Op 11 november hebben wetenschappers een bijzonder krachtige zonne-uitbarsting waargenomen. Terwijl het gevolg daarvan overal ter wereld spectaculaire noorderlichten opleverde, registreerden experts iets dat veel minder aandacht kreeg en zelfs zeldzamer is dan de indrukwekkende kleurenpracht: een plotse stijging van de straling in de atmosfeer en op de grond.
Een X5.1-flare – de sterkste in meer dan een jaar – schoot een stroom van geladen deeltjes richting de aarde. Zonne-uitbarstingen van klasse X zijn in feite niet ongebruikelijk, maar dat ze zulke snelle en stralingsintensieve protonstromen met zich meebrengen, komt zelden voor.
De straling was kortstondig potentieel gevaarlijk. Metingen van luchtballonnen, die wetenschappers op 11 november lieten opsteigen, toonden aan hoe drastisch de straling toenam. Op een hoogte van ongeveer twaalf kilometer, dat is op reishoogte, werden waarden gemeten die het tienvoudige zijn van de gebruikelijke kosmische achtergrondruis.
Voor bepaalde groepen mensen kan dit al een probleem zijn. “Als een zwangere vrouw langer dan twaalf uur aan zulke waarden wordt blootgesteld, zou ze de als veilig beschouwde limiet overschrijden,” legde de Britse ruimteweervoorspeller Benjamin Clewer uit. Het goede nieuws is dat de kritische fase slechts ongeveer twee uur duurde, wat dus te kort was voor een gevaar voor vliegreizigers.
Waarom dit evenement aandacht trekt? Dergelijke protonenstormen bereiken de aarde binnen enkele minuten, omdat ze bijna met de snelheid van het licht reizen. Aangezien ze ook de aardoppervlak bereiken, worden ze ook wel ‘Ground Level Events’ (GLE) genoemd. In tegenstelling tot deeltjes die uit coronale massa-ejecties (CME’s) komen en enkele dagen onderweg zijn, komt een GLE praktisch zonder waarschuwingstijd. En de straling neemt zelfs op de aarde meetbaar toe.
Een nog kritischer punt: de elektronica in vliegtuigen kan onder dergelijke omstandigheden falen. Pas eind oktober verloor een Airbus plotseling hoogte boven Florida, en experts vermoeden een verband met hoogenergetische deeltjes. Clewer waarschuwt: “De piloten kunnen tegelijkertijd meerdere alarmen in de cockpit ontvangen en systemen opnieuw moeten opstarten. In het ergste geval moeten ze handmatig vliegen.” Dit is vooral een uitdaging wanneer, door verstoorde radiocommunicatie, geen contact met de grondstation mogelijk is.
Het mysterie van het ‘Ground Level Event’ is nog steeds een van de minst begrepen fenomenen in de zonnephysica. Waarom sommige flares zulke extreem snelle protonen genereren en andere niet, is tot nu toe onduidelijk. De GLE van 11 november was de 77e sinds het begin van de metingen in de jaren 40 en volgens sommige bronnen de sterkste sinds 2006. Dat het echter als ‘matig sterk’ wordt geclassificeerd, komt door aanwijzingen uit de tijd voordat de metingen begonnen: historische gegevens uit boomringen tonen aan dat de zon in staat is tot protonenstormen die duizend keer intensiever zijn dan de huidige GLE.
Gezien de risico’s eisen wetenschappers dat vliegtuigen in de toekomst worden uitgerust met stralingssensoren. Met realtimegegevens kunnen piloten incidenten beter inschatten en zo nodig de hoogte of route aanpassen.
Een waarschuwingssignaal voor wat mogelijk is bij toenemende zonneactiviteit. Aangezien de zonneactiviteit, tot verrassing van veel onderzoekers, momenteel blijft toenemen, is het te verwachten dat er meer sterke flares zullen komen. De GLE van 11 november toont aan hoe snel stralingswaarden werkelijk gevaarlijk kunnen stijgen – en hoe weinig tijd er is om te reageren. Voor de wetenschap is het evenement waardevol, voor de luchtvaart is het een wake-up call: als zelfs een gematigde GLE kritische systemen kan beïnvloeden, is voorbereiding geen optie, maar een noodzaak.
