science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De intense zonneactiviteit van september 2017, gezien vanuit de ruimte

De intense zonneactiviteit veroorzaakte ook wereldwijde aurora op Mars die meer dan 25 keer helderder was dan ooit eerder gezien door NASA's Mars Atmosphere and Volatile Evolution, of MAVEN, missie. MAVEN bestudeert de interactie van de atmosfeer van Mars met de zonnewind, de constante stroom van geladen deeltjes van de zon. Deze beelden van MAVEN's Imaging Ultraviolet Spectrograph tonen het verschijnen van heldere aurora op Mars tijdens de zonnestorm van september. De paars-witte kleuren tonen de intensiteit van ultraviolet licht aan de nachtzijde van Mars voor (links) en tijdens (rechts) de gebeurtenis. Krediet:NASA/GSFC/Univ. van Colorado/LASP

September 2017 zag een golf van zonneactiviteit, waarbij de zon 27 M-klasse en vier X-klasse zonnevlammen uitzendt en verschillende krachtige coronale massa-ejecties afgeeft, of CME's, tussen 6-10 september. Zonnevlammen zijn krachtige uitbarstingen van straling, terwijl coronale massa-ejecties enorme wolken van zonnemateriaal en magnetische velden zijn die met ongelooflijke snelheden uit de zon losbarsten.

De activiteit vond zijn oorsprong in één snelgroeiend actief gebied - een gebied met intense en complexe magnetische velden - terwijl het in harmonie met de normale rotatie van de ster over de naar de aarde gerichte zijde van de zon reisde. Zoals gewoonlijk, NASA en zijn partners hadden veel instrumenten die de zon observeerden vanuit zowel de aarde als de ruimte, waardoor wetenschappers deze gebeurtenissen vanuit meerdere perspectieven kunnen bestuderen.

Met meerdere weergaven van zonneactiviteit, wetenschappers kunnen de evolutie en verspreiding van zonne-uitbarstingen beter volgen, met als doel ons begrip van ruimteweer te verbeteren. Schadelijke straling van een uitbarsting kan niet door de atmosfeer van de aarde gaan om mensen op de grond fysiek te beïnvloeden, wanneer ze echter intens genoeg zijn, kunnen ze de atmosfeer verstoren in de laag waar GPS- en communicatiesignalen naartoe reizen. Anderzijds, afhankelijk van de richting waarin ze reizen, CME's kunnen krachtige geomagnetische stormen veroorzaken in het magnetische veld van de aarde.

Om de fundamentele processen die aan de basis liggen van deze gebeurtenissen beter te begrijpen, en uiteindelijk de voorspellingen van het ruimteweer verbeteren, veel observatoria bekijken de zon de klok rond in tientallen verschillende golflengten van licht. Elk kan unieke structuren en dynamiek onthullen in het oppervlak van de zon en de lagere atmosfeer, waardoor onderzoekers een geïntegreerd beeld krijgen van de omstandigheden die ruimteweer aansturen.

Wetenschappers hebben ook oog voor de invloed van de zon op de aarde en zelfs op andere planeten. Effecten van de zonneactiviteit van september werden waargenomen als Martiaanse aurora en over de hele wereld op aarde, in de vorm van gebeurtenissen die bekend staan ​​als verbeteringen op grondniveau - buien van neutronen die op de grond worden gedetecteerd, geproduceerd wanneer energetische deeltjes versneld door een zonne-uitbarsting stroom langs de magnetische veldlijnen van de aarde en de atmosfeer overstromen.

De afbeeldingen hieronder tonen het brede scala aan uitzichten waarover onderzoekers beschikken wanneer ze deze recente ruimteweergebeurtenissen gebruiken om meer en meer te weten te komen over de ster waarmee we leven.

NOAA's GOES

NOAA's geostationaire operationele milieusatelliet-16, of GOES-16, kijkt naar de bovenste atmosfeer van de zon - de corona genoemd - op zes verschillende golflengten, waardoor het een breed scala aan zonnefenomenen kan observeren. GOES-16 ving deze beelden van een X9.3-flare op 6 september, 2017. Dit was de meest intense uitbarsting die werd geregistreerd tijdens de huidige 11-jarige zonnecyclus. X-klasse staat voor de meest intense fakkels, terwijl het nummer meer informatie geeft over de sterkte ervan. Een X2 is twee keer zo intens als een X1, een X3 is drie keer zo intens, enz. GOES heeft ook zonne-energetische deeltjes gedetecteerd die met deze activiteit zijn geassocieerd. Krediet:NOAA/GOES

SDO

NASA's Solar Dynamics Observatory bekijkt de corona op 10 verschillende golflengten in een cadans van 12 seconden, waardoor wetenschappers zeer dynamische gebeurtenissen op de zon kunnen volgen, zoals deze X2.2- en X9.3-zonnevlammen. Deze beelden zijn gemaakt op 6 september, 2017, in een golflengte van extreem ultraviolet licht dat zonnemateriaal laat zien dat is verwarmd tot meer dan een miljoen graden Fahrenheit. De X9.3-uitbarsting was de meest intense uitbarsting die tijdens de huidige zonnecyclus werd geregistreerd. Krediet:NASA/GSFC/SDO

Hinode

Hinode van JAXA/NASA ving deze video van een X8.2-flare op 10 september, 2017, de op een na grootste uitbarsting van deze zonnecyclus, met zijn röntgentelescoop. Het instrument maakt röntgenfoto's van de corona om wetenschappers te helpen veranderingen in het magnetische veld van de zon te koppelen aan explosieve zonnegebeurtenissen zoals deze uitbarsting. De uitbarsting was afkomstig uit een extreem actief gebied op het oppervlak van de zon - hetzelfde gebied waar de grootste uitbarsting van de cyclus vandaan kwam. Krediet:JAXA/NASA/SAO/MSU/Joy Ng

STEREO

Sleutelinstrumenten aan boord van NASA's Solar and Terrestrial Relations Observatory, of STEREO, omvatten een paar coronagrafen - instrumenten die een metalen schijf gebruiken die een verduisterende schijf wordt genoemd om de corona te bestuderen. De verduisterende schijf blokkeert het heldere licht van de zon, waardoor het mogelijk wordt om de gedetailleerde kenmerken van de buitenste atmosfeer van de zon te onderscheiden en coronale massa-ejecties te volgen terwijl ze uit de zon losbarsten.

Op 9 september 2017, STEREO zag een CME uitbarsten vanaf de zon. De volgende dag, STEREO nam een ​​nog grotere CME waar, die werd geassocieerd met de X8.2-flare van dezelfde dag. De 10 september CME reisde weg van de zon met berekende snelheden tot 7 miljoen mph, en was een van de snelste CME's ooit geregistreerd. De CME was niet op de aarde gericht. Het sloeg zijwaarts over het magnetische veld van de aarde, en veroorzaakte daarom geen significante geomagnetische activiteit. Mercurius is te zien als de helderwitte stip die naar links in het beeld beweegt. Krediet:NASA/GSFC/STEREO/Joy Ng

ESA/NASA's SOHO

Zoals STEREO, ESA/NASA's zonne- en heliosferische sterrenwacht, of SOHO, gebruikt een coronagraaf om zonnestormen te volgen. SOHO observeerde ook de CME's die plaatsvonden tijdens 9-10 september, 2017; meerdere weergaven bieden meer informatie voor ruimteweermodellen. Terwijl de CME zich buiten het gezichtsveld van SOHO uitbreidt, een vlaag van wat lijkt op sneeuw overstroomt het frame. Dit zijn hoogenergetische deeltjes die voor de CME uit worden geslingerd met snelheden die bijna het licht zijn en die SOHO's imager troffen. Krediet:ESA/NASA/SOHO/Joy Ng

IRIS

NASA's Interface Region Imaging Spectrometer, of IRIS, tuurt naar een lager niveau van de atmosfeer van de zon - het interfacegebied genoemd - om te bepalen hoe dit gebied constante veranderingen in de buitenste atmosfeer van de zon veroorzaakt. Het interfacegebied voedt zonnemateriaal in de corona en zonnewind:in deze video, gevangen genomen op 10 september, 2017, stralen van zonnemateriaal lijken op kikkervisjes die naar het oppervlak van de zon zwemmen. Deze structuren - supra-arcade downflows genoemd - worden soms waargenomen in de corona tijdens zonnevlammen, en deze specifieke set werd geassocieerd met de X8.2-flare van dezelfde dag. Krediet:NASA/GSFC/LMSAL/Joy Ng

SORCE

NASA's zonnestraling en klimaatexperiment, of SORCE, verzamelde deze gegevens over de totale zonnestraling, de totale hoeveelheid stralingsenergie van de zon, in september 2017. Terwijl de zon hoge niveaus van extreem ultraviolet licht produceerde, SORCE heeft tijdens de intense zonneactiviteit van de maand zelfs een daling in de totale bestraling gedetecteerd. Een mogelijke verklaring voor deze waarneming is dat boven de actieve gebieden - waar zonnevlammen vandaan komen - het verduisterende effect van zonnevlekken groter is dan het verhelderende effect van de extreem ultraviolette emissies van de zonnevlam. Als resultaat, de totale zonnestraling daalde plotseling tijdens de flare-gebeurtenissen. Wetenschappers verzamelen langetermijngegevens over zonnestraling om niet alleen onze dynamische ster te begrijpen, maar ook de relatie met het milieu en het klimaat op aarde. NASA is klaar om de Total Spectral solar Irradiance Sensor-1 te lanceren, of TSIS-1, in december om door te gaan met het uitvoeren van metingen van de totale zonnestraling. Krediet:NASA/GSFC/Univ. van Colorado/LASP/Joy Ng

MAVEN

De intense zonneactiviteit veroorzaakte ook wereldwijde aurora op Mars die meer dan 25 keer helderder was dan ooit eerder gezien door NASA's Mars Atmosphere and Volatile Evolution, of MAVEN, missie. MAVEN bestudeert de interactie van de atmosfeer van Mars met de zonnewind, de constante stroom van geladen deeltjes van de zon. Deze beelden van MAVEN's Imaging Ultraviolet Spectrograph tonen het verschijnen van heldere aurora op Mars tijdens de zonnestorm van september. De paars-witte kleuren tonen de intensiteit van ultraviolet licht aan de nachtzijde van Mars voor (links) en tijdens (rechts) de gebeurtenis. Krediet:NASA/GSFC/Univ. van Colorado/LASP