De Solar Orbiter-missie, een gezamenlijke onderneming van het Europese Ruimteagentschap (ESA) en NASA, heeft met succes twee onderscheidende soorten energetische elektronenstromen van de zon gecategoriseerd. Deze bevindingen bieden cruciale inzichten in ruimteweerfenomenen en kunnen de manier waarop wetenschappers risico's van zonneactiviteit voorspellen en beperken, transformeren. De missie maakt gebruik van de unieke capaciteiten van Solar Orbiter om deze energetische deeltjes terug te traceren naar hun oorsprong op de zon.
Al decennia lang erkennen wetenschappers de zon als een krachtige deeltjesversneller, maar de precieze oorsprong en versnellingsmechanismen van Solar Energetic Electrons (SEEs) bleven ongrijpbaar. Solar Orbiter, gelanceerd in februari 2020, is instrumenteel geweest in deze ontdekking. Tussen november 2020 en december 2022 heeft het ruimtevaartuig meer dan 300 SEE-uitbarstingen waargenomen. Deze uitgebreide dataset, verzameld dichter bij de zon dan enige eerdere missie, stelde onderzoekers in staat om de elektronen terug te traceren naar twee specifieke zonneverschijnselen: impulsieve zonnevlammen en geleidelijke coronale massa-ejecties (CME's).
Zonnevlammen zijn gelokaliseerde, explosieve gebeurtenissen die snelle, intense uitbarstingen van energetische elektronen genereren. CME's daarentegen zijn massieve uitbarstingen van plasma en magnetische velden, die leiden tot meer geleidelijke vrijgaven van energetische deeltjes. De instrumenten van Solar Orbiter maakten het mogelijk om elektronen te traceren vanaf hun vroegst detecteerbare stadia nabij het zonneoppervlak, wat een 'ongerepte' meetomgeving bood. Deze nabijheid maakte precieze bepalingen mogelijk van waar en wanneer deze elektronen ontstaan, iets wat met eerdere missies niet mogelijk was.
De missie heeft ook de waargenomen tijdsvertragingen tussen zonnegebeurtenissen en de detectie van energetische elektronen in de ruimte verklaard. Deze vertragingen, die soms uren duren, worden nu begrepen als gevolg van niet alleen vertraagde elektronenvrijgave, maar ook van de complexe reis die elektronen afleggen door de turbulente zonnewind. De zonnewind, een continue uitstroom van geladen deeltjes die het magnetische veld van de zon meevoert, zorgt ervoor dat elektronen worden verstrooid en afgebogen, wat hun detectie en aankomsttijden bemoeilijkt.
De multi-instrument, multi-afstand observationele strategie van Solar Orbiter ontwart effectief bronkenmerken van transporteffecten. Door SEE-gebeurtenissen op verschillende punten tussen de zon en de aarde te meten, biedt de missie een holistischer begrip van hoe energetische deeltjes evolueren. Dit onderzoek heeft diepgaande implicaties voor de voorspelling van ruimteweer, met name voor de deeltjesgolven die verband houden met CME's, die een groter potentieel hebben om satellieten te beschadigen en stralingsgevaren voor astronauten te vormen.
De bevindingen, samengevat in de publiek toegankelijke CoSEE-Cat catalogus, zijn het resultaat van uitgebreide samenwerking tussen Europese en Amerikaanse teams. Toekomstige ESA-missies zoals Vigil, die in 2031 wordt gelanceerd, zullen het werk van Solar Orbiter aanvullen door continue, zijwaartse observaties van de zon te bieden. Vigil streeft ernaar gevaarlijke zonne-uitbarstingen eerder te detecteren, wat nog robuustere waarschuwingssystemen voor ruimteweer mogelijk maakt. Deze missies vormen gezamenlijk een geïntegreerde aanpak voor het monitoren van de zon-aarde omgeving, waardoor ons begrip van zonnestormen en energetische deeltjesgebeurtenissen wordt vergroot.
Naarmate de afhankelijkheid van ruimte-infrastructuur groeit, is het nauwkeurig voorspellen van deze fenomenen cruciaal voor het beschermen van technologie, communicatienetwerken en menselijke ruimteverkenning. De openbaringen van Solar Orbiter markeren een aanzienlijke sprong voorwaarts in de heliophysics, en demonstreren de immense waarde van observaties van dichtbij om de complexe invloed van de zon op het zonnestelsel te ontcijferen.