Naderend zonnemaximum gevolgd door krachtigere zonnevlammen uit ‘Battle Zone’ slecht nieuws voor satellieten

Een foto van de zon met drie grote zwarte vormen die een soort van smiley vormen Dit trio grote coronale gaten ontstond in oktober 2022 op de zon. Tijdens de ‘strijdzone’ van de zon verschijnen coronale gaten zoals deze gemakkelijker op de zon, wat slecht nieuws kan zijn voor satellieten. Credits; NASA/Solar Dynamics Observatory.

Het zonnemaximum is officieel nog maar net begonnen, maar nu waarschuwen sommige wetenschappers al dat de activiteit van de zon pas écht zal pieken nadat deze explosieve fase voorbij is. Fysici op het gebied van ruimteweer waarschuwen dat de zonneactiviteit zal aanhouden of zelfs zal toenemen nadat het zonnemaximum – zonnecyclus 25 – is afgelopen en er een fase ingaat die ook wel de ‘ruimteweer strijdzone’ (Eng. ‘space weather battle zone’) wordt genoemd.

Deze relatief onderbelichte fase van de zonnecyclus, waarbij gigantische coronale gaten op de zon ontstaan, zou catastrofaal kunnen zijn voor satellieten in een baan om de aarde, die exponentieel zijn vermenigvuldigd sinds de laatste zonnecyclus. Het zonnemaximum is de periode van de ongeveer 11-jarige zonnecyclus van de zon, of zonnevlekkencyclus, waarin het aantal zichtbare donkere vlekken op de zon piekt, vele wolken geladen deeltjes treffen dan de aardse atmosfeer, dit kan geomagnetische stormen veroorzaken en fraai poollicht opleveren.

Halverwege deze periode keert het magnetisch veld van de zon volledig om, wat leidt tot een uiteindelijke vermindering van zonnevlekken en zonneactiviteit totdat het ‘zonneminimum’ bereikt wordt, en de volgende zonnecyclus begint. De zonneactiviteit is de afgelopen jaren toegenomen, wat erop duidt dat het zonnemaximum eerder zou kunnen komen en actiever zou kunnen zijn dan wetenschappers aanvankelijk hadden verwacht. Vorige maand bevestigden experts op het gebied van ruimteweer dit toen ze aankondigden dat het zonnemaximum al in volle gang is en ongeveer een jaar of langer zou kunnen duren.

Maar op 15 november publiceerde Lynker Space, een nieuw bedrijf voor ruimteweervoorspellingen en -oplossingen, dat eerder dit jaar werd opgericht, een blogpost waarin werd uitgelegd dat een nieuw gerealiseerde fase van de zonnecyclus, bekend als de ‘battle zone’, waarschijnlijk ergens in de komende twee jaar zal beginnen, wanneer het  zonnemaximum eindigt. Scott McIntosh, een zonnefysicus en vice-president van Lynker Space, vertelde Live Science dat geomagnetische activiteit in de bovenste atmosfeer met wel 50% zou kunnen toenemen tijdens de ‘battle zone’, wat tot ver in 2028 zou kunnen duren. “De kans op grote, gevaarlijke geomagnetische stormen in de komende jaren is heel reëel”, aldus McIntosh.

Naast de 11-jarige cyclus, is er ook de 22-jarige ‘Hale-cyclus’, de tijd die het duurt voordat het magnetisch veld van de zon omslaat en weer terugslaat. Er ontstaan ​​dan grote banden van magnetisme ‘Hale-cyclusbanden’, bij de polen van de zon die naar de evenaar van de zon migreren, onafhnakelijk van het bredere magnetische veld van de zon. Een nieuwe band ontstaat in beide hemisferen van de zon tijdens elk zonnemaximum en duurt tot het einde van de volgende cyclus, wanneer de banden de evenaar van de zon bereiken en verdwijnen in wat een ‘zonneterminator’-gebeurtenis noemen. Dit betekent dat er tijdens de eerste helft van een zonnevlekkencyclus (van zonneminimum tot zonnemaximum) slechts één Hale-cyclusband is in elk van de hemisferen van de zon. Maar tijdens de tweede helft van een cyclus (na het zonnemaximum) zijn er twee banden in elk hemisfeer. De overlapping van deze gigantische banden is wat de zonnevlekkencyclus reguleert, stelt McIntosh. Wanneer er maar één band in elk halfrond is, is er een magnetische onbalans over de zon met zwakkere magnetische velden nabij de evenaar, waardoor het aantal zwarte vlekken rond de evenaar van de zon kan toenemen, aldus McIntosh.

Maar wanneer er een tweede band wordt gevormd, ‘vermindert de onbalans’ en wordt het moeilijker voor zonnevlekken om zich te vormen, zal uiteindelijk over een paar jaar, terwijl de banden richting de evenaar gaan, de onbalans geleidelijk afnemen totdat de zon geen zonnevlekken meer kan maken. Hale-cyclusbanden zijn historisch gezien over het hoofd gezien door de meeste ruimteweervoorspellers die meer vertrouwen op zonnevlekken om zonneactiviteit te voorspellen.

Zonnefysici beseffen nu meer en meer dat de magnetische banden belangrijker zijn dan gedacht. Door bijvoorbeeld de zonneterminatorgebeurtenis te bestuderen die voorafging aan de huidige zonnecyclus, konden McIntosh e.a. de komst van het zonnemaximum correct voorspellen, terwijl andere experts dat niet deden. De battle zone is een nieuwe term die door Lynker Space is geïntroduceerd, en beschrijft de periode waarin twee Hale-cyclusbanden ‘strijden om dominantie’ in elk van de zon’s hemisferen. De reden dat het strijdgebied potentieel gevaarlijker is dan het zonnemaximum is tweeledig: Ten eerste blijft het aantal zonnevlammen dat uit de zon komt enkele jaren na het zonnemaximum hoog, wat betekent dat de aarde door net zoveel zonnestormen wordt getroffen als we nu krijgen; ten tweede veroorzaakt het magnetische touwtrekken tussen de Hale-cyclusbanden de vorming van coronale gaten — gigantische donkere plekken die door het magnetische veld van de zon worden gecreëerd en door de corona of buitenste atmosfeer van de zon stoten. Coronale gaten kunnen extreme zonnewindstoten veroorzaken.

In december 2023 opende zich een coronaal gat dat groter was dan 60 keer de Aarde op de zon, waardoor er krachtige windstoten van zonnewind recht op onze planeet afkwamen. Credits; NASA/SDO/AIA

Alle extra zonnedeeltjes die door coronagaten worden uitgestoten, worden tijdens het strijdgebied opgenomen door de bovenste atmosfeer van de aarde, bovenop de deeltjes van de vaak voorkomende zonnestormen, wat “betekent dat de beroering van de magnetosfeer wordt versterkt”, aldus McIntosh. McIntosh stelt dat het voor het merendeel van de mensen weinig dreigends uitgaat van de ‘battle zone’ en voor liefhebbers van fraai poollicht zelfs goed nieuws. Alleen voor satellietoperators wordt het oppassen, daar al deze extra geomagnetische activiteit ervoor kan zorgen dat de bovenste atmosfeer opzwelt. Wanneer dit gebeurt, kunnen ruimtevaartuigen in een baan om de aarde extra weerstand ondervinden, waardoor ze terugvallen naar de aarde. Met nieuwe satellieten die in recordaantallen worden gelanceerd, denk aan SpaceX’ Starlink, wordt de kans steeds groter dat zonneweer rampzalige satellietstoringen veroorzaakt. “We hebben nog nooit zoveel objecten in een lage baan om de aarde gehad [ongeveer 10.000],” aldus McIntosh. “We zullen in real time zien wat de impact van het strijdgebied is op de bedrijven die vechten om te overleven en succesvol te zijn in die omgeving.” Bronnen; LiveScience, Lyncker Space, NASA/SDO