Astronomen hebben een baanbrekende visualisatie vastgelegd van wat zij de “adem van het zonnestelsel” noemen. Met behulp van geavanceerde röntgentechnologie hebben onderzoekers de gloed in kaart gebracht die ontstaat wanneer de zonnewind – een stroom geladen deeltjes van de zon – in botsing komt met de atmosfeer van de aarde en de heliosfeer, de beschermende bel die ons zonnestelsel omringt.
De wetenschap van de uitwisseling van zonnewindenergie
Het fenomeen dat verantwoordelijk is voor deze gloed staat bekend als zonnewindladinguitwisseling. Dit proces vindt plaats wanneer zware ionen in de zonnewind, zoals koolstof en zuurstof, in botsing komen met neutrale atomen in onze atmosfeer of de heliosfeer. Tijdens deze botsingen “stelen” de ionen elektronen van de neutrale atomen, waarbij energie vrijkomt in de vorm van zachte röntgenstraling.
Deze ontdekking is vooral belangrijk vanwege de manier waarop astronomen deze emissies historisch hebben bekeken:
- Van ruis naar signaal: Jarenlang werd ladingsuitwisseling behandeld als ‘achtergrondruis’: een hinderlijk verschijnsel dat de metingen van de plasmadichtheid en temperatuur in verre sterrenstelsels verstoorde.
- Een nieuw onderzoeksgebied: Door de duidelijkste kaart van deze zachte röntgenstralen tot nu toe te maken, hebben wetenschappers dit fenomeen van een obstakel in een legitiem en fascinerend onderzoeksgebied veranderd.
De gloed in kaart brengen met eROSITA
De gegevens zijn verzameld door de eROSITA-ruimtetelescoop, die sinds de lancering door Roscosmos in 2019 in een baan om het tweede Lagrangepunt (L2) draait – een stabiele positie op 1,5 miljoen kilometer van de aarde.
Tussen 2019 en 2021 heeft eROSITA de hemel vier keer gescand, waardoor de gegevens met hoge resolutie werden verkregen die nodig zijn om onderscheid te maken tussen verre kosmische signalen en lokale zonneactiviteit.
“We realiseerden ons dat [de variaties] niet afkomstig konden zijn van verre galactische structuren, die constant zijn, maar verband moesten houden met een fenomeen dat veel dichter bij ons staat: de ladingsuitwisseling van de zonnewind.”
— Gabriele Ponti, Astronomisch Observatorium Brera
Zonnecycli en galactische context begrijpen
Door de lokale straling veroorzaakt door de zonnewind te isoleren, konden onderzoekers twee belangrijke wetenschappelijke doelen bereiken:
1. Een duidelijker beeld van de diepe ruimte: Ze filterden met succes de ‘ruis’ weg, waardoor een ongewijzigd beeld ontstond van de emissies van verre sterrenstelsels.
2. Inzichten in het gedrag van de zon: Ze kregen een gedetailleerd inzicht in hoe de zonnewind fluctueert. Uit het onderzoek blijkt dat deze röntgenstraling de zonnecyclus volgt, intensiveert tijdens periodes van hoge zonneactiviteit en verzwakt tijdens zonneminima.
Deze verbinding is van vitaal belang voor de heliofysica – de studie van de zon en de effecten ervan op het zonnestelsel. Begrijpen hoe de heliosfeer ons zicht op de röntgenhemel wijzigt, is essentieel voor het nauwkeurig interpreteren van de ‘warme fase’ van de Melkweg en het plasma dat onze Melkweg omringt.
Conclusie
Door een voormalige bron van observationele interferentie om te zetten in een diagnostisch hulpmiddel kunnen astronomen nu de ‘adem’ van het zonnestelsel gebruiken om zowel de dynamiek van onze zon als de enorme structuren van de Melkweg beter te begrijpen.
