Een team van astronomen, onder leiding van PhD-onderzoeker Malcolm Druett van de Northumbria University in Newcastle, hebben een grote stap voorwaarts gezet in het begrijpen van een 30 jaar oud mysterie in het proces van de vorming van zonnevlammen. Druett presenteert hun werk op maandag 3 juli tijdens de National Astronomy Meeting in Hull, en het onderzoek verschijnt in een paper in Natuurcommunicatie op dezelfde dag.

Wetenschappers bestuderen de zon met verschillende technieken, inclusief kijken naar de zogenaamde H-alpha-lijn in het zonnespectrum, geassocieerd met waterstofgas dat het grootste deel van de massa van onze dichtstbijzijnde ster vormt. De waargenomen golflengte van deze lijn verandert als gevolg van het Doppler-effect, waar het door gas uitgestraalde licht iets blauwer is als het gas naar ons toe beweegt (blauwverschoven) en iets roder als het van ons af beweegt (roodverschoven).

Het team keek naar zonnevlammen, grote explosies op het oppervlak van de zon, die kan worden geassocieerd met de uitbarsting van grote hoeveelheden materie, soms richting de aarde. Deze coronale massa-ejecties kunnen ongunstig 'ruimteweer' veroorzaken, communicatie en zelfs elektrische voedingen verstoren. De H-alfa-emissie geassocieerd met zonnevlammen wanneer waargenomen vanaf de grond wordt gezien als sterk roodverschoven, wat een hoge snelheid van 50-55 km/s impliceert voor het flare-materiaal. In tegenstelling tot, wanneer waargenomen door ruimtesondes zoals het Solar Dynamics Observatory, de emissie wordt blauw verschoven gezien met snelheden tot 100 km/s.

Druet, begeleid door Prof Valentina Zharkova en in samenwerking met Dr Eamon Scullion, beide ook aan de Northumbria University in Newcastle, hebben voor het eerst een model gemaakt om dit effect te verklaren. De aanpak maakt gebruik van stralingsoverdracht (overdracht van elektromagnetische straling, inclusief zichtbaar licht) en hydrodynamische modellering (inzicht in vloeistofstroming).

Druett en zijn team ontdekten dat korte (10 seconden) injecties van super-energetische elektronen, zogenaamde zonne-energetische deeltjes (SEP's) zouden verantwoordelijk kunnen zijn voor de H-alfa-emissie. Hun werk verklaart de roodverschuiving in H-alpha, en de vorming van fakkels, en zal voorspellers helpen ongunstige ruimteweergebeurtenissen te voorspellen, waardoor agentschappen op aarde actie kunnen ondernemen om systemen te beschermen voordat ze toeslaan.

Prof Zharkova zei:"Zonnevlammen zijn prachtige energetische fenomenen die enorme hoeveelheden energie vrijgeven in de vorm van deeltjes, straling, coronale massa-ejecties en interplanetaire schokken in de atmosferen van alle planeten, inclusief de aarde."

"Een beter begrip van hoe een zonnevlam kan optreden en hoeveel energie ze uit de zon en de heliosfeer werpen, is een belangrijke prioriteit voor de ruimtevaartindustrie en de voorspellingen van het ruimteweer. Ons artikel werpt een aanzienlijk licht op de belangrijkste factoren, die in staat zijn de waarnemingen te verklaren die verband houden met deze verschijnselen, zowel in de zon als in de heliosfeer."

Het team hoopt nu dat het onderzoek het hele veld van de dynamiek van zonnevlammen zal bevorderen, waardoor een beter begrip kan worden verkregen van het proces van fakkelvorming en ontwrichtend ruimteweer.