Wetenschappers zijn er voor het eerst in geslaagd om haarscherpe beelden te maken van de corona van de zon, de buitenste atmosfeer. Tot nu toe lukte het niet om de fenomenen die zich daarin afspelen, heel goed in beeld te krijgen. Met een nieuw optisch systeem dat vertroebeling corrigeert, krijgen we nu adembenemende foto's en filmpjes te zien.
Corona-regen en dansend plasma: zo gedetailleerd zag je de zon nog nooit
Kathleen Heylen
Gepubliceerd:
De buitenste atmosfeer van de zon - de corona - intrigeert wetenschappers al jaren. De temperaturen lopen in de miljoenen graden en zijn er op zijn zachtst gezegd dus extreem. En toch is het er nóg veel heter dan op het oppervlak van de zon.
De corona is ook de plek van heel wat dynamische verschijnselen. Denk aan de zonnewind of zonnestorm, een stroom van geladen energiedeeltjes waarvan we bij hevige uitbarstingen het effect tot op de aarde kunnen merken. En er zijn ook zogenoemde 'protuberansen', enorme stromen van plasma die omhoog schieten.
Heel wat van wat er gebeurt in de corona van de zon beïnvloedt het ruimteweer én sommige processen op aarde. Toch is er nog niet veel over geweten. De corona is alleen maar zichtbaar tijdens een totale zonsverduistering, en dan nog wordt het zicht vertroebeld door de atmosfeer van de aarde. Wetenschappers van het National Solar Observatory (NSO) in de Verenigde Staten zijn er dankzij een nieuwe techniek nu in geslaagd om structuren in de corona van de zon in het grootste detail vast te leggen. Het levert adembenemende foto's en filmpjes op.
Adaptieve optica
De wetenschappers maakten voor hun onderzoek gebruik van de Goode Solar Telescope (GST) van het Big Bear Solar Observatory in Californië. De techniek die ze toepasten? Een nieuw adaptief optisch systeem dat ze 'Cona' noemden en in de telescoop installeerden. Dat maakt het mogelijk om de vertroebeling door de aardse atmosfeer weg te filteren.
"De turbulentie in de lucht verslechtert de beelden van objecten in de ruimte die we door onze telescopen zien, zoals de zon. Adaptieve optica kan dat corrigeren," zegt professor Dirk Schmidt, die het onderzoek leidde. Mede-onderzoeker Nicolas Gorceix vergelijkt het met een sterk opgevoerde autofocus en optische beeldstabilisatie in de camera van je smartphone. "Alleen corrigeert het geen trillende handen, maar fouten of trillingen in de atmosfeer."
Hoewel adaptieve optica de laatste jaren volop gebruikt worden in de astronomie, was het tot nu toe erg moeilijk om in te zetten voor wie naar de rand van de zon wilde kijken. De wetenschappers hebben met Cona nu een systeem ontwikkeld met een voldoende sterke resolutie dat haarscherpe beelden van de corona mogelijk maakt.
Een plasmoïde, corona-regen en dansend plasma
Wat heeft al die technologie en wetenschap nu opgeleverd? Haarscherpe beelden van allerlei verschijnselen die zich afspelen in de corona van de zon, en die delen de wetenschappers maar wat graag met de buitenwereld. De foto's en video's zijn kunstmatig ingekleurd, gebaseerd op de kleur van waterstof-alfalicht van plasma. Een donkere kleur betekent helder licht.
Time-lapse Een opvallend filmpje is een time-lapse van een protuberans, een uitbarsting van een plasmastroom. Het beeld onthult de zeer fijne, snelle en turbulente interne wervelingen binnenin die plasmastroom.
Plasmoïde Een tweede filmpje toont de snelle vorming en ineenstorting van een soort 'plasmoïde', een zeer fijn gestructureerde plasmastroom die wat weg heeft van een slangetje. Volgens de wetenschappers is het waarschijnlijk de eerste keer dat een plasmoïde waargenomen is.
Corona-regen Fascinerend is het derde filmpje, waarin we 'corona-regen' zien. Dat is een fenomeen waarbij het hete plasma afkoelt, condenseert en terugvalt naar het oppervlak van de zon. Omdat het plasma elektrisch geladen is, volgt het magnetische veldlijnen. En die vormen enorme bogen en lussen. Daardoor valt corona-regen niet in een rechte lijn naar beneden.
Dansend plasma Een vierde filmpje toont de volgens de wetenschappers "dramatische" beweging van een protuberans die gevormd wordt door het magnetische veld van de zon. Hier zie je hoe plasma mee 'danst' met de magnetische golven.
"Een echte game-changer"
"Het is superspannend om een instrument te bouwen dat ons de zon toont zoals nooit tevoren. Op de beelden zie je meer details dan waarschijnlijk ooit iemand heeft gezien", zegt hoofdonderzoeker Dirk Schmidt. "Deze technologische vooruitgang is een echte game-changer."
Door hun nieuwe optische systeem hopen de wetenschappers meer te weten te komen over de geheimen van de corona. Waarom die zoveel warmer is dan de zon, bijvoorbeeld, of hoe zonnestormen of protuberansen hun ding doen.
In de toekomst willen ze hun optische systeem ook in grotere telescopen kunnen gebruiken, zoals de Daniel K. Inouye Solar Telescope op Hawaï. Dat is de krachtigste zonnetelescoop ter wereld en kan een nog nauwkeurigere blik op de zon werpen.
Meer lezen? Schmidt, D. et al.
