Voor Aditya-L1, India’s eerste zonnobservatiemissie in de ruimte, wordt het jaar 2026 een ongekend jaar. Dit is de eerste keer dat het observatorium – dat vorig jaar in een baan om de aarde is geplaatst – de zon kan observeren tijdens de piek van zijn activiteitscyclus.
Volgens NASA komt deze piek ongeveer elke 11 jaar voor, wanneer de magnetische polen van de zon omkeren – wat overeenkomt met het omwisselen van de noord- en zuidpolen van de aarde. Dit is een tijd van grote turbulentie. De zon gaat van een rustige fase naar een stormachtige fase, wat gepaard gaat met een enorme stijging in het aantal zonne stormen en coronale massa-ejecties (CME’s) – enorme brandbellen die uit de buitenste laag van de zon, de corona, worden uitgestoten.
Een CME, samengesteld uit geladen deeltjes, kan tot een triljoen kilogram wegen en een snelheid van 3.000 km per seconde bereiken. Het kan in elke richting gaan, inclusief richting de aarde. Met de hoogste snelheid zou het een CME 15 uur kosten om de afstand van 150 miljoen km tussen de aarde en de zon te overbruggen.
“In de normale of lage-activiteitstijden lanceert de zon twee tot drie CME’s per dag,” zegt professor R. Ramesh van het Indian Institute of Astrophysics (IIA). “Volgend jaar verwachten we dat dit er tien of meer per dag zullen zijn.”
Professor Ramesh is de hoofonderzoeker van de Visible Emission Line Coronagraph, of Velc – het belangrijkste van de zeven wetenschappelijke instrumenten aan boord van Aditya-L1 – en monitort nauwkeurig de gegevens die het verzamelt. Het bestuderen van CME’s is een van de belangrijkste wetenschappelijke doelstellingen van India’s eerste zonne-missie. Dit is belangrijk, omdat de ejecties inzicht geven in de ster in het midden van ons zonnestelsel en omdat activiteiten op de zon de infrastructuur op aarde en in de ruimte bedreigen.
CME’s vormen zelden een directe bedreiging voor mensenlevens, maar ze beïnvloeden het leven op aarde door geomagnetische stormen te veroorzaken die het weer in de nabijheid van de ruimte beïnvloeden, waar bijna 11.000 satellieten, waaronder 136 uit India, zijn gestationeerd.
“De mooiste manifestaties van een CME zijn aurora’s, wat een duidelijk voorbeeld is dat geladen deeltjes van de zon naar de aarde reizen,” legt professor Ramesh uit. “Maar ze kunnen ook elektronica op een satelliet laten falen, elektriciteitsnetten uitschakelen en invloed hebben op weer- en communicatiesatellieten.”
De krachtigste zonne storm ooit geregistreerd was de Carrington-gebeurtenis in 1859, die telegraaflijnen over de hele wereld uitschakelde. Meer recente gebeurtenissen werden geregistreerd in 1989, toen een deel van het elektriciteitsnet in Quebec uitviel, waardoor zes miljoen mensen negen uur zonder stroom zaten. In november 2015 verstoorde zonneactiviteit de luchtverkeersleiding, wat leidde tot chaos in Zweden en andere Europese luchthavens.
In februari 2022 meldde NASA dat een CME leidde tot het verlies van 38 commerciële satellieten. Professor Ramesh zegt dat als we kunnen zien wat er op de corona van de zon gebeurt en een zonne storm of een coronale massa-ejectie in real time kunnen spotten, we de temperatuur bij de oorsprong kunnen registreren en de koers kunnen volgen, wat kan dienen als een waarschuwing om elektriciteitsnetten en satellieten uit de buurt van gevaar te schakelen.
Er zijn andere zonne missies die de zon observeren, maar Aditya-L1 heeft een voordeel ten opzichte van andere, inclusief de Solar and Heliospheric Observatory, die gezamenlijk door NASA en de ESA zijn verzonden, als het gaat om het observeren van de corona.
“De coronagraph van Aditya-L1 heeft de exacte grootte die het mogelijk maakt de zon bijna te evenaren, volledig de fotosfeer van de zon te bedekken en het 24 uur per dag, 365 dagen per jaar een ononderbroken zicht op bijna de gehele corona te bieden, zelfs tijdens zonsverduisteringen en occultaties,” zegt professor Ramesh.
Met andere woorden, de coronagraph fungeert als een kunstmatige maan, die het heldere oppervlak van de zon blokkeert zodat wetenschappers continu de zwakke buitenste corona van de zon kunnen observeren – iets dat de echte maan alleen doet tijdens eclipsen.
Bovendien is dit de enige missie die uitbarstingen in zichtbaar licht kan bestuderen, waardoor het de temperatuur en warmte-energie van een CME kan meten – cruciale aanwijzingen die laten zien hoe sterk een CME zou zijn als deze naar de aarde zou komen, aldus professor Ramesh.
Ter voorbereiding op de piek zonneactiviteit van volgend jaar heeft de IIA samengewerkt met NASA om de gegevens te bestuderen die zijn verzameld van een van de grootste CME’s die Aditya-L1 tot nu toe heeft geregistreerd. Deze vond plaats op 13 september 2024 om 00:30 GMT, aldus professor Ramesh. De massa was 270 miljoen ton – het schip dat de Titanic deed zinken woog 1,5 miljoen ton. Bij de oorsprong was de temperatuur 1,8 miljoen graden Celsius en de energie-inhoud was gelijk aan 2,2 miljoen megaton TNT – ter vergelijking, de atoombommen op Hiroshima en Nagasaki waren respectievelijk 15 kiloton en 21 kiloton.
Hoewel de cijfers ongelooflijk groot klinken, beschrijft professor Ramesh het als een “middelgrote” CME. De asteroïde die de dinosaurussen op aarde uitroeide was 100 miljoen megaton en tijdens de maximale activiteitscyclus van de zon, zegt hij, kunnen we CME’s zien met een energie-inhoud die zelfs meer is dan dat. “Ik beschouw de CME die we hebben geëvalueerd als voorkomend tijdens de normale activiteitsfase van de zon. Dit stelt de benchmark vast die we gebruiken om te evalueren wat in petto is wanneer de maximale activiteitscyclus plaatsvindt,” zegt hij.
“De lessen hieruit zullen ons helpen om tegenmaatregelen te ontwikkelen ter bescherming van satellieten in de nabijheid van de ruimte. Ze zullen ons ook helpen om een beter begrip van de nabijheid van de aarde te krijgen,” voegt hij eraan toe.
