De Europese ruimtesonde Solar Orbiter heeft een fundamentele ontdekking gedaan over de magnetische dynamiek van de zon. Wetenschappers zijn erin geslaagd om aan te tonen dat zogenaamde 'switchbacks' — abrupte omkeeringen in het magnetische veld — hun oorsprong vinden in de corona, de buitenste atmosfeer van de ster. Deze bevinding brengt uitsluitsel in een discussie over waar deze fenomenen precies ontstaan.
De aard van magnetische switchbacks
Switchbacks zijn krachtige verstoringen in het magnetische veld die een aanzienlijke impact hebben op de zonnewind. Deze wind bestaat uit een supersonische stroom van geladen deeltjes die constant vanuit de zon de ruimte in wordt gestuwd. Omdat deze magnetische knikken de beweging van deze deeltjes beïnvloeden, spelen ze een cruciale rol in hoe het zonnestelsel wordt blootgesteld aan zonneactiviteit.
Hoewel de aanwezigheid van switchbacks al eerder was vastgesteld, onder meer door de Parker Solar Probe van NASA, bleef de exacte geboorteplaats van deze structuren onduidelijk. Volgens berichtgeving van universetoday.com bestonden er twee concurrerende theorieën: de ene stelde dat ze ontstonden door turbulentie in de verre ruimte binnen de zonnewind, terwijl de andere theorie wees naar de hete zonnecorona als bron.
Een cruciale waarneming
De doorslaggevende data werden verzameld op 2 maart 2022. Op dat moment bevond de Solar Orbiter zich op ongeveer de helft van de afstand tussen de aarde en de zon. De sonde registreerde gedurende anderhalf uur een passage door een gigantische switchback. Door de snelheid van het ruimtevaartuig (tussen de 30 en 40 km/s) af te zetten tegen de snelheid van de switchback (circa 450 tot 460 km/s), konden onderzoekers de schaal van het fenomeen bepalen.
De resultaten waren indrukwekkend: de radiale omvang van deze specifieke magnetische knik bedroeg ongeveer 2,75 miljoen kilometer. Ter vergelijking is dit ongeveer 3,5 keer de straal van de zon en zesmaal de afstand van de aarde tot de maan, zoals beschreven door .
Chemische analyse als bewijslast
De doorslaggevende bewijzen kwamen voort uit de analyse van de chemische samenstelling tijdens de passage. Met behulp van de Heavy Ion-sensor stelden wetenschappers vast dat er een verhoogde concentratie van koolstof- en zuurstofionen aanwezig was die hun elektronen waren verloren. Tegelijkertijd werd een lagere concentratie helium gemeten dan op basis van normale modellen zou worden verwacht.
Deze specifieke chemische signatuur is typerend voor de lagere, zeer hete delen van de zonneatmosfeer. In een onderzoek gepubliceerd in Nature Astronomy en geleid door Jesse T. Coburn, wordt uitgelegd dat deze data de switchback direct koppelen aan de zonnecorona. Zoals vermeld door , bewijst dit dat de knikken in de corona worden gegenereerd en niet later in de ruimte ontstaan door turbulentie.
Wetenschappelijke impact
Deze ontdekking is van groot belang voor de zonnefysica. Het biedt nieuwe inzichten in de manier waarop de zon magnetische energie transporteert en hoe de interactie tussen het magnetische veld en de zonnewind precies werkt. Een beter begrip van deze processen is essentieel voor het nauwkeuriger kunnen voorspellen van het ruimteweer, wat directe gevolgen kan hebben voor technologische systemen op aarde. De data van de Solar Orbiter, zoals gerapporteerd door , vormen daarmee een belangrijke stap in het ontrafelen van de mysteries van onze ster.