Volgens Science Alert zou het ontbrekende stukje in verband kunnen worden gebracht met ongebruikelijke patronen van hoogenergetische explosies vanaf het oppervlak van de zon Recent onderzoek.
We zijn gewend te horen over de ultraviolette stralen van de zon, waar we onszelf tegen beschermen door zonnebrandcrème te gebruiken. De zon zendt ook veel sterkere gammastraling uit, de meest energetische golven op aarde Elektromagnetisch veld. Elk gammastraalfoton draagt een miljard keer meer energie met zich mee dan een ultraviolet foton.
Gammastraling heeft geen directe invloed op mensen op het aardoppervlak, omdat de fotonen worden geabsorbeerd door de atmosfeer. Maar wetenschappers onderzoeken of sommige van deze zeer energetische stralen de zonneactiviteit kunnen volgen, zoals de krachtige uitbarstingen van de zon, zoals zonnevlammen of explosies op het oppervlak. Dergelijke krachtige gebeurtenissen kunnen ‘ruimteweer’ creëren, dat de aarde kan treffen, satellietoperaties kan beïnvloeden en spoorweg- of elektrische systemen kan vernietigen.
Het voorspellen van extreme zonnegebeurtenissen zou een enorme verbetering zijn in ons begrip van de zon, net zoals het voorspellen van een aardbeving voordat deze plaatsvindt.
In een recent onderzoek ontdekten wetenschappers dat sommige delen van de zon intensere gammastraling uitzenden dan andere, een verrassende bevinding omdat modellen eerder aangaven dat gammastraling uniform over de zon zou moeten zijn. Uit het laatste onderzoek is gebleken dat de polen van de zon de hoogste straling uitzenden op de momenten dat de noordelijke en zuidelijke magnetische velden van de zon omkeerden.
“Het gaat erom dat we betere hulpmiddelen hebben om de zonneactiviteit te voorspellen”, zegt Bruno Arseoli, co-auteur en onderzoeker aan de Universiteit van Lissabon en de Universiteit van Triëst. “Misschien kunnen we deze nieuwe informatie van zeer hoge energieën gebruiken om onze modellen te helpen het gedrag van de zon te voorspellen.”
De wetenschappelijke reden voor deze vreemde trend blijft een mysterie, zeggen de auteurs. Maar het magnetische veld van de zon zal waarschijnlijk binnen een jaar of twee omslaan, waardoor wetenschappers dit vreemde fenomeen in realtime kunnen observeren en meer gegevens kunnen verzamelen om dit fenomeen te verklaren.
Symmetrie onder het oppervlak van de zon
Gammastraling is de koning van alle energie. Ze worden gegenereerd door de meest energetische objecten in ons universum, zoals supernova-explosies of neutronensterren. Kernexplosies en bliksem op aarde kunnen ook gammastraling produceren.
De zon kan ook op verschillende manieren gammastraling uitzenden. Wanneer bij de uitbarsting van de zon gas en plasma van het oppervlak vrijkomen, kan ook gammastraling worden uitgezonden, maar met relatief kleine energieniveaus.
De grootste bron van zonne-gammastraling ontstaat wanneer de zon wordt gebombardeerd door zeer energetische deeltjes die worden uitgezonden door supernova's en neutronensterren in het hele universum, genaamd kosmische straling. Wanneer een geladen kosmisch deeltje de zon raakt, draait het rond door het magnetische veld van de zon en komt het weer naar buiten. Op zijn weg naar buiten komt hij in botsing met gas op het oppervlak van de zon, waardoor zonnedeeltjes worden omgezet in gammafotonen.
Astrofysicus Tim Linden zei dat deze omzetting van gammastraling kan plaatsvinden op een diepte van 100 tot 1.000 kilometer onder het oppervlak van de zon, waar het magnetische veld sterk genoeg is om kosmische straling af te leiden.
“Met gammastraling in de zon kunnen we een paar duizend kilometer lager kijken”, zegt Linden, een astrofysicus aan de Universiteit van Stockholm die niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. “Welke Het zou je een onderzoek kunnen bieden naar wat er diep onder het oppervlak van de zon gebeurt.
De activiteit van de zon is niet constant. Elke elf jaar ondergaat onze gastster een kostuumverandering doordat de magnetische noord- en zuidpolen van positie veranderen, ook wel een zonnecyclus genoemd. Terwijl de polen omdraaien, verandert het activiteitsniveau op het oppervlak van de zon. De zon is het minst actief in het begin, bekend als het zonneminimum, en het meest actief rond het midden, wanneer de magnetische polen officieel omdraaien, bekend als het zonnemaximum. Er wordt verwacht dat de zon het zonnemaximum over een jaar of zo zal bereiken.
In de nieuwe studie bestudeerden onderzoekers hoe zonne-gammastraling verandert gedurende een hele zonnecyclus, met behulp van gegevens verzameld van NASA's Fermi Gamma-ray Space Telescope. Ze ontdekten dat gammastraling het meest intens was aan de polen van de zon, waar de zonneactiviteit tijdens de cyclus een hoogtepunt bereikte, wat samenviel met de formele inversie van magnetische velden.
“Dit was onverwacht”, zei Arceoli. “Het is gewoon iets nieuws dat we ontdekken over de zon.”
Linden voegde eraan toe dat deze ontdekking verrassend was omdat de werkelijke sterkte van het magnetische veld van de zon over een periode van elf jaar niet veel verandert. Tijdens piekactiviteit raakt het magnetische veld van de zon meer verward, wat leidt tot meer activiteit zoals uitbarstingen en explosies aan het oppervlak, maar de algehele sterkte verandert niet noodzakelijkerwijs.
“Niemand had een model dat zei dat bepaalde delen van de zon helderder zouden zijn dan andere als functie van de zonnecyclus,” zei Linden, maar eerdere studies hadden op een ongewoon patroon gesuggereerd. Hij toonde aan dat bepaalde delen van de zon helderder zijn dan andere in A Vorige studieMaar deze nieuwe studie analyseert de trends in meer detail.
Nu moeten de modellen en het begrip van de gamma-energieën van onze zon worden herzien. Omdat deze scheve structuur verschijnt op het moment dat de zon zijn magnetische kern passeert, is het mogelijk dat de gammastraling verband houdt met magnetische vorming en zonneactiviteit, zei Arcioli.
Elena Orlando, studieauteur en onderzoeker aan de Universiteit van Triëst en Stanford University, zei dat de exacte verklaring een mysterie blijft. Eén idee zou kunnen zijn dat kosmische straling verschillende gebieden treft tijdens het zonnemaximum. Of misschien is er iets speciaals aan de polen tijdens het zonnemaximum, waardoor er meer kosmische straling wordt aangetrokken om ze te bereiken. Er kan ook een heel andere interpretatie zijn.
“Dit suggereert dat gammastraling informatie bevat over de zonneactiviteit,” zegt Arseoli. “Het opent een soort nieuw studiegebied voor deze vereniging.”
Een potentieel hulpmiddel voor het voorspellen van zonneactiviteit
Het voorspellen van een extreme zonnegebeurtenis is als het voorspellen van een aardbeving. Ondergrondse processen beginnen te verschuiven en kunnen leiden tot activiteit aan de oppervlakte, maar het is moeilijk precies te voorspellen wanneer en waar.
“Deze studie helpt onze kennis uit te breiden over waar gammastraling precies vandaan komt op het oppervlak van de zon”, zegt deeltjesfysicus Mihr On Nisa, die niet bij het onderzoek betrokken was.
Eerdere studies hebben ook aangetoond dat gammastraling niet gelijkmatig over de zon schijnt, maar dit is de eerste studie die een verandering laat zien tijdens de piek van de zonneactiviteit.
Orlando zei dat gammastraling kan helpen processen aan het oppervlak in een vroeg stadium te bekijken en aanwijzingen te geven over de algemene toestand van de zon. Een toename van gammastraling aan de polen zou er bijvoorbeeld op kunnen wijzen dat het magnetische veld van de zon zich aan het omkeren is en dat de activiteit van de zon toeneemt, wat kan leiden tot meer zonnevlammen die de aarde zouden kunnen treffen.
Toekomstige studies zouden ook kunnen kijken naar hoe gammastraling verandert voordat een grote zonnevlam optreedt, zei Linden, waarbij de waarnemingen mogelijk als voorspellingsinstrument zouden kunnen worden gebruikt – net zoals het bepalen of het op aarde zal regenen vanwege de weersomstandigheden.
“Dezelfde magnetische velden die verantwoordelijk zijn voor het moduleren van de hoogenergetische deeltjes die deze gammastraling produceren, zijn ook verantwoordelijk voor de eb en vloed van ruimteweer,” zei Nyssa. “Ongeacht of het leven wordt verstoord door ruimteweer, zal een goed begrip van de fysica van onze dichtstbijzijnde ster onze kennis van onze plaats in het universum alleen maar vergroten.”
Dit artikel maakt deel uit van Verborgen planeeteen column die de wonderbaarlijke, onverwachte en bizarre wetenschap van onze planeet en daarbuiten onderzoekt.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
