Onze ontzagwekkende zon

Ga lekker zitten (met een bakje koffie of thee erbij), want hier komt een lap aan informatie over onze zon.

We weten het allemaal wel. Zonder onze zon is er geen leven mogelijk. Immers onze planten hebben zonlicht en warmte nodig om te groeien. Dieren en mensen eten planten, etc etc. Daarnaast maakt je lichaam -ook via zonlicht- endorfine aan en dat heeft weer een positief effect op ons immuunsysteem. Tevens geeft zonlicht ons een vitamine D stoot dat weer goed is voor onze botten. Spierpijn? Zonlicht en haar warmte werkt heel ontspannend op de spieren. Super toch?! Waarom nog verder praten dan? Nou, helaas is het niet allemaal koek en ei. Elk voordeel heeft zijn nadeel. Ook de zon kan ons flink wat problemen bezorgen. En daar gaan we het “even” over hebben.

1. Intro: enkele feiten en cijfers over de zon.

De zon

De Zon is een gele dwerg, een ster uit de middelgrote klasse. Ze is met een massa van zo'n 1,989 × 1030 kg (1989quadriljoen ton), dat is gelijk aan 332.946 maal de massa van de Aarde, verreweg het zwaarste object in ons zonnestelsel.. 

Afmetingen van de Zon

De Zon heeft een diameter van 1 392 684. Dit komt overeen met een diameter van 109 maal die van de Aarde. De Aarde past er meer dan een miljoen keer in. De straal van de Zon is bijna twee keer zo groot als de afstand tussen de Aarde en de Maan. De oppervlakte van de Zon bedraagt ruwweg 6,1 biljoen vierkante km. Dat is 12 500 maal zoveel als de oppervlakte van de aarde.
 

Structuur

De Zon is een bijna perfecte bol met een afplatting die geschat is op 0,000 008 77, hetgeen betekent dat de pooldiameter 11 km kleiner is dan de equatoriale diameter. De Zon is niet vast, maar in plasmatoestand, waardoor verschillende rotatiesnelheden mogelijk zijn: de rotatiesnelheid aan de evenaar is hoger dan aan de polen. De rotatie aan de evenaar is ongeveer 25 dagen en aan de polen 36 dagen. Gezien vanaf haar noordpool draait de Zon, net als de meeste objecten in het zonnestelsel, tegen de klok in. Doordat de Zon in dezelfde richting roteert als de Aarde, lijkt haar omwenteling gezien vanaf de Aarde drie dagen langer te duren.
 

 2. Wat zie je als je naar de zon kijkt (nooit met het blote oog!!)

Coronale gaten (Coronal hole):

Zijn donkere lege gebieden, waar het magnetisch veld zich tot in de ruimte uitstrekt, zodat het hete gas kan ontsnappen. Ze zijn zo donker, omdat er onvoldoende heet materiaal aanwezig is. Het magnetisch veld verschilt met de rest van de zon. Zonnewind en geladen deeltjes ontsnappen met een snelheid van 500 – 800 km/s uit de coronale gaten en kunnen op de aarde poollicht veroorzaken.

Zonnevlekken:

Zijn relatief donkere vlekken op het oppervlak van de Zon. Het oppervlak van de Zon vertoont periodiek donkere vlekken. De zonnevlekken hangen samen met relatief koelere plekken op de Zon. Deze relatieve afkoeling wordt veroorzaakt door sterke magneetvelden die de convectie van plasma bemoeilijken. Daardoor wordt de warmteaanvoer vanuit het binnenste van de zon tijdelijk verminderd. Na verloop van tijd verdwijnen de zonnevlekken weer. Meestal verschijnen zonnevlekken in paren, elk met een tegenovergestelde magnetische pool.
Het aantal zonnevlekken is een maat voor de activiteit van de Zon: hoe meer er te zien zijn, hoe actiever de Zon.
Een zonnevlek mag ten opzichte van de rest van de Zon een donkere plek zijn, in het midden is die nog altijd 5000 keer zo helder als de volle maan.
 
Zonnevlekken hebben een temperatuur die ongeveer 1000 tot 1500 graden lager ligt dan die van hun omgeving. Op de plaats van de vlekken heerst een sterk magneetveld. Bij zonnevlekkengroepen die zich op het noordelijk halfrond van de Zon bevinden, vertoont de eerste vlekkengroep een magnetische noordpool en de volgende een zuidpool. Bij de vlekkengroepen op het zuidelijk halfrond is dit juist andersom.
Er bestaan verschillende grootteklassen van zonnevlekken, die worden aangeduid met een letter van A tot J.


NASA

 

• Een vlek van het type A bestaat uit een paar poriën, die zich verder ontwikkelen, maar na korte tijd weer geheel kunnen zijn verdwijnen.
• Een B-vlek toont vele grotere zonnevlekkengroepen: ze bevat twee zwaartepunten of polen. In zulke tweepolige zonnevlekken komt het ene centrum met een magnetische noordpool overeen, het andere met een magnetische zuidpool.
• Bij een C-vlek is er nog weer iets bijzonders te zien: een van de twee hoofdvlekken heeft een zogenaamde hof, een niet helemaal donker veld, dat een gestreept patroon vertoont. Grote zonnevlekken hebben altijd een hof. De temperatuur in een vlekkenhof (penumbra) is aanzienlijk hoger dan die in de kern van de vlek. Het temperatuurverschil bedraagt soms meer dan 1000 graden.
• De uitgebreidste zonnevlekkengroepen die wij kennen, zijn van het type F. Ze omvatten vaak meer dan honderd zonnevlekken.
• De vlekken van type H en J zijn het langst zichtbaar, soms enkele maanden.

Zonnevlammen

NASA
Een zonnevlam is een explosie op het oppervlak van de zon, die ontstaat door het plotseling vrijkomen van de energie die wordt vastgehouden in de magnetische velden. Er ontstaat straling over het hele gebied van het elektromagnetische spectrum.
 
A & B-klasse zonnevlammen
De A & B-klasse zonnevlammen zijn de twee laagste klasse zonnevlammen en niet echt interessant. De achtergrond flux (hoeveelheid straling terwijl er geen zonnevlammen zijn) zal vaak in de B-klasse te vinden zijn tijdens het zonnemaximum en in de A-klasse tijdens zonneminimum.

C-klasse zonnevlammen
Dit zijn kleine zonnevlammen die weinig of bijna geen waarneembare effecten hebben hier op Aarde. Alleen C-klasse zonnevlammen die lang duren zouden mogelijks een Coronale Massa Uitstoot kunnen produceren maar deze zijn veelal zwak en langzaam. Bij aankomst op Aarde veroorzaken ze veelal geen significante geomagnetische verstoring.

M-klasse zonnevlammen
De middenmoot zijn de halfgrote zonnevlammen. Deze zorgen deze voor kleine radiostoringen aan de dagzijde van de Aarde. Kleine protonenstormen kunnen zich voordoen wanneer er een M-klasse zonnevlam plaatsvind. Enkel de zware en langdurige M-klasse zonnevlammen kunnen voor poollicht zorgen in Nederland en België.

https://www.youtube.com/watch?v=dVJvDh8Zvwg
 
X-klasse zonnevlammen
Deze zonnevlammen zijn de grootste en zwaarste. Deze uitbarsting heeft grote gevolgen op Aarde wanneer de zonnevlek centraal op de zonneschijf zoals een wereldwijde radiouitval (radio black-out), langdurende radiatiestormen en extreem poollicht. Ook satellieten kunnen hierdoor schade oplopen.
https://www.youtube.com/watch?v=qLK8wOC-90w

 Corona en waanzinnig hoge temperaturen 

De corona kan goed worden waargenomen tijdens volledige zonsverduisteringen. De grootte wisselt met de zonneactiviteit en ze kan zich bij de zonne-equator tot wel twee zonnediameters uitstrekken. Tijdens een zonnevlekkenmaximum strekken de stralen van de corona zich naar allerlei richtingen uit, tijdens een minimum alleen in een gebied rond de zonne-equator.
De temperatuurgradiënt in dit gebied is enorm groot. De temperatuur stijgt van 20 000 K (19726,85 graden celcius) tot enkele miljoenen kelvin binnen enkele honderden kilometers.De temperatuur van de corona varieert en kan oplopen tot 20 miljoen kelvin. 

Zonnetornado’s

Lange tijd was het onduidelijk waar dit verschil in temperatuur vandaan kwam. Echter, nu zijn onderzoekers erin geslaagd om dit te verklaren (onderzoek verscheen in het astroyphysical journal).



Op elk willekeurig moment bevinden zich zeker 11.000 enorme tornado’s op de zon. De tornado’s zijn zeker 1600 kilometer breed en draaien met een snelheid van meer dan 9500 kilometer per uur.

Energie

De tornado’s vervoeren de energie uit het energiereservoir onder het oppervlak van de zon naar de buitenste lagen van de atmosfeer. Die energie wordt vervoerd in de vorm van magnetische golven.

https://www.youtube.com/watch?v=QmmJP1-bfe4

Coronale massa-ejectie (CME’s)

Zo ontdekten ze op 25 september 2011 deze enorme tornado die net zo breed is als vijf aardes. “We zien met het Solar Dynamics Observatory roterend materiaal nabij protuberansen en in de leegtes in de corona van de zon,” zo schrijven de onderzoekers in een kort persberichtje. “Vaak vinden er nadat deze rotaties zijn geobserveerd grote coronale massa-ejecties plaats.”

NASA
De samenstelling van CME’s  is vooral protonen en elektronen, maar in veel mindere mate ook zwaardere elementen. CME’s die de ruimte in worden geslingerd kunnen de planeten in het zonnestelsel bereiken. Hier worden ze afgebogen door de magnetische velden van de planeet naar de polen. Als de geladen deeltjes de atmosfeer bereiken,  verstoort het magnetisch veld en licht de atmosfeer op. Dit verschijnsel is bekend als poollicht (meer over poollicht: (zie gevolgen voor de aarde punt A).
 

Zonneweer

De zonnewind is erg variabel (circa 400-700 km/s) en daarom wordt er gesproken van zonneweer, dat door satellieten wordt geobserveerd. De deeltjes van de zonnewind doen er een paar dagen over om de Aarde te bereiken. De tijdens erupties uitgezonden röntgenstraling en radiogolven bereiken de Aarde in 8 minuten.



Geladen deeltjes die na een aardegerichte cme, in volle snelheid op ons afkomen. Gedetecteerd door de soho satelliet, die zich op 143.000.000 km van de zon bevindt.
 
Als je dit geweld op je af ziet komen moet dat consequenties hebben.....

3. Gevolgen voor de aarde

A. Aurora borealis (poollicht)

De van de zon afkomstige deeltjes bevatten veel energie, die in de bovenste kilometers van de atmosfeer door botsingen wordt overgedragen op zuurstof- en stikstofatomen. Die energie komt uiteindelijk weer vrij en wordt op 80 tot 1000 kilometer hoogte uitgestraald in de vorm van het kleurrijke poollicht, ofwel aurora borealis.

Zie ook onze aurora gallery: http://www.onweer-online.nl/forum/topic/42132/aurora-galerij/
Via de Noaa website kan je volgen waar het noorder- en zuiderlicht te zien is. http://www.swpc.noaa.gov/products/aurora-3-day-forecast



Het is een prachtig verschijnsel, die soms ook in Nederland waarneembaar is.
Om erachter te komen of dat zo is kunnen er een tweetal instrumenten in de gaten worden gehouden:

• De magnetometer. Nadert de zwarte lijn -1000, dan is het noorderlicht mogelijk in Nederland
• 
• De KP-index, wanneer deze de 7 haalt, is er kans dat het poollicht bij ons te zien is
• 
• 

Zie ook: http://www.onweer-online.nl/forum/topic/43102/noorderlichtkansen-op-2-en-3-november-2015/

B. Stroomnetwerk/ Luchtvaart/ Ruimtevaart/ Radio- communicatiesystemen/ Satellieten 

Zonnestormen bestaan al zolang als de zon oud is. Onderzoekers hebben onderzoek gedaan in ijskernen in Groenland en Antarctica.
Daaruit blijkt dat de aarde in 774-775 n. chr en 993-994 is getroffen door enorme zonnestormen.
In een ander onderzoek zijn in boomringen toename’s aan radioatieve isotopen gevonden, die hiernaar terug te leiden zijn.

Echter, toen was er nog geen stroomvoorziening zoals we die vandaag de dag kennen.
Hierbij een paar voorbeelden:
 

28 aug- 2 sept 1859 Carrington event:

Aurora’s werden over heel de wereld waargenomen. In Europa en noord Amerika lagen de telegraafsystemen plat en soms kregen telegrafisten zelfs electrische schokken.
Op 23 juli 2012 was er een zonnestorm vergelijkbaar met de "Carrington event". Deze mistte de aarde.
Als zo’n gebeurtenis vandaag de dag zou gebeuren, zou het de VS alleen al tussen de $0,6 – 2,6 triljoen kosten.
 

9 maart 1989 Quebec Canada:

Canada quebec wordt getroffen door een grote stroomstoring. Oorzaak een x 1.5 klasse zonnevlam met cme die op 6 maart richting aarde schoot. Aurora’s waren te zien tot in texas en florida. Het was de tweede massale black-out in 11 maanden. De stroomstoring duurde 9 uur.

14 juli 2000, Bastille day event:

Een X5.7 klasse zonnevlam trof de aarde. Op Zijn hoogtepunt zorgde dat voor een G5 storm (op een schaal van 1 – 5). Zelfs Voyager 1 en 2 detecteerden deze storm.

Halloween 2003:

In Zweden viel de elektriciteit uit en bijna alle navigatiesystemen in vliegtuigen hielden het voor gezien. Sommigen liepen schade op. Daarbij moesten de vliegtuigen lager gaan vliegen, daar het op grotere hoogte te gevaarlijk was.


Satellieten en communicatiesystemen gaven problemen. De SOHO satelliet crashte en de Ace satelliet was beschadigd. Astronauten moesten een veilige plaats zoeken, waar ze beter beschermd waren tegen de zonnestorm.

C. Aardbevingen

Of er aardbevingen ontstaan door zonne-activiteit, daarover is nogal een verschil van mening. Laten we beide kanten maar even bekijken.

In 2013 kwam USGS met het bericht dat wetenschappers data vergeleken hadden van de zon's interactie met de aarde; kijkende naar zonnevlekken/- wind/- stormen. Ze vergeleken dit met de datalijst van de aardbevingen. Hun conclusie: Ze vonden geen patroon.
De studie werd gepresenteerd in Geophysical Research letters, opgesteld door Jeffrey Love van de USGS en Jeremy Thomas van de Northwest research associates. Hun hele rapport is hier http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/grl.50211/full terug te lezen. Ook zij benoemen de mensen die wel een verband zien, maar schuiven dit af als "speculatieve theoriën".
Bovenstaande was een samenwerking van:

• USGS; Datalijst aardbevingen
• NOAA; Zonnevlekdata
• NASA; Zonnewind data
• British Geological Survey en Geoscience Australia; Geomagnetische data.

USGS houdt het open dat er wellicht in de toekomst een ontdekking komt, waardoor ze hun mening moeten herzien, maar willen dan wel bewijzen hiervoor hebben. http://www.usgs.gov/blogs/features/usgs_top_story/does-solar-activity-cause-earthquakes/

Zoals ik al aangaf, komen er ook steeds meer mensen/ wetenschappers die het tegendeel beweren. Hier een paar voorbeelden.

Er is een heuse "quakewatch" (http://quakewatch.net/). Deze richt zich op aardbevingen ontstaan door allerlei oorzaken, van zonne- activiteit tot vulkanisme alsook uiteraard de tektonische platen en hun bewegingen. Zij baseren hun gegevens op de OLR (outgoing longwave radiation). Deze komen weer van de Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), een instrument aan boord van NOAA polar orbiting spacecraft https://www.ncdc.noaa.gov/teleconnections/enso/indicators/olr/. 


http://www.esrl.noaa.gov/psd/map/images/olr/olr.anom.gif
 

Bovenstaande kaart (OLR): men kan niet de energie die uit de ruimte op de aarde komt monitoren, maar wel zien wat de veranderingen in de omgeving zijn. Voorbeeld: Door positieve ionen vluchten dieren al, voordat een aardbeving plaatsvindt; is er een verandering in wolkstructuur en dit zijn dingen die terug te vinden zijn in de gegevens van de OLR.

Een ander patroon dat ze in de gaten houden is het weer op aarde. Als ze zien dat de energie in de magnetosfeer (magnetische stormen) of in de atmosfeer (tropische stormen) zit, dan is het waarschijnlijk dat de seismische activiteit verminderd is. Ze gebruiken hiervoor de Kp- index en de earth wind map.



http://earth.nullschool.net/

De zonnewind telemetrie wordt eveneens in de gaten gehouden (blauw lijn). Daarop is te zien of het ruimteweer afkostig van CME's en zonnewinden afkomstig van coronale gaten hun impact hebben op de aarde.


Doorgaande op coronale gaten en aardbevingen; hier voorbeelden.
 
SDO
May 30th, 2015 – Strong coronal holes on the north and south directly faced earth, and a moderately powerful trans-equatorial coronal hole had faced earth the day before. M8.5 in Japan

SDO
April 25, 2015 – A strong coronal hole directly faced earth on the south, and a trans-equatorial opening entered the earth-facing 1/4 of the sun.
M7.8 in Nepal

SDO
June 23, 2014 – Large, moderately powerful coronal holes were on the north and south, with a powerful trans-equatorial opening beginning to directly face earth.M7.9 in Alaska


SDO
April 2, 2014 – A strong coronal hole appeared on the north, moderately powerful openings are seen on the south and having just departed the earth-facing 1/4 in a trans-equatorial position.M8.2 in Chile

SDO
March 11, 2011 – A monstrous trans-equatorial coronal hole covered the polar opening to northern latitudes. Perhaps the most amazing coronal hole ever witness by the SDO satellite.M9.0 in Japan

Meer voorbeelden zie: http://quakewatch.net/coronal-holes-and-earthquakes/

Er zijn nog veel meer voorbeelden te vinden van voor en tegenstanders betreffende dit punt.
Ik laat eenieder zijn eigen conclusies trekken omtrent dit punt.

4. Er wordt veel gemonitord

Je ziet dat er wel degelijk flinke gevolgen kunnen zijn. Echter, ook dit kan in de gaten gehouden worden, zodat er tijdig ingegrepen kan worden indien nodig. Denk aan het beschermen van het stroomnetwerk en het tijdig waarschuwen van hen die dat op dat moment het hardste nodig hebben. Denk aan astronauten en vliegverkeer etc.

Een instrument dat hiervoor gebruikt wordt (waar blackouts kunnen voorkomen):



Een ander instrument is de ACE- satelliet.


Ace staat 1.500.000 km van de aarde af en geeft ons dus tijd om maatregelen te nemen. Hij meet de snelheid, dichtheid en temperatuur van de deeltjes.

Ook wsa- enlill is een voorspelling (3 dagen) of, welke en hoe groot de impact op aarde wordt.


Onderstaande houdt de magnetopauze en de satellieten in de gaten:


 

5. Tot slot

De zon is een machtig hemellichaam, al is ze onder haar soort maar een "kleintje".
In het volgende filmpje zie je de afmetingen van onze zon in vergelijking met zonnen van een monsterformaat:



Zoals voor zovele dingen geldt in de kosmos: iets kan heel erg mooi zijn, maar oh zo machtig en gevaarlijk.
Maar ook de mensheid heeft niet stil gestaan en ons voorzien van de nodige tools om de nukken en grillen van onze ster in de gaten te houden en te handelen indien nodig om ons te beschermen.
Ook al is niet iedereen het met elkaar eens over het hoe en waarom, over een ding is men het wel eens. Je kunt niets anders dan ontzag hebben voor "onze" ster DE ZON.

Ik zou nog veel meer hierover kunnen opschrijven, maar dan wordt het echt een boekwerk....Daarbij denk ik dat het kopje koffie, zoals ik in het begin suggereerde erbij te pakken, inmiddels wel op is. Ik hoop in ieder geval een beeld te hebben kunnen geven, waarom de zon dagelijks in de gaten gehouden wordt.

Onweer-Online.nl/Joyce 

Bronvermelding:

http://www.onweer-online.nl/forum/topic/42287/uitbarstingen-van-de-zon-en-impact-op-de-aarde/
www.wikipedia.org
http://www.swpc.noaa.gov
http://spaceweathernews.com/
http://quakewatch.net/
http://www.suspicious0bservers.org/
http://sdo.gsfc.nasa.gov/
http://www.solarham.net/
http://www.spaceweather.com/
http://www.onweer-online.nl/forum/topic/42132/aurora-galerij/
http://www.aia.imsal.com
http://www.usgs.gov
http://www.nature.com
http://onlinelibrary.wiley.com
http://earth.nullschool.net
http://ncdc.noaa.gov | Gewijzigd: 1 februari 2017, 12:24 uur, door Joyce.s