India's nieuwste Sun Mission-bevinding cruciaal voor de wereld

Wetenschappers in India hebben het "eerste significante resultaat" gemeld van Aditya-L1, de eerste zonneobservatiemissie van het land in de ruimte. De nieuwe inzichten, zeiden ze, kunnen helpen om elektriciteitsnetten en communicatiesatellieten uit de gevarenzone te houden de volgende keer dat zonneactiviteiten de infrastructuur op aarde en in de ruimte bedreigen.

Op 16 juli verzamelde het belangrijkste van de zeven wetenschappelijke instrumenten die Aditya-L1 bij zich draagt ​​– Visible Emission Line Coronagraph, of Velc – gegevens die wetenschappers hielpen het precieze tijdstip te schatten waarop een coronale massa-ejectie (CME) begon.

Het bestuderen van CME's – enorme vuurballen die uit de buitenste coronalaag van de zon blazen – is een van de belangrijkste wetenschappelijke doelstellingen van India's eerste zonnemissie.

"Een CME, die bestaat uit geladen deeltjes, kan tot een biljoen kilogram wegen en kan een snelheid van maximaal 3.000 km per seconde bereiken tijdens de reis. Hij kan in elke richting gaan, ook richting de aarde", zegt Prof R Ramesh van het Indian Institute of Astrophysics dat Velc heeft ontworpen.

"Stel je nu eens voor dat deze enorme vuurbal richting de aarde raast. Op zijn topsnelheid zou het ongeveer 15 uur duren om de afstand van 150 miljoen km aarde-zon af te leggen."

Prof Ramesh, Velc's Principal Investigator die een paper over deze CME heeft gepubliceerd in het prestigieuze Astrophysical Journal Letters, zei dat het ontstond aan de zijkant van de aarde.

"Maar binnen een half uur van zijn reis werd het afgebogen en ging het een andere kant op, achter de zon. Omdat het te ver weg was, had het geen invloed op het weer op aarde."

Maar zonnestormen, zonnevlammen en coronale massa-ejecties hebben regelmatig invloed op het weer op aarde. Ze hebben ook invloed op het ruimteweer waar bijna 7.800 satellieten, waaronder meer dan 50 uit India, gestationeerd zijn.

Volgens Space.com vormen ze zelden een directe bedreiging voor het menselijk leven, maar ze kunnen chaos veroorzaken op aarde door het magnetische veld van de aarde te verstoren.

Hun meest onschuldige impact is het veroorzaken van prachtige aurora's op plekken dicht bij de Noord- en Zuidpool. Een sterkere coronale massa-ejectie kan ervoor zorgen dat aurora's verschijnen aan de hemel verder weg, zoals in Londen of Frankrijk – zoals in mei en oktober.

Maar de impact is veel ernstiger in de ruimte, waar de geladen deeltjes van een coronale massa-ejectie ervoor kunnen zorgen dat alle elektronica op een satelliet defect raakt. Ze kunnen elektriciteitsnetten uitschakelen en weer- en communicatiesatellieten beïnvloeden.

"Tegenwoordig zijn onze levens volledig afhankelijk van communicatiesatellieten en CME's kunnen het internet, telefoonlijnen en radiocommunicatie laten struikelen", zegt prof. Ramesh. "Dat kan leiden tot absolute chaos."

De krachtigste zonnestorm in de geregistreerde geschiedenis vond plaats in 1859. Deze gebeurtenis, de Carrington Event, veroorzaakte intense poollichtshows en sloeg telegraaflijnen over de hele wereld uit.

Wetenschappers van NASA zeggen dat er in 2012 een even sterke storm op weg was naar de aarde en dat we "net zo gevaarlijk op het nippertje" waren. Ze zeggen dat een krachtige coronale massa-ejectie op 23 juli door de baan van de aarde scheurde, maar dat we "ongelooflijk veel geluk" hadden dat de stormwolk niet onze planeet raakte, maar het zonneobservatorium STEREO-A van NASA in de ruimte.

In 1989 legde een coronale massa-ejectie een deel van het elektriciteitsnet van Quebec negen uur lang lam, waardoor zes miljoen mensen zonder stroom zaten.

En op 4 november 2015 verstoorde zonneactiviteit de luchtverkeersleiding op Zweedse en enkele andere Europese luchthavens, wat urenlang leidde tot chaos in het verkeer.

Wetenschappers zeggen dat als we in staat om te zien wat er op de zon gebeurt en een zonnestorm of een coronale massa-ejectie in realtime te spotten en de baan ervan te observeren, kan het dienen als een waarschuwing om elektriciteitsnetten en satellieten uit te schakelen en ze uit de gevarenzone te houden.

Het Amerikaanse ruimtevaartagentschap Nasa, de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA), Japan en China houden de zon al tientallen jaren in de gaten via hun ruimtemissies op zonne-energie. Met Aditya-L1 - vernoemd naar de hindoeïstische god van de zon - sloot het Indiase ruimtevaartagentschap Isro zich eerder dit jaar aan bij die selecte groep.

Vanuit zijn uitkijkpunt in de ruimte kan Aditya-L1 de zon constant observeren, zelfs tijdens eclipsen en occultaties, en wetenschappelijke studies uitvoeren.

Prof Ramesh zegt dat wanneer we vanaf de aarde naar de zon kijken, we een oranje vuurbal zien die de fotosfeer is - het oppervlak van de zon of het helderste deel van de ster.

Alleen tijdens een totale eclips, wanneer de maan tussen de aarde en de zon passeert en de fotosfeer bedekt, kunnen we de zonnecorona zien, de buitenste laag van de zon.

De coronagraaf van India, zegt prof Ramesh, heeft een klein voordeel ten opzichte van de coronagraaf in het gezamenlijke Solar and Heliospheric Observatory van NASA en ESA.

"Die van ons is zo groot dat hij de rol van de maan kan nabootsen en de fotosfeer van de zon kunstmatig kan verbergen, waardoor Aditya-L1 24 uur per dag, 365 dagen per jaar een ononderbroken zicht op de corona heeft."

De coronagraaf op de missie van Nasa-ESA, zegt hij, is groter, wat betekent dat hij niet alleen de fotosfeer verbergt, maar ook delen van de corona - dus hij kan de oorsprong van een CME niet zien als deze in de verborgen regio ontstaat.

"Maar met Velc kunnen we nauwkeurig schatten wanneer een coronale massa-ejectie begint en in welke richting deze zich beweegt."

India heeft ook drie observatoria op de grond - in Kodaikanal, Gauribidanur in het zuiden en Udaipur in het noordwesten - om naar de zon te kijken. Dus als we hun bevindingen optellen bij die van Aditya-L1, kunnen we ons begrip van de zon enorm verbeteren, voegt hij toe.