Waarom de zon zijn vlekken verloor (en hij ze nu weer terugkrijgt)

Sinds dit voorjaar is de Utrechtse zonnefysicus Frans Snik er wel weer gerust op dat het wel weer goedkomt met de zon. Jarenlang knokte hij voor zijn S5T-project, een speciaal soort telescoop dat zwakke magneetvelden aan de polen van de zon kan zien. Vooral in samenhang met een aantal andere projecten die de magneetvelden in zonnevlekken aan de evenaar van de ster vastleggen, deels ook vanuit satellieten, moet dat een weelde aan nieuwe gegevens over het gedrag van de zon opleveren. En wie weet wel veel meer inzicht, bijvoorbeeld in de reden dat de zon doorgaans een elfjarige zonnevlekcyclus kent.


Maar dan moet er wel zo'n cyclus zíjn. En dát was de laatste jaren een probleem. Na het aflopen van cyclus nummer 22 bleef de zonneschijf tussen 2008 en 2010 goeddeels leeg, tot groeiende verbazing van de sterrenkundigen. Eerste heette cyclus 23 vreemd, toen een anomalie en uiteindelijk bizar.


De laatste maanden leek er al iets van een kentering zichtbaar te worden. En op Valentijnsdag, 14 februari, was er die stevige explosie op de zon die aangaf dat de ster het nog in zich had. De mediahype eromheen, over verstoring van de aardse elektronica, was overdreven. Maar, zegt Snik, 'inmiddels zijn er stevige zonnevlekcomplexen op de zon, die laten zien dat de volgende cyclus echt is begonnen.'


Wat mooi uitkomt. Zijn S5T-telescoop is inmiddels in Tuscon, Arizona, waar hij getest is en binnen enkele maanden gemonteerd zal worden op een van de zonnetelescopen op het befaamde Kitt Peak-observatorium. Als alles goed gaat zal het apparaat op heldere dagen eenmaal daags waarnemingen volautomatisch naar Utrecht gaan seinen, voor analyse door Frans Snik en zijn team. De hele cyclus nummer 24 lang, is de bedoeling.


Zonnevlekken, zegt Snik, verraden de magneetvelden op de zon. En dus is hij opgetogen over een nieuwe publicatie, deze week donderdag in het tijdschrift Nature.


Daarin doet de Indiase theoreticus Dibyendu Nandy van een instituut in Mohanpur samen met twee Amerikaanse collega's verslag van modelberekeningen aan de zon, met een relatief recent ontdekt nieuw mechanisme. Vorig jaar beschreven Amerikanen in Science dat de oppervlaktestromingen van witheet gas van de evenaar naar de polen van de zon niet altijd even sterk zijn, maar variëren in tempo. Die variaties, bleek toen uit waarnemingen, hingen samen met het aantal zonnevlekken. 'Dit artikel in Nature kopt die voorzet in', zegt Frans Snik.


Op Texel reageert ook emeritus hoogleraar Kees de Jager, de nestor (90) van de zonnefysica in Nederland, verheugd op de Indiase berekeningen in Nature. Hij deed eerder een studie van het merkwaardig lange wegblijven van de zonnevlekken en veronderstelde een verband met variërende magneetvelden op de ster. Op grond daarvan voorspelde hij, samen met zijn Argentijnse collega Silvia Duhau, dat de zon nog wel even abnormaal blijft doen. In 2013-'14 is er wel een maximum te verwachten, maar waarschijnlijk met relatief weinig vlekken. 'Daar heeft dit alles mee te maken', aldus De Jager.


Zonnevlekken zijn eigenlijk een bij- verschijnsel van het veel grotere magneetsysteem in en op de ster. Dat ontstaat in de diepe delen van de zon door enorme wervelende stromingen van elektrisch geladen gas onder het oppervlak. Dat plasma beweegt op een diepte van 75 duizend kilometer van de evenaar naar de pool met een snelheid van tientallen meters per seconde. Dieper, op zo'n 200 duizend kilometer, beweegt plasma van de pool naar de evenaar. Dat gaat trager, met ongeveer 1 meter per seconde. Het bewegende elektrisch geladen plasma genegeert een grootschalig magneetveld, dat hier en daar 'knapt' door turbulenties en dan door het oppervlak naar buiten prikt.


Uit de computermodellen van Nandy en collega's blijkt dat variaties in het tempo van deze transportcyclus bepalen hoeveel defecten, en dus hoeveel zonnevlekken, er ontstaan.


Vooral als aan het begin van een nieuwe zonnevlekcyclus de transportband, de meridionale plasmastroming, relatief snel draait, zullen er weinig vlekken verschijnen, blijkt uit de berekeningen. Aan het begin van de vreemde cyclus 23 (vanaf 2008) was dat het geval. Dat, concludeerde Nature deze week, is de reden dat de zon zijn vlekken zo drastisch verloor.


Maar dat is naar De Jagers smaak ook weer wat gemakkelijk gezegd. Ten eerste heeft hij de cijfers eens goed bekeken en stelt hij vast dat er betrekkelijk grote snelheidsveranderingen van het zonneplasma nodig zijn, om echt invloed op de zonnecyclus te geven. 'Ik denk dat niemand nog weet of die wel realistisch zijn. Dit is typisch theoretenwerk, de metingen doen er niet zo veel toe.'


Misschien zegt Frans Snik is dat zelfs wel een reden dat ze de eerdere metingen in Science niet in het huidige artikel aanhalen. Zelf vindt hij minstens zo belangrijk de vraag waarom de zonnedynamo snelheidsvariaties zou vertonen. 'Daarvoor is niet een heel voor de hand liggende reden', denkt hij.


De Jager heeft precies daarover net per mail een discussie gevoerd met zijn collega Silvia Duhau. Mogelijk, suggereerde zij al, hangt de kwestie samen met periodieke variaties in de draaisnelheid van het zonneoppervlak. De zon, is het idee, is niet star, maar voert als een waggelende pudding op een draaischijf verwringingen uit. Opgeteld zouden die, bezien op tijdschalen van eeuwen, precies kunnen leiden tot episoden waarin de zon bevreemdend lang al zijn vlekken verliest.


Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden