Een dramatische magnetische machtsstrijd aan het oppervlak van de zon ligt aan de basis van zonne-uitbarstingen, nieuw onderzoek met behulp van NASA-gegevens toont. Het werk benadrukt de rol van het magnetische landschap van de zon, of topologie, in de ontwikkeling van zonne-uitbarstingen die ruimteweergebeurtenissen rond de aarde kunnen veroorzaken.

De wetenschappers, onder leiding van Tahar Amari, een astrofysicus bij het Centrum voor Theoretische Fysica aan de École Polytechnique in Palaiseau Cedex, Frankrijk, beschouwd als zonnevlammen, die intense uitbarstingen van straling en licht zijn. Veel sterke zonnevlammen worden gevolgd door een coronale massa-ejectie, of CME, een enorme, belvormige uitbarsting van zonnemateriaal en magnetisch veld, maar sommige zijn dat niet - wat de twee situaties onderscheidt, wordt niet duidelijk begrepen.

Met behulp van gegevens van NASA's Solar Dynamics Observatory, of SDO, de wetenschappers onderzochten een zonnevlekgroep ter grootte van Jupiter in oktober 2014, een gebied van complexe magnetische velden, vaak de plaats van zonneactiviteit. Dit was de grootste groep in de afgelopen twee zonnecycli en een zeer actieve regio. Hoewel de omstandigheden rijp leken voor een uitbarsting, de regio heeft tijdens zijn reis over de zon nooit een grote CME voortgebracht. Het deed, echter, een krachtige X-klasse flare uitzenden, de meest intense klasse van fakkels. Wat bepaalt, vroegen de wetenschappers zich af, of een flare wordt geassocieerd met een CME?

Het team van wetenschappers nam SDO's waarnemingen van magnetische velden aan het oppervlak van de zon op in krachtige modellen die het magnetische veld van de corona van de zon berekenen, of bovenste atmosfeer, en onderzocht hoe het zich ontwikkelde in de tijd vlak voor de uitbarsting. Het model onthult een strijd tussen twee belangrijke magnetische structuren:een gedraaid magnetisch touw - waarvan bekend is dat het wordt geassocieerd met het begin van CME's - en een dichte kooi van magnetische velden die over het touw ligt.

De wetenschappers ontdekten dat deze magnetische kooi die dag fysiek verhinderde dat een CME uitbarstte. Enkele uren voor de uitbarsting, de natuurlijke rotatie van de zonnevlek verwrongen het magnetische touw en het werd steeds meer verwrongen en onstabiel, als een strak opgerolde rubberen band. Maar het touw brak nooit uit het oppervlak:hun model laat zien dat het niet genoeg energie had om door de kooi te breken. Het was, echter, vluchtig genoeg dat het door een deel van de kooi sloeg, veroorzaakt de sterke zonnevlam.

Door de omstandigheden van de kooi in hun model te veranderen, de wetenschappers ontdekten dat als de kooi die dag zwakker was, een grote CME zou zijn uitgebarsten op 24 oktober, 2014. De groep is geïnteresseerd in het verder ontwikkelen van hun model om te bestuderen hoe het conflict tussen de magnetische kooi en het touw zich afspeelt bij andere uitbarstingen. Hun bevindingen zijn samengevat in een paper gepubliceerd in Natuur op 8 februari 2018.

"We hebben de evolutie van een actieve regio kunnen volgen, voorspellen hoe groot de kans was dat het zou uitbarsten, en bereken de maximale hoeveelheid energie die de uitbarsting kan vrijgeven, "Zei Amari. "Dit is een praktische methode die belangrijk zou kunnen worden bij het voorspellen van het weer in de ruimte naarmate de rekencapaciteiten toenemen."