De zon is zijn 25ste zonnecyclus ingegaan en staat op het punt te ontwaken. De laatste jaren is onze ster behoorlijk slaperig geweest, met weinig zonnevlekken, heldere uitbarstingen of massieve uitstoot van gemagnetiseerd plasma dat uit het oppervlak komt. Deze rustige periode staat bekend als het zonneminimum, maar het begint weer op te warmen.

Experts van het Solar Cycle 25 Prediction Panel hebben onlangs aangekondigd dat de zon officieel een nieuwe cyclus is ingegaan, het is de 25e sinds we genoeg gegevens hebben om ze betrouwbaar te herkennen. Hoewel we kunnen verwachten dat het ruimteweer de komende jaren spannender zal worden, met piek zonnevlekkenactiviteit verwacht in 2025, het panel kwam tot de consensus dat deze volgende cyclus sterk zal lijken op de vorige, beide over het algemeen zwakker dan de gemiddelde zonnecyclus.

"Terwijl kleine en middelgrote zonnestormen waarschijnlijker zijn tijdens piek zonneactiviteit, " legt Juha-Pekka Luntama uit, Hoofd van ESA's Space Weather Office, "Het is belangrijk om te onthouden dat individuele grote zonne-evenementen, enorme uitbarstingen en coronale massa-ejecties, kan op elk moment gebeuren, onafhankelijk van waar we ons in de zonnecyclus bevinden of hoe sterk de cyclus wordt."

Als zulke zonnestormen de aarde treffen, ze kunnen geomagnetische stormen creëren in onze magnetosfeer. Hoewel goed nieuws voor aurora-jagers, deze stormen kunnen elektriciteitsnetten op aarde en satellieten in een baan om de aarde verstoren en zelfs beschadigen, en de essentiële diensten die ze leveren.

Repetitief maar onvoorspelbaar

Als een staafmagneet die je misschien op school hebt gebruikt, de zon heeft een magnetisch veld met noord- en zuidpolen, en magnetische veldlijnen die zich ver buiten de ster zelf uitstrekken en de poolgebieden met elkaar verbinden.

Deze polen hebben een mysterieuze neiging om van plaats te wisselen, waarbij het noorden het zuiden wordt en het zuiden het noorden, in een cyclus die gemiddeld zo'n 11 jaar duurt. De magnetische veldflip vindt plaats op het hoogtepunt van elke zonnecyclus, het zonnemaximum, wanneer de activiteit het hoogst is. Na de omslag, activiteit vertraagt ​​voor het zonneminimum en een nieuwe cyclus begint.

We bestuderen de zon al eeuwenlang, maar het exacte mechanisme voor deze magnetische veldflip blijft een onderwerp van wetenschappelijk debat en theorie. Een van de belangrijkste vragen voor ESA's Solar Orbiter-missie is om te begrijpen wat de zonnecyclus aandrijft, en door naar de poolgebieden te kijken, hopen we meer te weten te komen over hoe het magnetische veld - dat zonneactiviteit aandrijft - wordt gegenereerd.

zonnevlekken zijn een handig hulpmiddel om te bepalen waar de zon zich in zijn cyclus bevindt. De tijdelijke donkere vlekken op het zonneoppervlak zijn plekken met intense magnetische activiteit, iets koeler dan het materiaal om hen heen en dus donkerder lijken dan de omliggende gebieden. Deze tijdelijke vlekken correleren direct met zonneactiviteit, aangezien de meeste zonnevlammen en coronale massa-ejecties afkomstig zijn van zonnevlekkengroepen, ook wel "actieve regio's" genoemd.

Actieve regio's, uitbarstingen en uitbarstingen volgen de algemene zonnevlekkencyclus, wat betekent dat er meer zijn tijdens het zonnemaximum en minder tijdens het zonneminimum. Echter, gigantische uitbarstingen en coronale massa-ejecties zijn statistisch gezien net zo waarschijnlijk op elk moment, onafhankelijk van de sterkte van een cyclus. Dus, we moeten altijd voorbereid zijn op "slecht" ruimteweer.

Cyclus 25

De laatste zonnecyclus, nummer 24, vastbesloten was te zijn geëindigd in december 2019, toen het gemiddelde aantal zonnevlekken van deze cyclus een minimum bereikte en de eerste zonnevlekken van de nieuwe cyclus begonnen op te duiken.

Er wordt aangenomen dat een nieuwe zonnecyclus begint wanneer nieuwe vlekken op de middelste breedtegraden op het oppervlak van de zon tegengesteld zijn in magnetische polariteit dan de zonnevlekken uit de vorige cyclus. Maar omdat het aantal zonnevlekken van dag tot dag en van week tot week fluctueert, wetenschappers gebruiken een voortschrijdend gemiddelde, wat betekent dat het een paar maanden duurt voordat duidelijke patronen in activiteit duidelijk worden.

Voorspellen hoe actief de zon zal worden op het hoogtepunt van een cyclus is een notoir moeilijke taak. Net als het weer op aarde, lange termijn zonnevoorspellingen zijn moeilijk te verzamelen, hoewel we weten dat er algemene seizoenen van gedrag zijn.

Hoewel de consensus over zonnecyclus 25 is dat deze vergelijkbaar zal zijn met de vorige, deze voorspelling komt met meer onzekerheid dan de meeste, aangezien zonnecyclus 25 komt na een algemene daling van de piek zonneactiviteit. In dit stadium, de volgende zonnecyclus zou de neerwaartse trend naar cycli met zwakker dan gemiddelde activiteit kunnen voortzetten, of het zou het begin kunnen zijn van een reeks actievere cycli.

impact op de aarde

Naarmate de zonneactiviteit toeneemt, de zon zal meer hoogenergetische deeltjesstraling en materie in het zonnestelsel uitzenden. Vanuit onze positie op aarde, de derde rots van de zon, elke voltreffer zal gevolgen hebben voor ons magnetisch veld - de laag rond de aarde die ons beschermt tegen de uitbarstingen van de zon - en geomagnetische stormen veroorzaken.

Deze stormen kunnen ernstige problemen veroorzaken voor moderne technologische systemen, het verstoren of beschadigen van satellieten in de ruimte en de veelheid aan diensten, zoals navigatie en telecom, die ervan afhankelijk zijn. Geomagnetische stormen kunnen ook elektriciteitsnetten en radiocommunicatie uitschakelen, evenals het creëren van een stralingsgevaar voor astronauten in de ruimte, zelfs mogelijk schadelijke doses straling toedienen aan astronauten tijdens toekomstige missies naar de maan of Mars.

Gelukkig, dergelijke gebeurtenissen komen met een waarschuwing:complexe zonnevlekkengroepen die opborrelen van onder het zonneoppervlak en donkere patronen over de schijf achterlaten.

Hoewel ze niet te stoppen zijn, waarschuwing vooraf voor naderende zonnestormen zou operators van satellieten, elektriciteitsnetten en telecommunicatiesystemen, evenals ruimteverkenners, het moment om beschermende maatregelen te nemen.

ESA's Space Safety-programma plant een unieke missie die precies dit zal doen. De Lagrange-missie zal de broodnodige waarnemingen van de zon doen vanuit een uniek uitkijkpunt, het vijfde Lagrange-punt. Kijkend naar onze zon zijwaarts, de Lagrange-missie krijgt een voorbeeld van zonneactiviteit voordat deze in het zicht van de aarde draait, het verzamelen van de vroege gegevens die nodig zijn om dergelijke waarschuwingen vooraf te geven.

Kijkend naar de zon vanaf het vijfde Lagrange-punt, het ruimtevaartuig zal zonnegebeurtenissen en hun voortplanting naar de aarde detecteren met een grotere nauwkeurigheid dan vandaag mogelijk is, gegevens naar huis sturen en in bijna realtime distribueren naar ESA's Space Weather Service Network, om waarschuwingen en voorspellingen te genereren.