NASA’s Parker Solar Probe is door de bovenste atmosfeer – de corona – van de zon gevlogen. En dit is wat ie ontdekte.
Voor het eerst in de geschiedenis heeft een ruimtevaartuig de zon ‘aangeraakt’. Dat heeft NASA bekend gemaakt. De nieuwe mijlpaal markeert een immense sprong voorwaarts voor de zonnewetenschap. Want net zoals de maanlanding wetenschappers in staat stelde te begrijpen hoe onze natuurlijke satelliet ontstond, zal het aanraken van het materiaal van de zon onderzoekers helpen om cruciale informatie bloot te leggen over onze dichtstbijzijnde ster en zijn invloed op het zonnestelsel.
Parker Solar Probe is een enerverende missie die onze zon nader onder de loep neemt. Onze zon bevat 99,86% van alle massa in ons zonnestelsel en toch zijn we nog nooit zo dicht bij deze gigantische massa geweest. Het betekent dat we eigenlijk nog vrij weinig over de zon weten. Maar de Parker Solar Probe brengt daar verandering in. Deze ruimtesonde is een technologisch hoogstandje waar NASA lang en hard aan heeft gewerkt. Hij reist af naar de atmosfeer – ofwel corona – van de zon waar het laaiend heet is. NASA hoopt dat de Parker Solar Probe meer inzicht geeft in het ontstaan van de zonnewind en de magnetische velden op de zon. Tevens moet de ruimtesonde het mysterie van de corona oplossen: de temperaturen in de zonne-atmosfeer liggen namelijk veel hoger dan op het oppervlak van de zon. Maar we begrijpen nog niet hoe dat kan.
Parker Solar Probe is al enkele jaren onderweg naar de zon. En nu is ie dichterbij dan elk ander ruimtevaartuig ooit is geweest. De sonde is door de bovenste atmosfeer – de corona – van de zon gevlogen en heeft daar metingen verricht van deeltjes en magnetische velden. En dat leidt tot enkele interessante ontdekkingen.
Switchbacks
Al in 2019 ontdekte het ruimtevaartuig bepaalde magnetische zigzagstructuren – switchbacks genaamd – in de zonnewind: een stroom geladen deeltjes (ionen en elektronen) die voortdurend uit de zon ontsnappen. Deze switchbacks komen met name dicht in de buurt van de zon voor. Maar hoe en waar ze ontstaan, was tot nu toe een groot mysterie. Sinds 2019 is de afstand van de Parker Solar Probe tot de zon echter gehalveerd. En nu de sonde zo dicht langs de zon is gevlogen, heeft ie in ieder geval één plek ontdekt waar die mysterieuze switchbacks vandaan komen: van het zonneoppervlak, ofwel de fotosfeer.
Alfvén-oppervlak
Daarnaast heeft Parker Solar Probe ook ontdekt waar precies het zogenaamde ‘kritieke Alfvén-oppervlak’ begint. In tegenstelling tot de aarde, heef de zon geen vast oppervlak. Maar het heeft wel een laaiendere atmosfeer gemaakt van materiaal dat door de zwaartekracht en magnetische krachten aan de zon is gebonden. Oplopende hitte en druk zorgen er echter voor dat het materiaal van de zon wordt weggeduwd. Het bereikt op een gegeven moment zelfs een kritiek punt, waarop de zwaartekracht en magnetische velden te zwak zijn om het materiaal te bedwingen. Dat punt, bekend als het kritieke Alfvén-oppervlak, markeert het einde van de zonneatmosfeer en het begin van de zonnewind. Tot nu toe wisten wetenschappers echter niet precies waar het Alfvén-oppervlak begint. Geschat werd dat het ergens tussen de zeven en veertien miljoen kilometer afstand van het zonneoppervlak ligt. Nu schept Parker Solar Probe meer duidelijkheid. Want de sonde ontdekte tijdens zijn scheervlucht specifieke magnetische omstandigheden en bepaalde deeltjes die verraden dat de sonde het kritieke Alfvén-oppervlak heeft gepasseerd! En dat gebeurde op 13 miljoen kilometer afstand van de zon.
Meer flyby’s
Deze eerste bijzondere flyby door de corona van de zon smaakt naar meer. Het is dan ook de eerste van vele die gepland staan. Dit zal verdere gegevens opleveren over bepaalde fenomenen die onmogelijk van veraf te bestuderen zijn. “Parker Solar Probe vliegt heel dicht langs de zon en detecteert nu omstandigheden in de corona die we nooit eerder hebben gezien,” zegt onderzoeker Nour Raouafi. Parker Solar Probe zal steeds dichter naar de zon toe spiralen en uiteindelijk het oppervlak tot maar liefst zes miljoen kilometer afstand naderen. “Ik ben heel benieuwd wat Parker de komende jaren nog meer gaat ontdekken, wanneer hij meerdere malen door de corona zal vliegen,” zegt onderzoeker Nicola For. “De kans op nieuwe ontdekkingen is grenzeloos.”
Zonnecyclus
Overigens wordt de grootte van de corona ook bepaald door zonneactiviteit. Onze zon volgt een grofweg 11 jaar durende cyclus, die gekenmerkt wordt door een zonnemaximum en een zonneminimum. Naarmate de activiteit van de zon toeneemt, zal ook de buitenrand van de corona uitzetten. En dat betekent dat Parker Solar Probe waarschijnlijk langere tijd in de corona zal vertoeven. “Dit is een hele belangrijke regio, omdat we denken dat hier verschillende soorten fysica plaatsvinden,” legt onderzoeker Justin Kasper uit. “Nu we dit gebied binnentreden, gaan we hopelijk enkele van deze fysica en gedragingen zien.”
De onderzoekers kunnen dan ook niet wachten om onze moederster verder te bestuderen. Want er is nog veel wat we niet weten. Zo hopen de onderzoekers dat de sonde meer zal onthullen over de eerder genoemde switchbacks en hoe deze bijvoorbeeld worden gevormd. Bovendien zullen nieuwe metingen van de corona van cruciaal belang zijn om beter te begrijpen hoe extreem ruimteweer – zoals hevige zonnestormen die onze telecommunicatie kunnen verstoren en satellieten die rond de aarde cirkelen beschadigen – ontstaat en hoe we dergelijke gebeurtenissen beter kunnen voorspellen. “Het is echt opwindend om te zien hoe onze geavanceerde technologieën erin slagen om Parker Solar Probe dichter bij de zon te brengen dan we ooit zijn geweest,” zegt onderzoeker Joseph Smith. “We kijken ernaar uit om te ontdekken wat de missie nog meer voor ons in petto heeft, naarmate het de komende jaren de zon steeds dichter zal naderen.”
