Zonne-uitbarstingen op grote en kleine schaal kunnen allemaal worden veroorzaakt door een enkel proces, volgens nieuw onderzoek dat leidt tot een beter begrip van de activiteit van de zon.

Onderzoekers van de Universiteit van Durham, VK, en NASA's Goddard Space Flight Center, VS, gebruikte 3D-computersimulaties om een ​​theoretisch verband te laten zien tussen grootschalige en kleinschalige uitbarstingen waarvan eerder werd gedacht dat ze door verschillende processen werden aangedreven.

Ze keken naar het mechanisme achter coronale jets - relatief kleine uitbarstingen van plasma (heet gas) van de zon - en veel grootschaligere coronale massa-ejecties (CME's), waar gigantische wolken van plasma en magnetisch veld met hoge snelheid de ruimte in worden geblazen.

Van beide soorten uitbarstingen was bekend dat ze slangachtige filamenten van dicht plasma laag in de atmosfeer van de zon omvatten, maar tot nu toe was het onduidelijk hoe ze op zo'n enorm verschillende schaal uitbarsten.

De onderzoekers ontdekten dat de filamenten in jets worden geactiveerd om uit te barsten wanneer de magnetische veldlijnen erboven breken en weer samenkomen - een proces dat bekend staat als magnetische herverbinding.

Hetzelfde proces was eerder bekend om veel CME's te verklaren.

De sterkte en structuur van het magnetische veld rond de gloeidraad bepaalt het type uitbarsting dat optreedt, aldus de onderzoekers.

Hun bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Natuur .

Het begrijpen van zonne-uitbarstingen is belangrijk omdat hun elektromagnetische straling radiotransmissies en satellietcommunicatie kan verstoren, en ze kunnen hoogenergetische elektrisch geladen deeltjes uitstoten die astronauten in gevaar kunnen brengen.

CME's helpen ook bij het creëren van de spectaculaire lichtshows, of poollicht, aan beide magnetische polen van de aarde, als geladen deeltjes versneld door de CME botsen met gassen zoals zuurstof en stikstof in de atmosfeer van de aarde.

De nieuwe studie biedt theoretische ondersteuning voor eerder observationeel onderzoek dat suggereerde dat coronale jets op dezelfde manier worden veroorzaakt als CME's.

De door Durham geleide onderzoekers zeiden dat hun laatste bevindingen betrekking hadden op alle zonne-uitbarstingen, van de grootste CME's tot de kleinste coronale jets.

Hoofdauteur Dr. Peter Wyper, Fellow van de Royal Astronomical Society, bij de afdeling Wiskundige Wetenschappen, Durham-universiteit, zei:"Vroeger werd gedacht dat er verschillende drijfveren waren voor de verschillende schalen van uitbarstingen van de zon, maar ons onderzoek biedt een theoretisch universeel model voor deze activiteit, wat erg spannend is.

"Een beter begrip van zonne-uitbarstingen op alle schalen zou uiteindelijk kunnen helpen om de activiteit van de zon beter te voorspellen.

"Grootschalige coronale massa-ejecties, waar enorme hoeveelheden zonneplasma, straling en hoogenergetische deeltjes komen vrij, de ruimte om hen heen kunnen beïnvloeden, inclusief de ruimte dichtbij de aarde.

"Ze kunnen interfereren met satellietcommunicatie, bijvoorbeeld, dus het is goed voor ons om deze activiteit te begrijpen en te volgen."

Het onderzoek werd gefinancierd door de Royal Astronomical Society en NASA. De computersimulaties zijn uitgevoerd in het NASA Center for Climate Simulation.

De wetenschappers noemen hun voorgestelde mechanisme voor hoe filamenten tot uitbarstingen leiden het uitbraakmodel, vanwege de manier waarop de gespannen gloeidraad meedogenloos naar zijn magnetische beperkingen duwt - en uiteindelijk doorbreekt - de ruimte in.

Co-auteur dr. Richard DeVore, een zonnefysicus bij NASA's Goddard Space Flight Center, zei:"Het breakout-model verenigt ons beeld van wat er bij de zon aan de hand is.

"Binnen een uniforme context, we kunnen meer inzicht krijgen in hoe deze uitbarstingen zijn begonnen, hoe ze te voorspellen, en hoe de gevolgen ervan beter te begrijpen."

In de toekomst, de onderzoekers zijn van plan om verdere simulaties te gebruiken om hun model te testen voor zonne-uitbarstingen in verschillende magnetische configuraties, en om te bestuderen hoe de zwermen hoogenergetische deeltjes, die satellieten en astronauten kunnen beïnvloeden, worden door deze gebeurtenissen in de ruimte gelanceerd.

Bevestiging van het theoretische mechanisme vereist observaties met hoge resolutie van het magnetische veld en plasmastromen in de zonneatmosfeer, vooral rond de polen van de zon waar veel jets vandaan komen - gegevens die momenteel niet beschikbaar zijn.

Voor nu, wetenschappers kijken naar aankomende missies zoals NASA's Solar Probe Plus en de gezamenlijke European Space Agency/NASA Solar Orbiter, die nieuwe metingen zal verkrijgen van de atmosfeer van de zon en magnetische velden afkomstig van zonne-uitbarstingen.