De Europese Solar Orbiter heeft cruciale gegevens geleverd die antwoord geven op de vraag waar de energie vandaan komt die de zonnewind verhit en versnelt. In samenwerking met de Parker Solar Probe van NASA heeft de Solar Orbiter laten zien dat de energie die nodig is om deze uitstroom van deeltjes aan te drijven afkomstig is van sterke fluctuaties in het magnetische veld van de zon (Science). De zonnewind is een constante stroom van geladen deeltjes die uit de corona – de buitenste atmosfeer van de zon – ontsnapt. Het is de botsing van de zonnewind met de atmosfeer van onze planeet die het kleurrijke poollicht aan onze hemel veroorzaakt. De zogeheten snelle zonnewind beweegt met snelheden van meer dan 1,8 miljoen kilometer per uur, maar vreemd genoeg verlaat deze wind de corona met lagere snelheden. Er moet dus iets zijn dat hem versnelt. Maar wat? De gegevens van de Solar Orbiter en de Parker Solar Probe leveren het doorslaggevend bewijs dat het antwoord ligt bij omvangrijke oscillaties in het magnetische veld van de zon die Alfvén-golven worden genoemd – iets dat overigens al langer werd vermoed. In een gewoon gas, zoals de atmosfeer van de aarde, zijn geluidsgolven de enige golven die kunnen worden overgedragen. Wanneer gas echter wordt verhit tot extreme temperaturen, zoals in de atmosfeer van de zon, komt het in een geëlektrificeerde toestand die plasma wordt genoemd en is het gevoelig voor magnetische velden. Hierdoor kunnen er Alfvéngolven ontstaan. Deze golven slaan energie op en kunnen die efficiënt door een plasma transporteren. Bij een normaal gas komt de opgeslagen energie tot uiting als dichtheid, temperatuur en snelheid. Bij een plasma komt daar nog een magnetische component bij. Solar Orbiter en Parker bevatten allerlei instrumenten om de eigenschappen van het zonneplasma te meten, waaronder het magnetische veld. Hoewel de beide ruimtesondes op verschillende afstanden van de zon en compleet andere banen doorlopen, kruisten ze in februari 2022 toevallig dezelfde stroom deeltjes van de zonnewind. Parker, op ongeveer 9 miljoen kilometer van de zon aan de buitenste begrenzing van de corona, passeerde de stroom als eerste. Solar Orbiter, op 89 miljoen kilometer, doorkruiste deze een dag of twee later. Een onderzoeksteam heeft deze toevallige gebeurtenis benut om verschillende eigenschappen van het plasma op de beide locaties gemeten, waaronder ook de daarin opgeslagen magnetische energie. Daarbij ontdekten ze dat op de plek waar Parker zijn metingen deed ongeveer tien procent van de totale energie in het magnetische veld was opgeslagen. Bij Solar Orbiter was dit al afgenomen tot slechts één procent, maar was het plasma sterker versneld en minder snel afgekoeld dan verwacht. Daaruit concludeert het team dat de verloren magnetische energie verantwoordelijk was voor de versnelling van de zonnewind, en de afkoeling van het plasma vertraagde door dit nog wat op te warmen. (EE) (Image credit: ESA & NASA/Solar Orbiter/EUI & Metis Teams and D. Telloni et al.)
