ESA Solar Orbiter. Credit: European Space Agency (ESA)
De zonnewind is een stroom van geladen deeltjes – plasma – die continu ontsnapt van het oppervlak van de zon. Gaan de deeltjes sneller dan 500 km/s dan spreken we van snelle zonnewind en als het langzamer gaat dan is het langzame zonnewind. Komt de zonnewind in de buurt van de polen van de aarde dan krijgen we noorderlicht te zien, de aurora borealis (en australis), waar we enkele weken geleden prachtige beelden van hebben gezien. Decennia hebben sterrenkundigen proberen te achterhalen waar de zonnewind nou precies vandaan komt en met name bij de langzame zonnewind was dat erg lastig. ESA’s Solar Orbiter, die in 2020 werd gelanceerd en die enkele malen zeer dicht bij de zon is gekomen, lijkt meer inzicht te hebben gegeven in de oorsprong van de langzame zonnewind.
De tien Solar Orbiter instrumenten. Credit: European Space Agency (ESA)
Aan boord van die zonverkenner zijn maar liefst tien wetenschappelijk instrumenten (zie hierboven) en daarmee is duidelijk geworden hoe de geladen deeltjes in staat zijn de zon te verlaten en weg te schieten in de heliosfeer, de enorme bel rondom de zon en de planeten, die ons beschermt tegen straling van buiten het zonnestelsel. Steph Yardley (Northumbria University) hebben de gegevens van de Solar Orbiter bestudeerd en het lijkt er op dat het verschil tussen de langzame en snellezonnewind te maken heeft met de verschillende gebieden in de corona, de gloeiendhete buitenste laag van de atmosfeer van de zon. Daar zijn twee te onderscheiden gebieden: ten eerste de ‘open corona’, relatief koele gebieden waar magnetische veldlijnen wel een start maken, maar hun uiteinde zich uitstrekt tot ergens in de ruimte, een manier biedend voor zonnedeeltjes om de zon te verlaten en de ruimte in te schieten. En ten tweede de ‘gesloten corona’, de hete gebieden waar magnetische veldlijnen zowel starten als eindigen. Ze zijn herkenbaar als magnetisch actieve gebieden waar heldere bogen van plasma uit de zon oprijzen en dan elders weer in de zon plonzen. Soms wil zo’n magnetische ‘loop’ ergens breken en daar kan het plasma dan eventjes ook de ruimte in duiken,m net als bij de open corona het geval is. Daarna verbinden de magnetische velden zich weer (reconnection) en heb je weer een gesloten loop. Men weet inmiddels dat dit vooral gebeurt bij de grenzen van de open en gesloten corona.
Sterrenkundigen hebben al langer het idee dat de langzame zonnewind ontstaat en de ruimte in schiet in de gesloten corona en wel tijdens zo’n moment dat de magnetische veldlijnen even breken en daarna weer verbinden. Met de Solar Orbiter hebben ze gekeken of dat idee juist is en dat deden ze door met onder andere de Heavy Ion Sensor (HIS – een onderdeel van de Solar Wind Analyser, SWA) te kijken naar de samenstelling van de gemeten zonnewind, naar de deeltjes die er deel van uitmaken: zonnewind uit de hete gesloten corona heeft een andere samenstelling dan de zonnewind uit de koelere open corona. Door ook gebruik te maken van foto’s gemaakt door de Solar Orbiter kon men vaststellen dat de langzame zonnewind afkomstig is uit een grensstreek tussen de open en gesloten corona.
Meer over de oorsprong van de langzame zonnewind is te vinden in het vakartikel Multi-source connectivity as the driver of solar wind variability in the heliosphere, Nature Astronomy (2024).
Bron: Phys.org.
