Zonnestorm is zo krachtig als 10 miljard atoombommen
Op 1 september 1859 was de Britse amateurastronoom Richard Carrington de eerste getuige van de grootste zonnestorm in nieuwere tijd. Vanuit zijn privé-observatorium zag hij een aantal witte vlekken op het oppervlak van de zon exploderen.
Op dat moment had hij geen idee dat deze bijzondere gebeurtenis een bui van elektrisch geladen deeltjes, plasma, naar de aarde had gestuurd met een energie als van 10 miljard ontplofte atoombommen.
17 uur later, op 2 september 1859, baadde de nacht in het poollicht, dankzij een gigantische zonnestorm. In de VS en Europa vlogen telegrafen in brand als gevolg van de magnetische storingen.
Voor de meest godvruchtige aardbewoners leed het geen twijfel: de ondergang was nabij. Maar gelukkig was dat niet het geval.
Nog geen dag nadat Richard Carrington de enorme zonnestorm had zien ontstaan, was deze gaan liggen en was de aarde weer zichzelf.
Video: Bekijk een zonnestorm van dichtbij
Op 31 augustus 2012 legde de SDO-satelliet (Solar Dynamics Observatory) van NASA het ontstaan van een zonnestorm op onze dichtstbijzijnde ster vast. De uitbarsting duurde een uur of drie, en is in de video bekort.
Magnetisch veld beschermt ons tegen zonnestormen
Toen Richard Carrington zijn waarnemingen optekende, had hij geen idee wat die felle witte vlekken waren. Nu weten we dat het zware explosies in het bovenste deel van de atmosfeer van de zon zijn, zonnevlammen of coronale massa-ejecties geheten.
De zon volgt normaal gesproken een cyclus van 11 jaar, waarbij er steeds meer zonnevlekken zijn naarmate de cyclus zijn climax nadert. Zonnevlekken zijn actieve gebieden met krachtige en instabiele magnetische velden, die tot sterke zonnevlammen kunnen leiden als de magnetische energie vrijkomt.
De zonnevlammen sturen gigantische plasmawolken van energierijke, geladen zonnedeeltjes – vooral elektronen en protonen – weg vanaf het oppervlak van de zon. Deze massieve energieontladingen noemen we een zonnestorm.
Slechts een tiende van alle zonnestormen botst met het aardmagnetisch veld. En als een zonnestorm een doodenkele keer bij ons in de buurt komt, beschermt dit aardmagnetisch veld ons meestal wel tegen de hevige straling.
Maar als de zonnestorm zeer krachtig is, kan hij het aardmagnetisch veld zozeer samenpersen dat de zonnedeeltjes in de atmosfeer van de aarde kunnen belanden.
Zo kan een zonnestorm de aarde treffen
1. Zonnevlam geeft enorme lading energie af
Bij een zonnevlam worden gloeiend hete plasmawolken vol elektrisch geladen zonnedeeltjes richting aarde geslingerd.
Normaal doet een zonnestorm er drie à vier dagen over om de aarde te bereiken.
2. Zonnestorm treft het magnetisch veld
Als de zonnestorm botst met het aardmagnetisch veld, perst hij dit veld samen. Daardoor kunnen de zonnedeeltjes in de atmosfeer binnendringen, vooral boven de polen, doordat het magnetisch veld de deeltjes in die richting afbuigt.
3. Zonnestorm brengt kortsluiting
Een krachtige zonnestorm kan leiden tot magnetische storingen op aarde en kortsluiting in het elektriciteits- en telefoonnet.
Satellieten kunnen ook in brand vliegen, want die zijn niet bestand tegen de hoogenergetische protonen en elektronen.
Zonnestorm verduisterde Canada urenlang
Wordt de aarde getroffen door net zo’n krachtige zonnestorm als in 1859, dan zal de energieontlading niet alleen een kleurrijk schouwspel aan de hemel bieden. Volgens een rapport van NASA zal een zonnestorm van dat kaliber ons ‘op slag terugbrengen naar de 18e eeuw’ en voor meer dan 2 biljoen dollar schade aanrichten.
Als de zonnestorm de dampkring in komt, kunnen het elektriciteitsnet en de stroomvoorziening namelijk overbelast raken, en die houden onze hightech infrastructuur in stand.
De zonnedeeltjes creëren elektromagnetische velden, die stroom in elektriciteitskabels opwekken en het elektriciteitsnet overbelasten met ladingen stroom. En als het elektriciteitsnet het begeeft, valt elektronische apparatuur (zoals MRI-scanners en beademingsapparatuur) in ziekenhuizen, fabrieken en woningen uit. De verkeerssignalering werkt niet meer en treinen stoppen op de rails.
In de nabije toekomst zal een gigantische zonnestorm de aarde treffen, net zoals in 1859 is gebeurd. En dan barst de hel los. Michio Kaku, Amerikaanse theoretisch-natuurkundige
Deze blackout maakte Canada mee op 13 maart 1989, toen een zonnestorm door het aardmagnetisch veld brak en het elektriciteitsnet in de stad Québec verwoestte, waarna 6 miljoen Canadezen urenlang zonder stroom zaten.
En een gigantische zonnestorm treft niet alleen de aarde, maar ook de vele satellieten die om de aarde draaien en van alles leveren – van tv-signalen, telefonie en gps-navigatie tot en met belangrijke gegevens over het weer en het milieu.
Valt een zonnestorm te voorspellen?
Vandaag de dag kunnen we gelukkig de juiste maatregelen nemen voor als een zonnestorm de aarde treft.
Sinds 1996 bewaken de ruimtesondes Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) en Advanced Composition Explorer (ACE) het zonneoppervlak om onder meer elektriciteitsmaatschappijen te kunnen waarschuwen als er een potentieel gevaarlijke zonnestorm op ons afkomt. Zo’n waarschuwingssysteem maakt het mogelijk om satellieten en delen van het elektriciteitsnet uit te schakelen voordat de zonnestorm hier aankomt.
In 2012 registreerden de sondes een krachtige zonnestorm die langs de aarde scheerde. Had deze slechts een week eerder plaatsgevonden, dan was het volgens NASA ‘de grootste zonnestorm sinds de Carringtongebeurtenis in 1859’ geweest.
Volgens de Amerikaanse theoretisch-natuurkundige Michio Kaku is het echter slechts een kwestie van tijd voordat een zonnestorm van dat kaliber de aarde treft.
Zoals hij in 2019 tegen de Britse krant Express zei: ‘De ruimte is uiteraard gigantisch, maar op een dag in de nabije toekomst zal een gigantische zonnestorm de aarde treffen, net zoals in 1859 is gebeurd. En dan barst de hel los.’
Vier feiten over zonnestormen
Omvang
Zonnevlekken, die de komst van zonnevlammen aankondigen, zijn ongeveer zo groot als de aarde, maar hun diameter kan variëren van 4000 tot 50.000 kilometer
Snelheid
Als een zonnestorm de 150 miljoen kilometer van de zon naar de aarde heeft afgelegd, heeft hij een snelheid van circa 400 km/s.
Risico
De zon volgt gewoonlijk een 11-jarige cyclus, waarbij er naar het hoogtepunt van de cyclus toe steeds meer zonnevlekken voorkomen. In die fase is de activiteit op het zonneoppervlak het hoogst en het risico op zonnestormen het grootst. Het hoogtepunt van de vorige cyclus was in 2012.
Temperatuur
De enorme explosies veroorzaken zonnevlammen die groter zijn dan de aarde en een temperatuur hebben van zo’n 100 miljoen graden (Kelvin
Kracht
Een onderzoek uit 2016 laat zien dat de zon waarschijnlijk zonnestormen kan voortbrengen die 10.000 keer zo krachtig zijn als die in 1859. Deze zogeheten superflares treden volgens de onderzoekers om de duizend jaar op.