Bekijk de afbeelding groter. | Een illustratie van het magnetisch veld van de aarde dat onze planeet beschermt tegen zonnedeeltjes. Afbeelding via NASA/GSFC/SVS.
In een actief deel van de 11-jarige activiteitscyclus van de zon, kunnen degenen die telescopen met speciale zonnefilters gebruiken om naar de zon te kijken – of haar te fotograferen – donkere zonnevlekken zien die het oppervlak van de zon bedekken. Ruimteobservatoria zullen kortstondige maar briljante en krachtige zonnevlammen – intense uitbarstingen van straling en de grootste explosieve gebeurtenissen van ons zonnestelsel – van minuten tot uren op het zonneoppervlak waarnemen. Af en toe worden krachtige coronale massa-ejecties of CME’s – reusachtige gasbellen en magnetische velden van de zon, die tot een miljard ton geladen deeltjes bevatten die tot enkele miljoenen kilometers per uur kunnen gaan – in het interplanetaire medium losgelaten. Dit zonnemateriaal stroomt door de ruimte en treft soms de aarde. Is dit gevaarlijk? Moeten we ons zorgen maken?
Zonale stormen zijn niet gevaarlijk voor mensen op het aardoppervlak. Deze stormen zijn ontzagwekkend om over na te denken, maar ze kunnen ons menselijk lichaam niet schaden zolang we op het aardoppervlak blijven, waar we worden beschermd door de deken van atmosfeer van de aarde. Vergeet niet dat er alle reden is om aan te nemen dat stormen op de zon al miljarden jaren voorkomen, sinds de zon en de aarde zijn ontstaan. Als dat zo is, dan is al het leven op aarde onder hun invloed geëvolueerd.
Wat is het gevaar van een zonnestorm in de ruimte? Zeer hoogenergetische deeltjes, zoals die welke door CME’s worden meegevoerd, kunnen bij mensen en andere zoogdieren stralingsvergiftiging veroorzaken. Ze zouden gevaarlijk zijn voor onbeschermde astronauten, bijvoorbeeld astronauten die naar de maan reizen. Grote doses kunnen fataal zijn.
Op het aardoppervlak zijn zonnestormen – en hun effecten – geen probleem voor ons. De aardatmosfeer en de magnetosfeer beschermen ons menselijk lichaam tegen de gevolgen van zonnevlammen.
Zie groter. | Een zonnevlam zoals waargenomen door NASA’s Solar Dynamics Observatory (SDO) op 23 januari 2012.
Aan de andere kant … kunnen zonnestormen gevaarlijk zijn voor onze technologieën. Wanneer een coronale massa ejectie, of CME, de atmosfeer van de aarde raakt, veroorzaakt dit een tijdelijke verstoring van het magnetisch veld van de aarde. De storm op de zon veroorzaakt een soort storm op de aarde, die bekend staat als een geomagnetische storm.
De krachtigste zonnestormen sturen coronale massa-ejecties (CME’s), die geladen deeltjes bevatten, de ruimte in. Als de aarde toevallig in het pad van een CME ligt, kunnen de geladen deeltjes onze atmosfeer binnendringen, satellieten in een baan om de aarde ontregelen en zelfs doen uitvallen, en hoogvliegende vliegtuigen met straling overspoelen. Ze kunnen telecommunicatie- en navigatiesystemen verstoren. Ze kunnen het elektriciteitsnet aantasten en hele steden en zelfs hele regio’s platleggen.
Praat men over stroomstoringen door zonnestormen, dan wordt altijd teruggegrepen naar 13 maart 1989, 31 jaar geleden. Een CME veroorzaakte een stroomstoring in Québec, evenals in delen van het noordoosten van de VS. In dit geval werd de stroomtoevoer naar meer dan 6 miljoen mensen gedurende negen uur afgesneden.
Maar het is mogelijk dat zonnestormen nog krachtiger zijn dan die welke de stroomstoring in Québec en het noordoosten van de VS in 1989 veroorzaakte. De grootste bekende zonnevlam vond plaats op 28 augustus 1859. Hij werd waargenomen en geregistreerd door Richard C. Carrington, en wordt daarom ook wel de Carrington gebeurtenis genoemd, of soms de 1859 Zonnestorm. De begeleidende coronale massa ejectie (CME) reisde naar de aarde in slechts 17 uur, in plaats van de gebruikelijke drie of vier dagen. De grootste geomagnetische storm die ooit is geregistreerd, deed zich voor. In vele delen van de wereld werden noorderlichten waargenomen. Telegraafsystemen in heel Europa en Noord-Amerika vielen uit.
Wat zou er gebeuren als zo’n krachtige zonnestorm zich vandaag zou voordoen? En is het waarschijnlijk dat zo’n krachtige zonnestorm zich nog eens in ons leven voordoet? Niemand weet de antwoorden op deze vragen met zekerheid.
Wetenschappers zijn zich echter steeds meer bewust geworden van de mogelijkheid, vooral sinds 2008, toen Sten Odenwald en James Green in het tijdschrift Scientific American een artikel publiceerden over het Carrington-event en de mogelijke gevolgen als zo’n krachtige storm op de zon zich vandaag zou voordoen.
Wetenschappers stellen steeds meer vragen over zonnestormen en de gevolgen ervan. In 2012 bijvoorbeeld suggereerden wetenschappers in het tijdschrift Space Weather dat een stroomstoring in Nieuw-Zeeland in 2001 werd veroorzaakt door een zonnestorm. Dat resultaat is, als het waar is, vooral belangrijk omdat Nieuw-Zeeland niet op een hoge breedtegraad ligt (zoals bijvoorbeeld Québec). Het ligt op een middenbreedtegraad, dezelfde breedtegraad als een groot deel van de Verenigde Staten. Deze studie uit 2012 suggereert dat de effecten van zonnestormen tot op de dichtbevolkte middelste breedtegraden kunnen reiken.
Wetenschappers – bijvoorbeeld van het Space Weather Prediction Center – houden de zon voortdurend in de gaten, zowel vanuit de ruimte als vanaf het aardoppervlak. Wanneer zich een zonnestorm voordoet die gevolgen kan hebben voor de aarde, zien zij dat. Om ons op aarde te treffen, zou de zonnestorm zich immers moeten voordoen aan de kant van de zon die naar de aarde is gericht. Na zo’n gebeurtenis duurt het meestal enkele dagen voordat de coronale massa-ejectie, of CME, de aarde bereikt. Wanneer een grote CME op komst is, is het voor satellieten mogelijk hun systemen kortstondig uit te schakelen en zo veilig te blijven. Evenzo kunnen, als de aarde van tevoren wordt gewaarschuwd, de elektriciteitsnetwerken op aarde worden aangepast om extra aarding te bieden. Enzovoort.
Zijn we in gevaar door een bijzonder grote zonnestorm, misschien op de schaal van de Carrington-gebeurtenis? Sommigen denken van wel. Daarom besteden regeringen en wetenschappers nu meer aandacht aan dit probleem, met het oog op de ontwikkeling van systemen en procedures om dergelijke krachtige zonnestormen te kunnen weerstaan.
Zie groter. | Een protuberans van de zon is enorm en ontzagwekkend groot, in tegenstelling tot onze kleine aarde. Maar de aarde staat zo ver van de zon dat deze protuberansen geen gevaar vormen. Beeld via NASA.
Bottom line: Stormen op de zon zijn een natuurlijk verschijnsel. Ze doen zich al miljarden jaren voor. Ze zijn niet gevaarlijk voor ons menselijk lichaam op het aardoppervlak. Maar ze kunnen wel van invloed zijn op sommige aardse technologieën, zoals elektriciteitsnetten en satellieten in een baan om de aarde.
Deborah Byrd creëerde de EarthSky radioserie in 1991 en richtte in 1994 EarthSky.org op. Vandaag de dag is ze hoofdredacteur van deze website. Ze heeft een groot aantal prijzen gewonnen in de omroepwereld en de wetenschap, waaronder een asteroïde die ter ere van haar 3505 Byrd is genoemd. Als wetenschapscommunicator en onderwijzeres sinds 1976 gelooft Byrd in wetenschap als een kracht voor het goede in de wereld en een vitaal instrument voor de 21ste eeuw. “Redacteur zijn bij EarthSky is als het organiseren van een groot wereldwijd feest voor coole natuurliefhebbers,” zegt ze.