar
Magnetisch
zonnegeweld kan effecten op aarde teweeg brengen - 25-09-2000
De
grootste zonnevlek die sinds jaren werd geobserveerd is in het zicht
van de telescopen gekomen. Zonnevlekken zijn regio’s op het oppervlak
van de zon waar de temperatuur relatief laag is en die als donkere
vlekken verschijnen.
Het
is niet altijd even eenvoudige de massieve schaal van de zon in menselijke
termen uit te drukken. Daarom wordt de grootte van zonnevlekken in
de wat vergezochte maat ‘miljoenste delen van het zichtbare zonneoppervlak’
weergegeven. De vlek die nu zichtbaar werd heeft een oppervlak van
2.140 miljoenste deel van het zonneoppervlak, wat overeenkomt met
2% van de zonneschijf. Ter vergelijking: dat is zo’n 12 keer het volledig
oppervlak van de aarde.
Het is echter preciezer om te spreken over zonnevlekgroep. De groep
waarover het hier gaat wordt aangeduid met het nummer 9169. Het is
de grootste groep die sinds 9 jaar werd geobserveerd. Dat is geen
toeval: de zonneactiveit is dit jaar op zijn maximum, het hoogtepunt
van een 11-jarige cyclus. Een record werd echter niet gevestigd. Dat
blijft voorlopig voorbehouden voor een vlek die in 1947 verscheen
en die nog 3 maal groter was dan de huidige.
Magnetische
effecten worden zichtbaar
Zonnevlekken worden door Chinese astronomen al sinds 28 v. chr. intensief
bestudeerd, maar het is best mogelijk dat ze al vroeger werden waargenomen
zonder dat daar verslagen van bewaard zijn gebleven. In Europa had
men te kampen met een filosofische hinderpaal: Aristoteles zag de
zon als ideaal, zonder tekortkomingen. Toen Galileo vaststelde dat
de zon wel degelijke enige ‘puistjes’ vertoonde kwam dat dan ook als
een hele schok. Omdat het observeren van de zon met het blote oog
een letterlijk verblindende bezigheid is, namen de observaties van
zonnevlekken in het westen pas een hoge vlucht nadat Nederlandse onderzoekers
de telescoop uitvonden in 1608. Sindsdien is er natuurlijk veel veranderd
en is de kennis van de processen die zich op en in de zon afspelen
enorm toegenomen. Maar voorlopig blijven ook nog heel wat mysteries
te ontrafelen.
Een zonnevlek is een relatief koelere regio op de zon. Hoe warmer
een object is, hoe meer licht het uitstraalt. Bovendien neemt de uitgezonden
lichtsterkte in grotere mate toe naarmate de temperatuur stijgt: een
verdubbeling van de hitte kan al snel een verachtvoudiging van de
lichtsterkte teweeg brengen. De temperatuur van zonnevlekken is ongeveer
3.700 graden Celsius, terwijl het zonneoppervlak zelf ongeveer 5.500
graden Celsius is. Bovendien worden zonnevlekken in het algemeen omgeven
door gebieden die helderder zijn dan het normale zonneoppervlak. Het
zijn dan ook niet echt ‘donkere’ gebieden: zij stralen nog steeds
zoveel licht uit als een volle maan reflecteert.
Om de oorsprong van zonnevlekken te begrijpen is het nodig de werking
van de zon zelf toe te lichten. De zon bestaat voor 25% uit helium
en voor 75% uit waterstof, waarbij abstractie wordt gemaakt van kleine
hoeveelheden metalen en andere stoffen. Door nucleaire fusie wordt
waterstof omgezet in helium, waardoor de verdeling wijzigt. De energie
die in de kern wordt geproduceerd wordt in eerste instantie naar de
convectiezone gebracht, de buitenste 20 à 30 % van de zon. Dat gebeurt
door diffusie of straling,waarbij de ene molecule energie uitstraalt
naar een andere, die deze doorstraalt naar een volgende. Vanaf de
convectiezone gebeurt dit door, u raadt het al, convectie, waarbij
warm gas naar buiten beweegt en kouder gas weer naar binnen. Een mechanische
beweging dus. Die beweging zou aan de oorsprong liggen van magneetvelden,
die zich, net zoals bij de aarde, tot ver boven de oppervlakte van
de ster kunnen uitstrekken.
Omdat de zon niet gelijkmatig roteert - aan de polen gebeurt dit trager
dan aan de evenaar - kunnen de magnetische velden vervormen. Zo kan
een ‘bel’ van magnetische druk ontstaan die omringd wordt door een
gasbel. Deze geconcentreerde magnetische druk remt de convectie-beweging
af, waardoor de temperatuur van de zonnevlek lager blijft dan van
de omringende gebieden. Het is immers essentieel dat de druk binnen
de zonnevlek gelijk is aan de druk erbuiten. Omdat binnen de vlek
ook magnetische druk aanwezig is is de gasdruk en bijgevolg ook de
temperatuur er lager.
Een zonnevlek bestaat uit twee delen: een centrale donkere en cirkelvormige
vlek die umbra (Lat: schaduw) wordt genoemd en de penumbra (Lat: bijna
schaduw), het lichtere, buitenste deel van de vlek.
De invloed van de zon op de aarde
De mate waarin zonnevlekken optreden is niet constant, maar vertoont
een cyclische beweging. Ongeveer 11 jaar lang neemt de hoeveelheid
zonnevlekken toe, om daarna gestaag weer af te nemen voor een zelfde
periode. Het is dus correcter om van een 22-jarige cyclus te spreken,
verdeeld in een periode van toenemende en een periode van dalende
activiteit. Op dit moment bevinden we ons in zonnecyclus 23. De activiteit
is op dit moment het hoogst, wat een zonnemaximum wordt genoemd.
Ook al staat de zon op bijna 150.000 km van de aarde, toch zijn de
effecten van deze gigantische nucleaire fabriek op onze blauwe planeet
merkbaar. En naast de goedaardige effecten - de zon maakt leven mogelijk
- zijn er ook enkele verontrustende aspecten. Zonnevlekken gaan vaak,
maar niet altijd, gepaard met plasma-uitbarstingen. Energetische deeltjes,
x-stralen en magnetische velden worden dan op de aarde afgevuurd in
wat een geomagnetische storm wordt genoemd. In normale omstandigheden
beschermd het magnetische veld van de aarde onze planeet afdoende
tegen deze erupties. Maar tijdens periodes waarin veel zonnevlekken
opduiken kan deze bescherming wel eens falen. Het noorderlicht, en
ook het zuiderlicht, is hier een onschuldig bewijs van. Het noorderlicht
is een visueel effect van een verstoring van de magnetosfeer van de
aarde.
Het blijft niet altijd bij dit lichtspektakel. Bij het verschijnen
van een grote zonnevlek in 1989 vielen in Canada de stroomvoorzieningen
uit. Ook werd diverse communicatieapparatuur verstoord. Tijdens een
vlucht van Reagan met Air Force One viel ooit de communicatie met
het vliegtuig gedurende een uur uit door zonneactiviteit, wat uiteraard
de nodige paniek veroorzaakte. Satellieten zijn bijzonder kwetsbaar
voor deze zonne-uitbarstingen, omdat zij zich buiten de atmosfeer
bevinden en in toenemende mate volgestouwd worden met electronische
apparatuur. Bovendien kan de atmosfeer onder het zonnegeweld uitzetten
waardoor satellieten wel in de atmosfeer terecht komen. Dat was een
reden voor het voortijdige heengaan van het Europese Skylab.
In een wereld die zo stilaan vergeven is van de GSM’s, computers,
lap-, palm- en andere tops en waarin de electronica een essentieel
deel van zowat alle consumptiegoederen wordt, kan de zonneactiviteit
voor onverhoopte problemen zorgen. Er wordt dan ook werk gemaakt van
het voorspellen van het ‘ruimteweer’. Nasa maakte in juni nog bekend
dat zij, in samenwerking met andere technologische instellingen, erin
geslaagd waren die voorspellingen aanzienlijk te verfijnen. Of zonnevlekken
ook een invloed uitoefenen op het weer op aarde is minder duidelijk.
De relatieve afwezigheid van zonnevlekken wordt geassocieerd met lagere
temperaturen op aarde, maar echt veel is over dit verband nog niet
bekend. Het weer is dan ook een erg complexe zaak, waarin het moeilijk
is uit te maken welke factor een verschijnsel teweeg brengt. Het is
dan ook onmogelijk op dit moment te besluiten dat zonnevlekken het
weer beïnvloeden.
Mooie plaatjes leveren ze in elk geval wel op. Ietwat chauvinistisch
kan daaraan toegevoegd worden dat een Belg verantwoordelijk is voor
een van de meer spectaculaire opnames van de massieve zonnevlekgroep
9169. De foto van Franky Dubois vindt u in
dit artikel. (DdV)
Related links:
Voorspellingen over het
ruimteweer
99 vragen over de zon, uiteraard met de antwoorden.
Belgische ’zonne-watchers’
©
David de Vaal
