In 1859 trof de grootste zonnestorm in de recente geschiedenis de aarde.
Een etmaal lang werden we getroffen door stromen zonnedeeltjes, waardoor telegraafsystemen over de hele wereld kortsluiting maakten en er tot in het Caribisch gebied noorderlicht werd waargenomen.
Stel je voor dat een kosmische stralingsstorm die 80 keer zo groot is en jaren duurt onze planeet nu treft. Die kan vrijwel al onze satellieten, internetverbindingen en elektrische infrastructuur platleggen.
Dit wordt een Miyake-gebeurtenis genoemd. Zo’n grote storm komt ongeveer om de 1000 jaar voor, en binnen tien jaar zou het weer zover kunnen zijn.
Dat blijkt uit een onderzoek van de universiteit van Queensland in Australië naar radioactieve isotopen in jaarringen, gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the Royal Society A.
Onthullende jaarringen
Miyake-gebeurtenissen zijn genoemd naar de natuurkundige Fusa Miyake, die in 2012 verborgen astrofysische gegevens vond in de ringen van cederbomen: een hoge concentratie radioactieve isotopen in de vorm van koolstof-14. Daaruit bleek dat de aarde in 774 n.Chr. was getroffen door een gigantische stralingsstorm.
Radioactieve isotopen in jaarringen kunnen iets zeggen over het verleden. Elke ring representeert een jaar, en de buitenste ringen zijn het nieuwst.
Als hoogenergetische deeltjes stikstofatomen hoog in de atmosfeer raken, ontstaat er radioactief koolstof-14, de langstlevende vorm van koolstof.
Dit komt vaak terecht in de koolstofkringloop van planten. Daardoor bevatten oude boomringen koolstof-14, wat iets kan zeggen over stralingsgebeurtenissen in het verleden.
Ook in 993 n.Chr. en in 660, 5259, 5410 en 7176 v.Chr. vonden Miyake-gebeurtenissen plaats.
Men dacht dat ze worden veroorzaakt door uitbarstingen op de zon, maar het nieuwe onderzoek trekt die theorie in twijfel.
Illustratie van zonnewinden die het aardmagnetisch veld raken. Kosmische straling treft de aarde ook, soms zo hevig dat onze satellieten, netwerken en elektriciteit worden platgelegd.
Ontstaan van stormen is mysterie
De onderzoekers bekeken alle beschikbare jaarringgegevens. Op basis van koolstofintensiteit, tijd en duur zochten ze naar gebeurtenissen die overeenkwamen met een Miyake-gebeurtenis.
Ze waren verrast dat de eerder gevonden Miyake-gebeurtenissen niet samenvielen met zogeheten zonnemaxima, als de zon de meeste energie uitstraalt.
Uit ander onderzoek bleek zelfs dat hoge zonneactiviteit de zonnewind versterkt, die de aarde helpt beschermen tegen kosmische straling.
De onderzoekers van de nieuwe studie vermoeden dat kosmische straling van buiten ons zonnestelsel haar weg naar de aarde heeft gevonden in perioden waarin de zon vrijwel geen zonnevlekken of zonnevlammen heeft die ons beschermen tegen straling van buitenaf – zonneminima.
Het kan ook dat Miyake-gebeurtenissen niets met de zon te maken hebben, maar worden veroorzaakt door supernova’s of andere kosmische gebeurtenissen, zoals sterk magnetische neutronensterren.
Hoewel de onderzoekers niet definitief kunnen zeggen wat de oorzaak is van Miyake-gebeurtenissen, ontdekten ze wel dat tenminste één Miyake-gebeurtenis meer dan een jaar duurde. En er zijn aanwijzingen dat sommige nog langer aanhielden.
Dit betekent dat ons mogelijk een kosmische stralingsstorm te wachten staat die meerdere jaren kan duren.
Bovendien is er een kans van 1 procent dat een Miyake-storm de aarde binnen tien jaar treft.
Dat kan catastrofaal uitpakken in een wereld die zo afhankelijk is van elektriciteit. Daarom moeten we bestuderen hoe de kosmische stralingsstormen ontstaan, zodat we ons erop kunnen voorbereiden, concluderen de onderzoekers.