Tegenwoordig kan de corona onbeperkt worden geobserveerd

"Zo'n zonsverduistering blijft voor mij een fascinerendatmosferisch spektakel. En dit keer was het nog een heel mooie ook.Ten eerste was de zon erg actief, met een aantal heel fraaie engoed zichtbare protuberansen (afkoelende slierten gas). Enbovendien duurde het betrekkelijk lang. Ik heb in 1959 meegedaanaan een expeditie naar de Canarische Eilanden van de UtrechtseSterrenwacht voor een verduistering die in totaal maar 75 secondenduurde. Daarbij vergeleken was dit met zijn ruim twee-en-een-halveminuut een heel goede."

Speciaal georganiseerde expedities naar verre oorden alleen omdaar een zonsverduistering te bekijken. Vroeger waren ze scheringen inslag, maar voor de huidige generatie astronomen is dat purenostalgie. Nee hoor, zegt een medewerker van het Utrechtseinstituut half juli nuchter, wij doen op 11 augustus nietsbijzonders. Het is wel zo dat veel medewerkers hun vakantie zohebben gepland dat zij dan ergens in de 'totaliteits-zone' zitten.En ik weet dat een groep studenten van ons naar het Balaton-meer inHongarije gaat. Maar van een gezamenlijke expeditie, zoals dievroeger vaak werd gehouden, is al jaren geen sprake meer.

"Wat het zonneonderzoek betreft heeft de lancering van Skylab in1973 voor een revolutie gezorgd", bevestigt Kuperus. "Tot dan toewas een zonsverduistering onze enige kans om de corona te zien,omdat het alleen dan donker genoeg is. Die expedities van ons warendan ook vooral bedoeld om waarnemingen te doen. Van deverduistering zelf zagen we daardoor meestal nauwelijks iets.Tegenwoordig kan de corona vanuit een satelliet onbeperkt wordengeobserveerd. Die expedities zijn dus niet meer nodig. En eenbijkomend voordeel is dat wij zelf nu eindelijk ook van hetverschijnsel als zodanig kunnen genieten."

Dat de corona vanaf de aarde niet zichtbaar is, ligt aan hetfeit dat de omringende hemel vele duizenden malen helderder is. Datkomt omdat het zonlicht in de atmosfeer wordt verstrooid. Alleenwanneer het lichtvan de zon al buiten de dampkring wordtgeblokkeerd, zoals nu door de maan gebeurde, wordt het op aarde dusdonker genoeg voor een blik op dat buitenste deel van dezonne-atmosfeer. In de ruimte speelt het probleem van verstrooiingniet. In de inter-planetaire duisternis is het dus voldoende om hetzonlicht door middel van een schijfje ongeveer ter grootte van dezonneschijf te blokkeren om de corona te kunnen zien, legt Kuperusuit.

"Toen Skylab in 1973 werd gelanceerd kon de corona eindelijkgedurende een langere periode onafgebroken worden waargenomen.Daardoor zagen we nu voor het eerst hoe de protuberansen encoronale lussen, waarvan wij tot dan toe tijdens eenzonsverduistering alleen een momentopname hadden kunnen maken, zichontwikkelen. We zagen dat dat geen statische dingen zijn, maar dater sprake is van gaswolken die met grote snelheid van de zonwegvliegen. Dat was voor zonneonderzoekers een ongekendesensatie."

Magnetisme

In de Utrechtse astronomie neemt het zonneonderzoek maar eenbetrekkelijk kleine plaats in. Kuperus: "De meeste groepen binnendit instituut concentreren zich op verder gelegen sterren ensterrenstelsels en op vragen die het ontstaan van het heelal raken.Maar om meer te weten over hoe sterren functioneren, is de zonnatuurlijk wel een bijzonder handzaam model.

Wij concentreren ons als zonne-onderzoekers vooral opmagnetische verschijnselen in de corona, in het bijzonder opverschijnselen die te maken hebben met massa-uitstotingen vanprotuberansen. Een van de fundamentele vragen in de astrofysica isde vraag hoe corona's rond sterren ontstaan. Door te bestuderen hoede zonnecorona functioneert leveren wij dus bouwstenen voor hetwerk van onze collega's."

Kern van het werk van de Utrechtse zonne-theoretici is hetopstellen van simulatiemodellen die de processen in de coronabeschrijven. In de kern van de zon vindt permanent kernfusieplaats. Waterstofkernen fuseren daar bij een temperatuur vanongeveer 15 miljoen graden tot heliumkernen waarbij onvoorstelbarehoeveelheden energie vrijkomen. Die energie, die verantwoordelijkis voor het zonlicht, baant zich eerst als straling, daarna in devorm van elektrisch geladen gasbellen (plasma) een weg naar decorona, waar een temperatuur heerst van tussen één endrie miljoen graden.

Bij de verschijnselen in de corona speelt het magnetisch veldvan de zon een cruciale rol, aldus Kuperus. "De zon bezit net alsde aarde een magnetisch veld. Maar een verschil met de aarde is datin de corona daarnaast ook sprake is van een voortdurend wisselendaantal kleinere,maar wel heel sterke magnetische velden. Dieoefenen uiteraard kracht uit op het elektrisch geladen gas, netzoals een magneet dat doet op ijzervijlsel. Door die magnetischevelden wordt het hete gas vervormd tot de structuren zoalsprotuberansen en magnetische lussen die wij bij eenzonsverduistering waarnemen. Doordat die magnetische veldenvoortdurend van vorm en kracht veranderen, zijn de processen op hetzonneoppervlak bijzonder moeilijk voorspelbaar. Maar met demodellen die we nu hebben, zijn we een heel eind op de goedeweg."

Kernfusie

Hoewel Kuperus benadrukt dat wetenschappelijke nieuwsgierigheideen voorname drijfveer is voor zijn onderzoek, heeft het weldegelijk ook praktisch nut. "Zoals al gezegd, kan ons onderzoeknaar de zonnecorona allereerst zorgen voor een beter begrip van water in de corona van andere sterren gebeurt. Maar daarnaast kunnenwij van het bestuderen van de zonnecorona ook veel leren over hoeeen plasma (een elektrisch geladen gas) in een magnetisch veld moetworden opgesloten. Dat is op dit moment namelijk een van de groteproblemen bij het onderzoek naar kernfusie.

Alleen door plasma samen te persen in een magnetisch veld is hetmogelijk om fusiereacties te krijgen. Als wij er dus in zoudenslagen om de processen in de corona op aarde na te bootsen, dan zoudat een belangrijke stap kunnen vormen op weg naar een nieuwe vormvan energievoorziening die veel schoner is dan kernsplitsing, omdatje bij kernfusie in beginsel geen restproducten overhoudt. Nu luktdat ons alleen nog incidenteel door waterstofkernen onder invloedvan laserstraling te laten fuseren. Maar de hoop is dat we in hetmidden van de volgende eeuw een heel eind verder zullen zijn."

Op een heel ander vlak tenslotte kan de studie van coronaleexplosies ook van belang zijn vanwege hun invloed op hetmagneetveld van de aarde en daarmee wellicht ook opklimaatveranderingen, zegt Kuperus. "Het lijkt er op dat onsklimaat door de activiteit van de zon wordt beïnvloed. Decorona van de zon is namelijk niet steeds even actief. Normaal iser sprake van een cyclus van 22 jaar, waarin actieve en rustigeperioden elkaar afwisselen. En het vermoeden groeit datschommelingen in het klimaat op aarde wel eens samen zouden kunnenhangen met die cyclus.

De meest expliciete aanwijzing daarvoor vormt een bijzondereperiode van ongeveer tachtig jaar in de zestiende eeuw, hetzogenaamde Maunder-minimum. In die periode is tijdenszonsverduisteringen maar heel weinig activiteit in de coronawaargenomen. En precies in diezelfde periode was de gemiddeldetemperatuur op aarde zo laag dat wetegenwoordig spreken van de'kleine ijstijd'. Dat was een periode met heel veel strengewinters, waarin al die Hollandse wintergezichten van schilders alsHendric Avercamp zijn ontstaan. Een verklaring hebben we nog niet,maar dat die opvallend lange inactiviteit van de zon preciessamenviel met een 'ijstijd' kan toch nauwelijks toeval zijngeweest."

Erik Hardeman

De Zon

Afstand tot de aarde: bijna 150 miljoen kilometer

Doorsnee: 1,4 miljoen kilometer

Temperatuur in de kern: 15 miljoen graden Celsius

Fotosfeer: Zone aan het zonneoppervlak die het zonlicht uitzendtmet een temperatuur van 5700 graden Celsius

Zonnevlekken: Donkere plekken in de fotosfeer die veroorzaaktworden doordat het magnetisch veld van de zon de energiestroomvanuit de kern blokkeert. Daardoor zijn zonnevlekken met eentemperatuur van 4200 graden relatief koel.

Corona: Uitgebreide stralenkrans rondom het zonneoppervlak vanvele miljoenen kilometers, waarin de temperatuur varieert vanéén tot drie miljoen graden Celsius. Is alleen tijdenszonsverduisteringen met het blote oog zichtbaar.

Protuberans: Koele gaswolk in de corona die dikwijls vanaf hetzonneoppervlak de ruimte in wordt gestoten met een snelheid vanduizend kilometer per seconde. Kan afmetingen bereiken van meer daneen half miljoen kilometer.