Een GPS-storing, een radiocommunicatie die mislukt, een satelliet die gedwongen wordt zijn koers te corrigeren, een aurora die veel verder naar het zuiden arriveert dan verwacht. Op aarde merken we het zo, met verspreide effecten en vaak vertaald in technisch nieuws. Maar in de eerste plaats vertrekt alles vanuit een object dat alleen maar onbeweeglijk lijkt omdat we er van te ver weg naar kijken. De zon pulseert, trilt, verandert van ritme. En dat ritme, dat al bijna veertig jaar wordt waargenomen, vertelt ons nu iets minder geruststellends dan de gebruikelijke afwisseling tussen kalme en geagiteerde fasen.
Een nieuwe studie gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society analyseerde de interne oscillaties van de zon, d.w.z. kleine geluidsgolven die door onze ster gaan en ons in staat stellen de verborgen veranderingen ervan te lezen. Het is een vakgebied dat helioseismologie wordt genoemd en nauw verwant is aan de asteroseismologie: in plaats van alleen maar zonnevlekken en zonnevlammen te tellen, kun je luisteren naar wat er onder het zichtbare oppervlak, de fotosfeer, gebeurt. Een soort stethoscoop gericht op een plasmamassa die groot genoeg is om op de slechtste dagen te beslissen hoe stil onze elektriciteitsnetwerken, satellieten, communicatie- en navigatiesystemen zullen zijn.
Het geluid onder het licht
De zon volgt een zonnecyclus van ongeveer 11 jaar, gaande van een minimum aan activiteit naar een nieuw minimum, met daartussen een maximale fase. Tijdens het maximum nemen zonnevlekken, uitbarstingen, coronale massa-uitstoot en al die uitbarstingen van deeltjes en magnetische velden toe, die, wanneer ze op de aarde worden gericht, geomagnetische stormen kunnen veroorzaken. Cyclus 25, de huidige, heeft zijn meest intense fase al achter de rug of is er heel dichtbij gekomen: NASA en NOAA hebben de intrede van de maximale zonneperiode in 2024 aangekondigd, terwijl het identificeren van de precieze piek maanden of jaren van afnemende gegevens vereist.
Het nieuwe van het onderzoek ligt in de manier waarop die cyclus eruitziet als je hem van binnenuit bekijkt. De onderzoekers gebruikten gegevens verzameld tussen 1987 en 2025 door het BiSON-netwerk, Birmingham Solar Oscillations Network, bestaande uit zes telescopen verspreid over verschillende punten van de planeet. Dit netwerk meet de zon als een hele ster en volgt mondiale oscillaties die p-modi worden genoemd: akoestische golven die van frequentie veranderen als reactie op magnetische activiteit.
Tot nu toe lijkt het een kwestie voor experts, een van die zinnen die ervoor zorgen dat je het tabblad wilt sluiten en naar het echte weer wilt gaan kijken, dat met de wolken boven je huis. Maar de essentie is simpel: als de zon anders trilt, verandert er iets in de interne structuur. En als dat iets met zonnemagnetisme te maken heeft, loont het de moeite om op te letten.
Dunnere magnetische huid
Uit de gegevens blijkt dat vanaf cyclus 23 de relatie tussen interne oscillatiefrequenties en traditionele indicatoren van zonneactiviteit het gedrag heeft veranderd. In het verleden vertelden oppervlaktemetingen, zoals zonnevlekken en andere mondiale proxies, een redelijk consistent verhaal met interne trillingen. Nu is die correspondentie verder gegaan.
Cyclus 24 was volgens veel klassieke indicatoren zwak. Cyclus 25 lijkt echter dubbelzinniger: vanaf het oppervlak bekeken lijkt hij minder krachtig dan de meest intense zonnecycli uit het recente verleden, maar in hoogfrequente helioseismologische gegevens vertoont hij een kracht die vergelijkbaar is met die van cycli 22 en 23. Vertaald: het zichtbare oppervlak van de zon zegt het ene, maar de interne beweging ervan suggereert iets anders.
Laag-, midden- en hoogfrequente oscillaties onderzoeken verschillende diepten onder de fotosfeer. Als we ze samenvoegen, ontstaat er een duidelijk beeld: structurele veranderingen die verband houden met de zonnecyclus lijken zich steeds dichter bij de oppervlakte te concentreren. Het onderzoek spreekt van een steeds oppervlakkiger wordende laag, binnen ongeveer duizend kilometer van de fotosfeer. Voor ons een enorme afstand, bijna niets voor een ster met een straal van zo’n 696 duizend kilometer.
Het interessante deel ligt deze keer juist in de discretie van het fenomeen. De zon blijft de zon. Het komt op, gaat onder, verlicht de scheve ochtenden en de te hete zomers. Onder die astronomische normaliteit kan het magnetisme ervan echter de organisatiewijze veranderen. Volgens de auteurs van het onderzoek kunnen de gegevens beter worden verklaard door een reorganisatie van de manier waarop magnetische activiteit onder het oppervlak wordt opgeslagen, dan door een simpele variatie in de intensiteit van de magnetische velden.
Ruimteweer
Ruimteweer lijkt een filmuitdrukking, maar het gaat om zeer concrete infrastructuren. Geomagnetische stormen kunnen satellieten, GPS-signalen, radiocommunicatie, navigatie en elektriciteitsnetwerken verstoren. In een baan om de aarde kunnen ze het risico voor ruimtevaartuigen en astronauten vergroten; in de hogere atmosfeer kunnen ze de weerstand van satellieten wijzigen, waardoor ze gedwongen worden correcties en manoeuvres uit te voeren. In de meest zichtbare gevallen geven ze spectaculaire aurorae. In de meest lastige gevallen komen ze in de technische bulletins van de operators.
In mei 2024 veroorzaakte een reeks uitbarstingen en coronale massa-uitstoot een van de sterkste geomagnetische stormen van de afgelopen twintig jaar. Veel mensen herinnerden zich haar vanwege de aurorae die op ongebruikelijke breedtegraden te zien waren; voor degenen die satellieten, radio’s, netwerken en waarschuwingssystemen beheren, was het ook een zeer praktische herinnering. Wanneer de zon besluit zijn handen echt te bewegen, dringt hij regelrecht door in onze elektrische gewoonten.
Begrijpen waar magnetische activiteit wordt gevormd en hoe deze wordt geconcentreerd, dient precies dit: het verbeteren van voorspellingen. Traditionele metingen blijven van fundamenteel belang, omdat zonnevlekken, zonnevlammen en radioflux waardevolle informatie geven over zichtbare activiteit. Helioseismologie voegt een dieper, minder direct, misschien beslissend niveau toe. Als het zonnemagnetisme zich in ondiepere lagen samendrukt, zullen de modellen die we gebruiken om toekomstige cycli te interpreteren hier rekening mee moeten houden.
Cyclus 26 zal nog iets meer zeggen
Voorzichtigheid is hier geboden. Het onderzoek wijst op een trend die over meerdere cycli wordt waargenomen, met gegevens die de stijgende fase van cyclus 22 tot het maximum van cyclus 25 bestrijken. Een lange en kostbare reeks, zeldzaam in de zonneastronomie, juist omdat het handhaven van consistente waarnemingen gedurende bijna veertig jaar geduld, stabiele instrumenten en een zekere wetenschappelijke koppigheid vereist. Er is echter meer tijd nodig om te begrijpen of de zon werkelijk een andere en duurzame modus ingaat, of dat zij een fase doormaakt die voorbestemd is om te verminderen.
Om deze reden zullen de werkzaamheden worden voortgezet gedurende het resterende deel van cyclus 25 en vervolgens in cyclus 26, naar verwachting ongeveer tussen 2029 en 2032. Daar zal het beeld beter leesbaar worden. Als de trend zich voortzet, zal de zonne-energie een diepgaande transformatie in de verdeling van de magnetische activiteit bevestigen. Als het traject verandert, hebben we nog steeds iets geleerd over hoe onze ster zijn seizoenen doorloopt.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
