De zon draait, net als de aarde en andere hemellichamen, om zijn as. Maar in tegenstelling tot de ongeveer 24 uur durende dag op onze planeet is de rotatie van de zon verre van uniform. De lengte van een volledige draai hangt af van waar op de zon je meet, en zelfs hoe je het meet. Vroege observaties door Galileo Galilei in de 17e eeuw onthulden voor het eerst dat de zon draait, maar eeuwen van verder onderzoek hebben aangetoond dat de realiteit veel ingewikkelder is dan een eenvoudig getal.
De vroege ontdekkingen: zonnevlekken en rotatie
Galileo’s observaties van zonnevlekken (donkere gebieden op het oppervlak van de zon) die over de zonneschijf bewegen, brachten hem tot de conclusie dat de zon ongeveer eens in de 28 dagen om zijn as draait. Later, halverwege de 19e eeuw, verfijnde astronoom Richard Carrington deze schatting tot ongeveer 27,3 dagen door de beweging van zonnevlekken rond de 30 graden noorderbreedte te bestuderen.
Deze vroege metingen werden echter bemoeilijkt door de beweging van de aarde zelf. Omdat we de zon waarnemen vanaf een bewegend platform, lijkt de rotatiesnelheid iets langzamer dan deze in werkelijkheid is. Dit effect, bekend als synodische rotatie, voegt bijna twee dagen toe aan de waargenomen periode. De werkelijke rotatiesnelheid – vergeleken met verre sterren – is hoger.
Differentiële rotatie: de zon draait niet als een vast lichaam
De sleutel is dat de zon niet solide is. Het is een enorme gasbal en verschillende onderdelen roteren met verschillende snelheden. Dit fenomeen, genaamd differentiële rotatie, is de reden waarom er geen eenduidig antwoord is op de vraag hoe lang het duurt voordat de zon ronddraait. De zon draait het snelst rond de evenaar en voltooit een rotatie in slechts 24,5 dagen. Op de polen duurt het ruim 34 dagen.
Deze variatie is niet alleen oppervlakkig. De rotatiesnelheid van de zon verandert ook met de diepte. De buitenste lagen, inclusief de convectiezone, roteren met verschillende snelheden, afhankelijk van de breedtegraad. Maar dieper binnenin, in de stralingszone, roteert de zon gelijkmatiger en duurt het ongeveer 26,6 dagen, ongeacht de breedtegraad.
Moderne methoden: voorbij zichtbaar licht
Tegenwoordig gebruiken wetenschappers geavanceerde methoden die verder gaan dan het waarnemen van zonnevlekken. Helioseismologie bestudeert geluidsgolven die zich in de zon voortbewegen om de interne rotatie ervan in kaart te brengen, terwijl Dopplerverschuivingen veranderingen in de frequentie van zonlicht meten die worden veroorzaakt door de draaiing van de zon. Deze technieken bevestigen de differentiële rotatie en geven een completer beeld dan eeuwen geleden mogelijk was.
De kernrotatie van de zon blijft een mysterie. De huidige methoden kunnen geen nauwkeurige metingen opleveren, waardoor dit een gebied voor toekomstig onderzoek blijft.
Uiteindelijk is de rotatie van de zon een complex fenomeen. De standaard “Carrington-rotatie” van 27,3 dagen wordt nog steeds veel gebruikt voor het volgen van de zonneactiviteit, maar wetenschappers erkennen nu dat de werkelijke rotatieperiode aanzienlijk varieert over het oppervlak van de zon en zelfs binnen de lagen ervan.
