#zonnewind

Van Pluto, de ijzige dwergplaneet in de koude buitenregionen van het zonnestelsel, heeft men röntgenstraling gedetecteerd. Zoiets verwacht je niet van zo’n koud object zonder magnetisch veld, daar komt meer zichtbare straling en infraroodstraling van af, zou je zo denken. Maar niets is minder waar, Pluto straalt ook röntgenstraling uit. Niet veel, de Amerikaanse Chandra röntgensatelliet heeft zeven ‘zachte’ röntgenstralen tussen 0,3 en 0,6 KeV gedetecteerd, gedurende vier waarneemperiodes tussen februari 2014 en augustus 2015. Een deel van de röntgenstraling schijnt te ontstaan door de interactie tussen de zonnewind en de ijle, maar stabiele atmosfeer van Pluto. Hoe de rest van de straling ontstaat is nog een raadsel. Hier het vakartikel over de waarneming. Bron: Koberlein + Chandra.

Vanwege de geringe omvang van de dwergplaneet, dachten wetenschappers dat de zwaartekracht van Pluto onvoldoende zou zijn om zware ionen in z’n dampkring vast te houden (bij planeten zoals de aarde zorgen die ionen ervoor dat de zonnewind plotseling wordt afgeremd). Uit de gegevens van New Horizons is echter duidelijk gebleken dat de zwaartekracht van Pluto meer dan voldoende is om een “ionenschild” op te werpen, waardoor de zonnewind wordt afgeremd (maar niet zo plotseling als bij de grote planeten). Verder is gebleken dat Pluto een lange ionenstaart heeft, die zich uitstrekt vanaf de “windstille” zijde van Pluto tot een afstand van 100 Plutostralen (120.000 km).

Bron: American Geophysical Union

<!-- if(wpa2a)wpa2a.script_load(); //-->

De zonnewind – de stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon de ruimte in wordt geblazen – is in de buitendelen van het zonnestelsel veel kalmer dan dichter bij de zon. Dat blijkt uit metingen die tussen 2012 en 2015 zijn verricht door het SWAP-instrument (Solar Wind Around Pluto) aan boord van de Amerikaanse planeetverkenner New Horizons, die in juli 2015 op kleine afstand langs de dwergplaneet Pluto vloog.

De zonnewind bestaat uit verschillende componenten, met verschillende snelheden. In de binnendelen van het zonnestelsel vindt een ingewikkelde wisselwerking plaats tussen de snelle en de trage zonnewind, en wordt de zonnewind ook in belangrijke mate beïnvloed door uitbarstingen op het zonsoppervlak. Daardoor ontstaat een ingewikkelde structuur, met onder andere schokgolven en verdichtingen die in de omgeving van de aarde kunnen leiden tot geomagnetische stormen, verhevigd poollicht en storingen in satellietsystemen, radioverbindingen en elektriciteitscentrales.

SWAP heeft in de buitendelen van het zonnestelsel echter een zeer kalme, vrijwel structuurloze zonnewind gemeten. Op zich niet zo verwonderlijk, aangezien je verwacht dat snelheids- en dichtheidsverschillen afnemen naarmate de zonnewind zich verder van de zon verwijdert.

Het New Horizons-instrument was operationeel in de periode dat de overige apparatuur aan boord was uitgeschakeld tijdens de lange oversteek naar Pluto. SWAP heeft ook atomen gedetecteerd die afkomstig zijn uit de interstellaire ruimte, vervolgens geïoniseerd raakten (ionisatie is het proces waarbij een neutraal atoom één of meer elektronen verliest), en daarna werden ‘opgepikt’ door de zonnewind.

Bron: Astronomie.nl

<!-- if(wpa2a)wpa2a.script_load(); //-->

Een impressie van de uitstoot van gas uit de atmosfeer van Mars door de zonnewind.

Metingen met NASA’s Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) missie, de sonde die sinds september 2014 in een baan om Mars draait, laten zien dat Mars ongeveer vier miljard jaar geleden het grootste deel is kwijtgeraakt door de zonnewind, de continue stroom van geladen deeltjes van de zon. Meer dan vier miljard jaar geleden had Mars een atmosfeer en was het er warm en vochtig, maar door de zonnewind, die toen veel krachtiger was dan heden ten dage, werden deeltjes in de hogere lagen van de atmosfeer gestript en verdwenen ze de ruimte in. Uit de metingen met MAVEN blijkt dat Mars door de zonnewind zo’n 100 gram per seconde aan gas verliest. Dat lijkt niet veel, maar als je het over miljoenen jaren neemt is het toch een grote hoeveelheid. De jonge zon moet zeer krachtige zonnestormen hebben meegemaakt en die hebben er voor gezorgd dat Mars ‘gestript’ werd van het grootste deel van z’n atmosfeer.

De door MAVEN gemeten uitstoot van ionen in de atmosfeer van Mars

Nu heeft Mars nog maar een ijle atmosfeer, die volgens recente metingen met de Curiosity Marsrover ook nog eens zure mist bevat. In maart dit jaar vonden er ook enkele uitbarstingen op de zon plaats, die volgens de metingen met MAVEN direct leidde tot een grotere gasuitstoot bij Mars, welke in de vorm van een boeggolf rondom Mars zichtbaar was. Bij de aarde kunnen de deeltjes van de zonnewind – met name protonen en elektronen – ook deeltjes uit de atmosfeer stoten, maar die komen vervolgens via het aardmagnetisch veld weer terug in de atmosfeer. Mars heeft geen sterk magnetisch veld en daardoor verdwijnen die deeltjes de ruimte in, een zwak oplichtend schijnsel aan de nachthemel met zich meebrengend, een schijnsel dat alleen zichtbaar is op ultraviolette golflengten. Hieronder een video met een impressie van het strippen van de atmosfeer van Mars door de zonnewind.

Bron: NASA.

De voorplanting van een ‘explosiegolf’ op de zon, waargenomen in ultraviolet licht.

Waarnemingen die verricht zijn door de twee Amerikaanse STEREO-zonnesondes hebben nieuwe inzichten opgeleverd in verschijnselen op de zon. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in The Astrophysical Journal.

Samen met de ACE-ruimtesonde heeft STEREO-A ‘explosiegolven’ op de zon ontdekt – een compleet nieuw type uitbarsting, waarbij gas de ruimte in wordt geslingerd dat rijk is aan helium-3, een lichte isotoop van het edelgas helium. De waarnemingen werden begin 2010 gedaan op extreem-ultraviolette golflengten. De blast waves strekken zich uit over gebieden van uiteindelijk wel een half miljoen kilometer groot, en planten zich voort met een snelheid van ca. 300 kilometer per seconde. Ze lijken niet gerelateerd te zijn aan andere bekende typen zonsuitbarstingen, zoals coronale massa-ejecties (CME’s) of röntgenvlammen.

STEREO-waarnemingen aan de staart van komeet Encke (verricht in 2007) hebben informatie opgeleverd over de zonnewind – de stroom van elektrisch geladen deeltjes die door de zon de ruimte in wordt geblazen. Door de bewegingen van gasconcentraties in de komeetstaart nauwkeurig te volgen, konden de onderzoekers afleiden dat de zonnewind zeer turbulent is en bovendien krachtige ‘windvlagen’ vertoont. Mogelijk vormt de grote mate van turbulentie van de zonnewind een verklaring voor de onverwacht hoge temperatuur van de zonnewinddeeltjes, zoals die in de omgeving van de aarde is gemeten.

Bron: Astronomie.nl