Voor Aditya-L1, India’s eerste zonne-observatiemissie in de ruimte, wordt het jaar 2026 een jaar als geen ander. Voor het eerst zal het observatorium, dat vorig jaar in een baan om de aarde werd geplaatst, de Zon kunnen observeren wanneer deze zijn maximale activiteitcyclus bereikt.
Volgens NASA komt deze cyclus ongeveer elke 11 jaar voor, wanneer de magnetische polen van de Zon omdraaien – een fenomeen dat vergelijkbaar is met het verwisselen van de Noord- en Zuidpool op aarde. Dit is een tijd van grote turbulentie waarin de Zon van kalm naar stormachtig overschakelt. Het wordt gekenmerkt door een enorme toename van het aantal zonne-stormen en coronale massa-ejecties (CME’s) – enorme vuurbellen die uit de buitenste laag van de Zon, de corona, blazen.
Aangezien een CME uit geladen deeltjes bestaat, kan het tot wel een triljoen kilogram wegen en snelheden bereiken tot 3.000 km per seconde. Het kan in elke richting schieten, ook naar de aarde. Op maximale snelheid zou een CME 15 uur nodig hebben om de afstand van 150 miljoen km tussen de aarde en de Zon te overbruggen.
“Tijdens normale of lage-activiteitstijden lanceert de Zon twee tot drie CME’s per dag,” zegt Prof. R. Ramesh van het Indian Institute of Astrophysics (IIA). “Volgend jaar verwachten we dat dit oplopend zal zijn tot 10 of meer per dag.”
Prof. Ramesh is de hoofdonderzoeker van de Visible Emission Line Coronagraph (Velc) – het belangrijkste van de zeven wetenschappelijke instrumenten op Aditya-L1 – en houdt nauwlettend toezicht op de data die het verzamelt. Het bestuderen van CME’s is een van de belangrijkste wetenschappelijke doelen van India’s eerste zonne-missie, omdat de ejecties een kans bieden om meer te leren over de ster in het centrum van ons zonnestelsel en omdat activiteiten op de Zon infrastructuur op aarde en in de ruimte bedreigen.
Hoewel CME’s zelden een directe bedreiging voor mensen vormen, hebben ze wel invloed op het leven op aarde door geomagnetische stormen die het weer in de nabijgelegen ruimte beïnvloeden, waar bijna 11.000 satellieten, waaronder 136 uit India, zijn stationair.
“De mooiste manifestaties van een CME zijn aurora’s, die een duidelijk voorbeeld zijn dat geladen deeltjes van de Zon naar de aarde reizen,” legt Prof. Ramesh uit. “Maar ze kunnen ook ervoor zorgen dat de elektronica op een satelliet niet goed werkt, de energie-infrastructuur verstoren en invloed hebben op weers- en communicatie-satellieten.”
De krachtigste zonne-storm die ooit is geregistreerd was de Carrington-gebeurtenis in 1859, die telegraaflijnen over de hele wereld uitschakelde. Meer recente gebeurtenissen vonden plaats in 1989, toen een deel van het elektriciteitsnet in Quebec uitviel, waardoor zes miljoen mensen negen uur zonder stroom kwamen te zitten. In november 2015 leidde zonneactiviteit tot verstoringen in de luchtverkeersleiding in Zweden en enkele andere Europese luchthavens.
In februari 2022 meldde NASA dat een CME leidde tot het verlies van 38 commerciële satellieten.
Prof. Ramesh zegt dat als we kunnen zien wat er gebeurt op de corona van de Zon en een zonne-storm of een coronale massa-ejectie in real-time kunnen detecteren, we de temperatuur bij de oorsprong kunnen registreren en de trajectie kunnen volgen. Dit kan als een waarschuwing dienen om energie-infrastructuur en satellieten uit de gevarenzone te halen.
Er zijn andere zonne-missies die de Zon in de gaten houden, maar Aditya-L1 heeft een voordeel ten opzichte van andere, waaronder het Solar and Heliospheric Observatory dat gezamenlijk door NASA en ESA (Europese Ruimteorganisatie) is gestuurd, als het gaat om het observeren van de corona.
“De coronagraph van Aditya-L1 heeft de exacte afmetingen die het mogelijk maken om bijna de maan na te bootsen, waardoor het de fotosfeer van de Zon volledig bedekt en een ononderbroken zicht op bijna de gehele corona 24 uur per dag, 365 dagen per jaar biedt, zelfs tijdens eclipsen en occultaties,” zegt Prof. Ramesh.
Met andere woorden, de coronagraph functioneert als een kunstmatige maan, die het heldere oppervlak van de Zon blokkeert om wetenschappers continu de zwakke buitenste corona te laten observeren – iets dat de echte maan maar tijdens eclipsen doet.
Bovendien is dit de enige missie die uitbarstingen in zichtbaar licht kan bestuderen, waardoor het mogelijk is om de temperatuur en de thermische energie van een CME te meten – sleutelsignalen die aangeven hoe sterk een CME zou zijn als deze de aarde zou bereiken, zegt Prof. Ramesh.
Ter voorbereiding op de piekperiode van zonneactiviteit volgend jaar heeft het IIA samengewerkt met NASA om de data te bestuderen die zijn verzameld van een van de grootste CME’s die Aditya-L1 tot nu toe heeft geregistreerd. Deze CME vond plaats op 13 september 2024 om 00:30 GMT, met een massa van 270 miljoen ton – ter vergelijking, de ijsberg die de Titanic deed zinken woog 1,5 miljoen ton.
Bij de oorsprong had deze CME een temperatuur van 1,8 miljoen graden Celsius, en de energie-inhoud was gelijk aan 2,2 miljoen megaton TNT – ter vergelijking: de atoombommen in Hiroshima en Nagasaki waren respectievelijk 15 kiloton en 21 kiloton.
Hoewel de cijfers enorm klinken, beschrijft Prof. Ramesh het als een “gemiddelde” CME. De asteroïde die de dinosaurussen op aarde uitroeide, had een energie-inhoud van 100 miljoen megaton, en tijdens de maximale activiteitcyclus van de Zon kunnen we CME’s zien met een inhoud die zelfs nog meer is.
“Ik beschouw de CME die we evalueerden als zijnde ontstaan tijdens de normale activiteitfase van de Zon. Dit stelt de standaard vast die we zullen gebruiken om te evalueren wat ons te wachten staat wanneer de maximale activiteitcyclus optreedt,” zegt hij. “De lessen die we hieruit trekken, zullen ons helpen tegenmaatregelen te ontwikkelen ter bescherming van satellieten in de nabijgelegen ruimte. Ze zullen ons ook helpen om een beter begrip te krijgen van de nabij-aardse ruimte,” voegt hij eraan toe.
