De perioden van intense activiteit van de zon – zonnevlammen en coronale massa-uitstoot – trekken de meeste aandacht, maar de rustigere fasen zijn net zo belangrijk. Uit nieuw onderzoek blijkt dat de zon zelfs tijdens pauzes in zijn elfjarige activiteitscyclus meetbare interne veranderingen ondergaat. Dit betekent dat zonneminima, waarvan ooit gedacht werd dat ze vrijwel identiek waren, feitelijk een duidelijke ‘vingerafdruk’ achterlaten in de ster zelf.
Onthulling van de verborgen dynamiek van de zon
Tientallen jaren lang hebben wetenschappers de activiteitscycli van de zon gevolgd, waarbij ze de magnetische omkeringen opmerkten die elke elf jaar plaatsvinden. Zonnemaxima brengen verhoogde uitbarstingen en zonnevlekken met zich mee, terwijl minima periodes van relatieve rust vertegenwoordigen. Uit een recente analyse op basis van tientallen jaren aan gegevens blijkt echter dat deze stille fasen niet uitwisselbaar zijn. Het diepste zonneminimum in de recente geschiedenis – tussen 2008 en 2009 – veroorzaakte meetbare verschuivingen in de interne structuur van de zon.
Waarom dit belangrijk is: Zonneactiviteit heeft een directe invloed op het ruimteweer, waardoor satellieten, communicatiesystemen en zelfs elektriciteitsnetwerken op aarde kunnen worden verstoord. Begrijpen hoe de interne dynamiek deze cycli aandrijft, is cruciaal voor nauwkeurige voorspellingen.
Hoe wetenschappers in de zon keken
Onderzoekers onder leiding van astrofysicus Sarbani Basu van de Yale Universiteit gebruikten een techniek genaamd helioseismologie om het binnenste van de zon te onderzoeken. Deze methode analyseert akoestische oscillaties (geluidsgolven die door het zonneplasma reizen), vergelijkbaar met hoe seismische golven de interne structuur van de aarde onthullen.
Het team gebruikte het Birmingham Solar-Oscillations Network (BiSON), een wereldwijd netwerk van telescopen, om deze trillingen te monitoren gedurende vier opeenvolgende zonneminima: 1985, 1996, 2008-2009 en 2018-2019. Ze concentreerden zich op twee belangrijke indicatoren:
- De heliumstoring: Veranderingen in de ionisatie van helium nabij het oppervlak van de zon, detecteerbaar door verschuivingen in oscillatiepatronen.
- De snelheid van het geluid: Variaties in de geluidssnelheid binnen de zon, die veranderingen in temperatuur, druk en magnetische velden weerspiegelen.
Het minimum voor 2008-2009: een duidelijk signaal
Het minimum van 2008-2009 viel op als het langste en stilste in moderne platen. Deze periode liet de belangrijkste interne verschuivingen zien: een sterker heliumglitch-signaal en hogere geluidssnelheden in de buitenste lagen. Dit duidt op een hogere gasdruk, iets hogere temperaturen en zwakkere magnetische velden in bepaalde delen van de zon gedurende die tijd.
“Het is belangrijk om te onthullen hoe de zon zich tijdens deze rustige periodes onder het oppervlak gedraagt, omdat dit gedrag een sterke invloed heeft op hoe de activiteitsniveaus zich in de daaropvolgende cycli opbouwen”, merkt Basu op.
Opvallend is dat de daaropvolgende zonnecyclus (cyclus 24) uitzonderlijk zwak was – een van de stilste maxima ooit gemeten. Deze correlatie onderstreept hoe interne omstandigheden de toekomstige activiteitsniveaus beïnvloeden.
Implicaties voor zonnevoorspellingen en verder
Het voorspellen van het gedrag van de zon blijft een uitdaging vanwege de verborgen motor die dit aandrijft. Zelfs kleine interne verschuivingen kunnen substantiële veranderingen in oppervlakteactiviteit veroorzaken. Dit onderzoek toont aan dat ogenschijnlijk vergelijkbare zonneminima kunnen voortkomen uit subtiel verschillende interne omstandigheden.
Toekomstige missies, zoals PLATO van de European Space Agency, zullen dit soort analyses uitbreiden. Deze waarnemingen kunnen ook worden toegepast op andere zonachtige sterren, waardoor we kunnen begrijpen hoe hun activiteit verandert en hun omgeving beïnvloedt, inclusief de planeten die ze herbergen.
De interne dynamiek van de zon is variabeler dan eerder werd gedacht. Met deze variabiliteit moet rekening worden gehouden in zonnemodellen om de voorspellingen te verbeteren en het langetermijngedrag van onze ster beter te begrijpen.
