Zonnewind is een voortdurende uitstroom van geladen deeltjes – voornamelijk protonen en elektronen – uit de zon. Hoewel het GPS-signalen en andere satellietsystemen kan verstoren, voedt het ook de spectaculaire aurora's die de poolhemel van de aarde verlichten.

Recente waarnemingen suggereren dat zonnewind mogelijk ook zijn sporen nalaat op het maanoppervlak en een sleutelrol speelt bij het creëren van de heliosfeer, de enorme bel van zonneplasma die ons hele zonnestelsel omringt.

Plasma-extravaganza

Waterstof (≈90%) en helium (≈10%) vormen ongeveer 98% van de samenstelling van de zon en domineren de zonnewind. De extreme temperaturen in de corona strippen elektronen van deze atomen, waardoor een volledig geïoniseerd plasma ontstaat:vrije elektronen die samen met de positief geladen kernen bewegen.

Op een hoogte van ongeveer 2.100 kilometer boven de fotosfeer gaat de corona over in de zonnewind. Terwijl het magnetische veld van de corona het plasma in de buurt van de zon houdt, verzwakt het veld naarmate de afstand groter wordt, waardoor de geladen deeltjes naar de interplanetaire ruimte kunnen ontsnappen.

Binnen de corona zijn de bewegingen van deeltjes relatief geordend, maar zodra ze het ‘bronoppervlak’ op ongeveer 32 miljoen kilometer afstand passeren, worden hun trajecten chaotischer, waardoor de hogesnelheidsstromen ontstaan die de zonnewind bepalen.

Uitgangspunten

Zonnewindstromen variëren in snelheid:langzame wind beweegt met een snelheid van 300 tot 500 km/s, terwijl snelle wind een snelheid van 600 tot 800 km/s kan bereiken. Snelle wind vindt zijn oorsprong in coronale gaten:gebieden met open magnetische veldlijnen die fungeren als kanalen waardoor plasma naar buiten kan stromen.

De oorsprong van langzame wind is minder bekend, maar lijkt verband te houden met de magnetische cyclus van de zon. Wanneer de zonnevlekactiviteit laag is, komt er doorgaans een langzame wind uit de equatoriale gordel; tijdens het zonnemaximum kan zowel langzame als snelle wind vanaf vrijwel elke breedtegraad worden waargenomen.

Welkom in de heliosfeer

Terwijl de zonnewind zich uitbreidt, vormt deze de heliosfeer:een beschermende bel die de zon, de aarde, de maan en alle andere lichamen in het zonnestelsel bevat. De heliosfeer wordt omgeven door het interstellaire medium, een mengsel van waterstof, helium en stof.

Tot de buitenste lagen van de heliosfeer behoren de eindschok (waarbij de zonnewind abrupt vertraagt) en de heliopauze, de grens waar de druk van de zonnewind die van het interstellaire medium in evenwicht brengt.

Aurora's, satellieten en maangeologie

Wanneer zonnewinddeeltjes botsen met de magnetosfeer van de aarde, worden ze naar de magnetische polen geleid. De resulterende excitatie van atmosferische gassen produceert het noorderlicht en aurora australis.

Hoewel de maan geen mondiaal magnetisch veld heeft, suggereren recente gegevens van de Lunar Reconnaissance Orbiter dat plaatselijke magnetische afwijkingen bepaalde gebieden beschermen tegen zonnewind, waardoor ‘maanwervelingen’ ontstaan:donkere of lichte strepen die variaties in de samenstelling van het oppervlak weerspiegelen.

Satellieten zijn ook kwetsbaar. Geladen deeltjes kunnen eenmalige verstoringen in de elektronica veroorzaken, zonnepanelen aantasten en orbitaal verval veroorzaken, waardoor robuuste afscherming en foutcorrectieprotocollen nodig zijn.

Veelgestelde vragen over zonnewind

Wat zijn zonnewinden?

Zonnewind is een continue stroom van geladen subatomaire deeltjes (voornamelijk protonen en elektronen) die door de zon worden uitgezonden.

Wat veroorzaakt zonnewind?

De hete corona, die ongeveer 2100 kilometer boven het zonneoppervlak begint, breidt zich uit in de ruimte. Het verzwakkende magnetische veld voorbij ~30 miljoen kilometer zorgt ervoor dat het plasma kan ontsnappen.

Waaruit bestaat zonnewind hoofdzakelijk?

Waterstof en helium domineren, goed voor ongeveer 98% van de massa.

Hebben zonnevlammen invloed op mensen?

Zonnewind kan GPS en andere satellietsystemen verstoren, maar genereert ook de verbluffende aurorae die de poolhemel verlichten.

Wat gebeurt er als het magnetische veld van de aarde in wisselwerking staat met de zonnewind?

Geladen deeltjes worden naar de magnetische polen getrokken, waardoor atmosferische gassen worden geactiveerd en lichtgevende aurorae ontstaan.