Waarom zijn er de laatste tijd zoveel zonnestormen?

Het is een dankbaar seizoen geweest voor het bekijken van het noorderlicht, en daar is een goede reden voor.

De grootste geomagnetische storm in twintig jaar veroorzaakte op 10 mei aurorae in Canada en de Verenigde Staten, en drie weken later verlichtte een kleinere coronale massa-ejectie (CME) de hemel van de noordelijke Verenigde Staten en delen van Canada opnieuw.

Verwacht wordt dat een nieuwe uitbarsting van zonnemateriaal die op 1 juni de zon verliet, deze week het magnetische veld van de aarde zal treffen, wat een geomagnetische storm en meer aurora borealis zal veroorzaken.

Volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) van de Amerikaanse regering zal de laatste storm de zwakste geomagnetische voorjaarsstorm tot nu toe zijn. Er wordt verwacht dat het een G1-storm zal zijn – het laagste intensiteitsniveau van vijf – terwijl de stormen op 31 en 10 mei respectievelijk werden geclassificeerd als G2- en G4-stormen.

Of je dit voorjaar wel of niet een glimp van het noorderlicht hebt kunnen opvangen, je vraagt ​​je waarschijnlijk af wat de relatie ervan is met de zon, en waarom dit de laatste tijd meer lijkt te gebeuren dan normaal.

De geboorte van een geomagnetische storm

Geomagnetische stormen komen voor in de magnetosfeer van de aarde – het gebied rond de aarde waar het dominante magnetische veld dat van de planeet is, en niet dat van de ruimte – en lekken in het magnetische veld.

De verschijnselen die geomagnetische stormen veroorzaken, beginnen echter ruim 151 miljoen kilometer verderop: op het oppervlak van de zon.

Explosies uit de meest actieve delen van het zonneoppervlak sturen soms magnetisch geladen materiaal de ruimte in in de vorm van een coronale uitstoot of een zonnevlam. De geomagnetische stormen op 10 en 31 mei, evenals de storm van deze week, worden allemaal veroorzaakt door CME-gebeurtenissen.

Het noorderlicht gloeit in de nachtelijke hemel boven het dorp Dellens, Zwitserland, begin zaterdag 11 mei 2024. (Laurent Gillieron/Keystone via AP)

Zowel CME's als zonnevlammen kunnen echter geomagnetische stormen veroorzaken, en wanneer moleculen van deze gebeurtenissen interageren met zuurstof en stikstof in de atmosfeer, helpen ze het noorder- en zuiderlicht te creëren.

Hoewel ze vergelijkbaar zijn, zijn er enkele belangrijke verschillen tussen zonnevlammen en CME's.

Het verschil tussen CME's en zonnevlammen

Volgens NASA zijn coronale massa-ejecties grote wolken van gemagnetiseerde deeltjes – ook bekend als zonneplasma – die tijdens zonne-explosies vanuit de magnetische velden van de zon de ruimte in worden gelanceerd. Zonnevlammen zijn energetische explosies van licht en straling veroorzaakt door het vrijkomen van magnetische energie aan het oppervlak van de zon.

“Je kunt aan explosies denken met behulp van kanonfysica”, legt NASA uit in een video over de verschillen tussen zonnevlammen en CME’s.

“De vuurpijl is vergelijkbaar met een snuitflits, die overal in de omgeving te zien is. Een coronale vuurpijl lijkt op een kanonskogel, in die zin dat hij in één voorkeursrichting naar voren wordt voortgestuwd, en deze massa die uit de loop wordt geworpen, heeft alleen invloed op het doelgebied .”

Zonnevlammen en CME's kunnen volgens de NASA onafhankelijk of samen voorkomen, en beide komen voor in de buurt van zonnevlekken, locaties op het oppervlak van de zon waar het magnetische veld het sterkst is.

Hoe gebruikelijk is het?

Volgens wetenschaps- en technologie-expert Dan Riskin van CTV News varieert de frequentie van CME's en uitbarstingen met de zonnecyclus. Nu naderen we de piek van die cyclus.

“De zon doorloopt cycli van elf jaar, waarbij hij elke elf jaar veel boert en grote coronale massa-uitstotingen uitzendt”, zei Riskin op 10 mei in een interview met CTV News. “Het is een tijdje niet erg actief, daarna wordt het elke elf jaar weer actief.”

NASA bewaakt doorgaans één CME per week bij minimum zonne-energie, en twee of drie per dag bij maximum zonne-energie. Zonnevlammen komen vaker voor en komen gemiddeld ongeveer één per dag voor bij een minimum aan zonne-energie. Tijdens het zonnemaximum kunnen dit er maximaal 20 per dag zijn.

Volgens het Space Weather Prediction Center van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) zou de zon in juli 2025 het zonnemaximum moeten bereiken.

Effecten op de grond

Omdat ze verschillende materialen bevatten en zich anders verplaatsen, hebben fakkels en CME's ook een andere invloed op de planeet. Zowel CME's als zonnevlammen hebben ook een verschillende intensiteit, en hun effecten op aarde zullen variëren afhankelijk van hoe intens ze zijn.

“De energie van de uitbarsting kan het gebied van de atmosfeer waar radiogolven doorheen reizen verstoren. Dit kan leiden tot degradatie en, in het ergste geval, tot tijdelijke onderbreking van navigatie- en communicatiesignalen”, legt NASA uit.

“Aan de andere kant kan een coronale uitstoot deeltjes naar de ruimte dichtbij de aarde transporteren. Een coronale uitstoot kan de magnetische velden van de aarde in beweging brengen, waardoor stromingen ontstaan ​​die deeltjes naar de polen van de aarde duwen.”

Magnetische veranderingen nabij de aarde kunnen hoogfrequente radiogolven beïnvloeden, waardoor radio's statische elektriciteit uitstralen. Ze kunnen er ook voor zorgen dat GPS-coördinaten meerdere meters afwijken en elektrische stromen veroorzaken in elektriciteitsnetten die elektrische systemen verder kunnen overbelasten wanneer energiebedrijven overrompeld worden.

Gelukkig zijn we volgens Riskin doorgaans goed voorbereid op geomagnetische stormen op aarde.

“Voor het grootste deel hebben we een redelijk goede infrastructuur om deze dingen te monitoren,” zei hij.

“Als er echter iets echt fundamenteel is, zijn we afhankelijker van energie- en communicatienetwerken, veel meer dan ooit in onze geschiedenis, wat de risico’s veel groter maakt.”