Zonne-dynamo: “Solar Orbiter” maakt allereerste foto’s van de zonnepool

Voor een beter begrip van de zonnedynamo is het essentieel om de polen van de zon te bestuderen. Alle tot nu toe waargenomen zonswaarnemingen zijn echter gedaan vanaf ongeveer de evenaar van de zon. Het was niet mogelijk om de polen van de zon in beeld te brengen vanwege het beperkte zicht vanaf het ecliptisch vlak. Onlangs werd de baan van het ruimtevaartuig "Solar Orbiter" succesvol 17° onder de evenaar gekanteld, waardoor de sonde voor het eerst beelden kon maken van de zuidpool van de zon tijdens zijn flyby langs de zon in maart 2025, op een moment dat de zon het maximum van zijn huidige zonnecyclus bereikte en zijn magnetische veld een omslag onderging richting poolomkering. Analyse van de huidige resultaten en verdere studies van de poolgebieden van de zon in de toekomst vanuit hellende banen zouden bijdragen aan een beter begrip van de zonnewind en een nauwkeurige voorspelling van het ruimteweer.

Dynamo wordt over het algemeen beschouwd als een apparaat dat mechanische energie omzet in elektriciteit, maar het betekent ook een generator van magnetische velden. In de astronomie verwijst het naar hoe hemellichamen zoals de aarde of de zon hun magnetische velden opwekken. In het geval van de aarde genereert een constante stroom vloeibaar ijzer in de buitenkern een magnetisch veld dat levensvormen en technische infrastructuur beschermt tegen krachtige, ioniserende zonnewinden. Het magnetische veld van de aarde ondergaat poolomkeringen na een gemiddelde periode van ongeveer 300,000 jaar, wanneer de magnetische noord- en zuidpool van plaats wisselen. De laatste magnetische poolomkering op aarde vond ongeveer 780,000 jaar geleden plaats.

Het magnetische veld van de zon is veel intenser en dynamischer, omdat het een grote bol kolkend plasma is. Bewegingen van hete, geladen gassen in het binnenste, met name van de convectiezone naar de fotosfeer, genereren sterke magnetische velden. Deze veranderen, in tegenstelling tot het veld van de aarde, dramatisch en cyclisch in de loop van enkele jaren, met periodieke zonnevlekkencyclus en omkering van de magnetische polen, om de 11 jaar. Deze veranderingen bepalen de zonnewind en het ruimteweer, die een zeer grote invloed hebben op de levensvormen en technologische infrastructuur op aarde. Daarom is een beter begrip van de zonnedynamo noodzakelijk.

Een beter begrip van de zonnedynamo vereist observatie van de zonnepolen door middel van spectroscopie en polarimetrie. Zonnepolen zijn echter tot nu toe nog nooit waargenomen vanwege het beperkte zicht van de ruimtesondes. Deze bevinden zich in het ecliptisch vlak, een platte schijf rond de zon waarin de aarde, de andere planeten en alle ruimtesondes rond de zon draaien. Alle beelden van de zon zijn genomen rond de evenaar van de zon. Het ecliptisch vlak staat 7° schuin ten opzichte van de evenaar van de zon; dit is echter niet voldoende voor een duidelijk zicht op de zonnepolen. Telescopen op aarde hebben ook last van dezelfde beperking. Gelukkig is deze beperking recentelijk overwonnen.

In februari 2025 kon de sonde "Solar Orbiter" van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA zijn baan 17° onder de zonne-evenaar buiten het ecliptisch vlak kantelen na een katapultvlucht langs Venus. Dit was voldoende om de zuidpool van de zon direct in beeld te krijgen. In maart 2025 maakte de sonde met succes meerdere opnamen van de zuidpool van de zon.

Deze beelden van de zuidpool van de zon zijn genomen op een moment dat de zon het maximum van zijn huidige zonnecyclus doormaakte en zijn magnetische veld een omkering onderging richting poolomkering. De beelden tonen duidelijk de aanwezigheid van zowel noord- als zuidpolariteit op de zuidpool, wat wijst op een omkering. Als gevolg hiervan lijkt de zuidpool in een staat van onrust te verkeren. Na de omkering zou er langzaam een enkele polariteit moeten ontstaan. De nieuwe beelden zouden nuttig kunnen zijn om het mechanisme van polariteitsopbouw te begrijpen.

Het Solar Orbiter-instrument deed ook metingen naar de beweging van zonnemateriaal binnen een specifieke laag van de zon, wat kan onthullen hoe geïoniseerde deeltjes in de vorm van zonnewind aan de zon ontsnappen. Dergelijke metingen vanuit de poolgebieden zouden bijdragen aan een beter begrip van de zonnewind.

De analyse van de resultaten van de eerste waarnemingen van het poolgebied van de zon vanuit de nieuwe schuine baan van de sonde en soortgelijke toekomstige studies zouden onze kennis van het magnetische veld van de zon, de zonnewind en het ruimteweer enorm vergroten.

***

Referenties:

Harra, L., Müller, D. Solar Orbiter: een kort overzicht van de missie en de eerste wetenschappelijke resultaten. Astrophys Space Sci 370, 12 (2025). https://doi.org/10.1007/s10509-025-04400-3