De zon gaat de zonne-maximum binnentreden. Verwacht aurora's en meer.

Prachtige gordijnen van roze en groen licht wervelden in de nachtelijke hemel over de hele wereld in mei tijdens een van de sterkste vertoningen van aurora's in een half millennium.

De bron van die lichtshow was de zon. In de eerste week van mei lanceerde een barrage van explosieve zonnevlammen en corona-uitbarstingen miljarden tonnen materiaal van de zon de ruimte in. Dit veroorzaakte de sterkste zonnestorm in meer dan twee decennia, resulterend in aurora's zo ver naar het zuiden als Florida en delen van Noord-India (SN: 2/26/21).

Die hemelse vuurwerken waren slechts het begin van wat een jarenlange reeks van soortgelijke vertoningen zou kunnen zijn. Dat komt omdat de zon nu de piek van activiteit in zijn 11-jarige zonnecyclus nadert - en nu al veel stormachtiger is dan oorspronkelijk werd voorspeld.

Aurora's ontstaan wanneer geladen deeltjes van de zon botsen met zuurstof- en stikstofmoleculen in de bovenste atmosfeer van de aarde. Terwijl de atmosferische moleculen de energie afgeven die door dergelijke botsingen wordt meegegeven, stralen ze licht uit in verschillende kleuren. Omdat het magnetisch veld van de planeet deze geladen deeltjes naar de polen leidt, worden aurora's voornamelijk alleen gezien op de hoogste breedtegraden - tenzij de stormen ongewoon krachtig zijn.

Om erachter te komen wat we de komende jaren kunnen verwachten, en om te begrijpen hoe deze periode van hoge zonneactiviteit ons beïnvloedt, sprak Science News met Teresa Nieves-Chinchilla, waarnemend directeur van NASA's Moon to Mars Space Weather Analysis Office in Greenbelt, Md., en Shawn Dahl, een weersvoorspeller voor de ruimte bij het Space Weather Prediction Center van de National Oceanic and Atmospheric Administration in Boulder, Colo. De gesprekken zijn bewerkt voor duidelijkheid en beknoptheid.

SN: Wat was er aan de hand met de zon begin mei dat zoveel opwinding veroorzaakte?

Nieves-Chinchilla: We naderen het maximum van zonnecyclus 25 [de huidige zonnecyclus, die in december 2019 begon]. En terwijl we dat naderen, hebben we meer activiteit van de zon, vooral in die dagen in mei.

Dahl: In wezen hadden we ruimteweeractiviteit in alle drie de categorieën: van zonnevlammen tot stralingsstormen en uiteindelijk tot de geomagnetische stormen die de wereld zag op 10 en 11 mei. Er is geen twijfel dat dit een historische storm was, vergelijkbaar met de storm van 2003, die wel voor stroomuitval in Zuid-Afrika en Zweden zorgde.

SN: Veel hiervan werd veroorzaakt door vlekken op het oppervlak van de zon, bekend als actieve regio's. Wat zijn dat?

Dahl: Actieve regio's zijn sterke delen van gelokaliseerde magnetische velden die op de zon verschijnen. Ze vormen dieper in de zon, en ze prikken door het oppervlak. Omdat ze zo sterk magnetisch zijn, remmen ze de normale overdracht van energie en licht van dieper in de zon. Dus ze zien er donkerder uit, en ze zijn veel koeler dan het omringende oppervlak van de zon. [De regio's zijn ongeveer 3.500° Celsius, terwijl de rest van het oppervlak ongeveer 5.500° C is.]

Nieves-Chinchilla: [In actieve regio's] kunnen we veel zonnevlekken zien, deze zwarte gebieden op de zon. Deze regio's hopen een grote hoeveelheid magnetische energie op die uiteindelijk moet worden vrijgegeven.

SN: Hoe had de storm van 10-11 mei invloed op ons op aarde?

Dahl: Satellietcommunicatie werd afgebroken omdat de ionosfeer - het [deel van de] atmosfeer waar de communicatie doorheen moet - flink in de war was. GPS was enorm in de fout voor boeren [die machines gebruiken die op de technologie vertrouwen en] die probeerden gewassen te planten, als een voorbeeld. Ze moesten binnen centimeters nauwkeurig zijn, en ze zaten er tot 3 meter naast. Ze moesten hun operaties op [10 mei] stoppen vanwege deze storm.

Lanceerbewerkingen belden ons - [mensen] die raketten omhoog stuurden - omdat ze zich zorgen maakten over de GPS-nauwkeurigheid. Luchtvaartmaatschappijen veranderden hun vliegroutes verder naar de evenaar om weg te blijven van de communicatieproblemen. We spraken met [NASA] voor het voordeel van de astronauten op het ruimtestation. Ze kregen het advies, indien mogelijk, weg te blijven van de minder afgeschermde delen van het ruimtestation [om straling te vermijden].

Het elektriciteitsnet had enorme effecten op het hele systeem, het zag grote hoeveelheden geïnduceerde stromen die daar niet thuishoren van de storm. [Operators] hadden apparatuur op hun plaats om ervoor te zorgen dat er nergens een grote catastrofale ineenstorting zou zijn. En, voor zover we kunnen zien, waren er geen grootschalige systeemstoringen.

SN: Hoe bereiden we ons voor op dergelijke zonne-stormen?

Nieves-Chinchilla: Het was zeer interessant omdat [bij toeval] we een oefening hadden twee dagen voor de zonne-storm. En tijdens deze oefening werkten agentschappen samen om te beoordelen of we voorbereid waren op de storm. NOAA, bijvoorbeeld, en [het Federal Emergency Management Agency] moeten met specifieke mensen praten om zich voor te bereiden op deze dingen.

Dahl: There’s been a lot of work done over the last decade to learn more about space weather. All the technological providers that we use in society today are well aware of space weather and they incorporate it into their planning and thinking. This was the most successfully mitigated extreme space weather storm in history for that reason. That’s why we’re not hearing about a lot of confirmed impacts to our technologies.

SN: Solar cycle 25 was predicted to be relatively weak, right?

Dahl: The international panel of scientific experts that make these long-range solar cycle predictions — this was pre-2019 — they predicted a lightweight solar cycle very similar to the previous one, which was not all that active. We are well outside that original margin of error with that forecast. We expect solar max at this point to be much more active than originally anticipated. So, all of this year, all of 2025, and even into 2026 we anticipate to be at the highest risk for another such event.

SN: Those regions on the sun that caused the May storm are about to face Earth again. Can we expect similar events soon?

Nieves-Chinchilla: We don’t know yet. But I can tell you that there are several X-ray flares coming from this region.

Dahl: Perhaps we’ll see some more activity, but it certainly will not be anywhere close to what happened on May 10th or 11th. People should always go to our webpage to find out the real story of what’s factually going on and what we’re predicting.