Wetenschappers hebben de meest nauwkeurige kaart tot nu toe gemaakt van het Alfvén-oppervlak van de zon – het punt waar de magnetische invloed van de zon verzwakt, waardoor de zonnewind vrijelijk kan ontsnappen. Deze grens definieert waar de fysica van de zonneatmosfeer verschuift van magnetisch gecontroleerde naar ongebonden uitstroom, een cruciaal onderscheid voor het begrijpen van ruimteweer en het gedrag van onze ster.
De onzichtbare rand van de zon in kaart brengen
De kaart is gebouwd met behulp van gegevens van meerdere ruimtevaartuigen, waaronder NASA’s Parker Solar Probe, die herhaaldelijk in de zonneatmosfeer is gedoken. Decennia lang wisten wetenschappers dat het Alfvén-oppervlak bestond, maar het ontbrak aan een continue, directe meting. Deze nieuwe kaart beschrijft niet alleen de vorm ervan, maar ook hoe deze in de loop van de tijd verandert, met name tijdens de eerste helft van Zonnecyclus 25 – de 11-jarige activiteitscyclus van de zon.
Waarom dit ertoe doet: Het Alfvén-oppervlak is niet alleen een academische curiositeit. Het regelt hoe zonnemateriaal interageert met de aarde en andere planeten. Fluctuaties in deze grens hebben een directe invloed op het ruimteweer, wat de communicatie, elektriciteitsnetwerken en satellietoperaties kan verstoren.
Belangrijkste bevindingen van de nieuwe kaart
Uit het onderzoek blijkt dat het oppervlak van Alfvén uitzet en krimpt als gevolg van zonneactiviteit. Wanneer de zon haar piekactiviteit bereikt (zonnemaximum), groeit de grens met ongeveer 30% vergeleken met de gemiddelde hoogte. De kaart laat zien dat het oppervlak niet glad is; het heeft uitstulpingen en pieken, die de turbulente aard van de zonneatmosfeer weerspiegelen.
‘Dit werk laat zonder twijfel zien dat Parker Solar Probe bij elke baan diep duikt in het gebied waar de zonnewind ontstaat’, zegt astronoom Michael Stevens van het Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics.
Dit is de eerste keer dat onderzoekers voorspellingen over het gedrag van het oppervlak rechtstreeks door middel van in-situ metingen kunnen bevestigen. De Parker Solar Probe, die zich dichter bij de zon waagt dan welk ruimtevaartuig dan ook, heeft ongekende gegevens opgeleverd over de dynamiek onder het Alfvén-oppervlak.
Implicaties buiten ons zonnestelsel
Het begrijpen van het Alfvén-oppervlak beperkt zich niet tot het bestuderen van onze zon. Het concept is ook van toepassing op andere sterren. Magnetisch actievere sterren hebben waarschijnlijk grotere Alfvén-grenzen, wat de bewoonbaarheid van nabijgelegen planeten dramatisch zou kunnen beïnvloeden. Een sterk magnetisch veld kan het Alfvén-oppervlak naar buiten duwen, waardoor werelden die te dichtbij in een baan rond de aarde draaien mogelijk worden gesteriliseerd.
De nieuw in kaart gebrachte grens zal wetenschappers helpen bij het ontrafelen van de mysteries van de corona van de zon – de buitenste laag van de atmosfeer. Deze kaart biedt een cruciaal hulpmiddel voor toekomstig onderzoek, waardoor nauwkeurigere modellen en voorspellingen van de zonneactiviteit mogelijk zijn.
Samenvattend: De eerste gedetailleerde kaart van het Alfvén-oppervlak van de zon is een mijlpaal in de astrofysica. Door deze belangrijke grens rechtstreeks te meten, hebben onderzoekers een dieper inzicht gekregen in de zonnefysica en de impact ervan op onze ruimteomgeving, waardoor de weg is vrijgemaakt voor verbeterde ruimteweersvoorspellingen en inzichten in de bewoonbaarheid van exoplaneten.
