Palo Alto, Ca. (VS) – Gigantische fonteinen van voortvliedend, miljoenen graden heet gas in de buitenste atmosfeer van de Zon leveren een belangrijke aanwijzing op voor een oud mysterie: waar bevindt zich het mechanisme dat de zonnecorona duizendmaal heter maakt dan het zichtbare zonsoppervlak.


Onderzoekers van NASA en Lockheed-Martin bestuderen het kolkende zonsoppervlak met het ruimtevaartuig TRACE, de Transition Region and Coronal Explorer. Dit instrument is gelanceerd in 1998. “De mysterieuze energiebron die de zonneatmosfeer zo ongelooflijk heet maakt, was ruim zeventig jaar lang een raadsel. Voordat we begrijpen wat het is, moeten we eerst ontdekken waar het zich bevindt”, vertelt dr Markus Aschwanden van het Lockheed-Martin Solar en Astrophysics Laboratory in Californië. Aschwanden beschrijft het resultaat van het onderzoek met TRACE in een artikel in Astrophysical Journal. “Het vinden van de warmtebron van de corona vormt een belangrijk puzzelstukje. Met zonne-observatoria zoals TRACE kunnen we gelukkig de verborgen processen ontdekken die in de atmosfeer van sterren optreden.
Tijdens een zonsverduistering verschijnt rond de Maan, als die het zichtbare oppervlak van de Zon bedekt, een halo. Dat is de zonscorona, een hete ring van plasma en gas. Waar aan het zonsoppervlak de temperatuur zesduizend kelvin is, loopt die in de corona op tot anderhalfmiljoen kelvin. Dynamische gasuitbarstingen in de corona kunnen zelfs de telecommunicatie op Aarde verstoren.

De gaslussen in de corona bestaan uit dunne filamenten.

Volgens de nieuwe waarnemingen verhit de onbekende energiebron de corona in het onderste gedeelte, binnen zo'n vijftienduizend kilometer van het zichtbare zonsoppervlak. Gasfonteinen vormen lussen die wel honderdduizenden kilometers boven het oppervlak uitstijgen. Het gas – veelal zo heet dat het eigenlijk bestaat uit plasma, ofwel geladen atomen en vrije elektronen – komt vrij van het oppervlak, wordt verhit en stijgt op, koelt dan af en valt tenslotte terug op het zonsoppervlak met een snelheid van ongeveer honderd kilometer per seconde.
De corona bestaat uit miljoenen van die lussen, met uiteenlopende straal. Volgens een dertig jaar oude theorie worden de lussen gelijkmatig over hun omtrek verhit en is het plasma het heetst aan de top, waar de dichtheid het laagst is en zo’n lus de warmte het minst efficiënt kan afstaan.
De TRACE-waarnemingen bewijzen dat de verhitting vooral aan de basis plaatsvindt. Zoals een dik touw bestaat uit vele dunne vezels, bestaat ook een coronale lus uit vele aparte lussen. De precisiemetingen tonen aan dat, alhoewel sommige lussen heter zijn dan andere, doorgaans de temperatuur van iedere lus minder met de hoogte varieert dan de oude theorie voorspelt.
“Omdat een lus het snelst warmte verliest aan zijn basis, moet hij daar ook de meeste warmte opnemen, anders zou de lus geen gelijkmatige temperatuur hebben,” licht dr Karel Schrijver toe. “Anders zouden de lagere delen veel koeler zijn dan de toppen die hun warmte langzamer afstaan”.

Erick Vermeulen

Karel Schrijver beschreef het onderzoek met TRACE in het artikel De magnetische Zon, Natuurwetenschap & Techniek, 5, 1999.