Nieuw onderzoek van de Universiteit van St. Andrews, gepubliceerd op 3 september 2025 in The Astrophysical Journal Letters, suggereert dat deeltjes in zonnevlammen wel 6,5 keer heter kunnen zijn dan tot nu toe werd aangenomen. Deze ontdekking biedt een mogelijke oplossing voor een vijftig jaar oud raadsel rond onze zon.
Zonnevlammen zijn intense energie-uitbarstingen in de buitenste atmosfeer van de zon, die delen daarvan verwarmen tot temperaturen van meer dan 10 miljoen graden Celsius. Deze gebeurtenissen verhogen de hoeveelheid röntgenstraling en andere straling die de aarde bereikt, wat gevaren oplevert voor ruimtevaartuigen en astronauten en invloed heeft op de bovenste atmosfeer van onze planeet.
Het onderzoek, geleid door Dr. Alexander Russell, Senior Lecturer in Zonnentheorie aan de School of Mathematics and Statistics, analyseerde hoe vlammen zonneplasma – bestaande uit ionen en elektronen – verwarmen tot extreme temperaturen. De studie stelt dat de ionen in zonnevlammen, de positief geladen deeltjes die de helft van het plasma vormen, temperaturen van meer dan 60 miljoen graden Celsius kunnen bereiken. Dit is een aanzienlijke afwijking van de eerdere aanname dat ionen en elektronen in zonnevlammen dezelfde temperatuur hadden.
Dr. Russell verklaarde verheugd te zijn over recente ontdekkingen die aantonen dat magnetische herverbinding ionen 6,5 keer meer verwarmt dan elektronen. Dit fenomeen is bevestigd in diverse ruimteomgevingen en computersimulaties, maar was nog niet eerder specifiek gekoppeld aan zonnevlammen. Door berekeningen te herhalen met moderne data, ontdekte het team dat er aanzienlijke temperatuurverschillen kunnen bestaan voor tientallen minuten in belangrijke regio's van zonnevlammen, wat de mogelijkheid opent om superhete ionen te beschouwen.
Historisch gezien ging de zonnepysica ervan uit dat ionen en elektronen in vlammen dezelfde temperatuur hadden. De nieuwe bevindingen suggereren echter dat de ionen veel intenser worden verwarmd dan de elektronen, mogelijk door het proces van magnetische herverbinding. Deze nieuwe ionentemperatuur komt goed overeen met de breedte van spectrale lijnen van zonnevlammen, wat een astrofysisch mysterie kan oplossen dat bijna een halve eeuw heeft geduurd. Wetenschappers vroegen zich al lang af waarom deze spectrale lijnen breder zijn dan verwacht, wat eerder werd toegeschreven aan turbulente bewegingen. Het nieuwe onderzoek stelt dat de extreme hitte van de ionen een significante bijdrage kan leveren aan de verklaring van deze raadselachtige lijnbreedtes.
Deze inzichten zijn cruciaal voor het begrijpen van ruimteweer. Zonnevlammen kunnen radiocommunicatie verstoren, GPS-signalen beïnvloeden en een risico vormen voor satellieten en astronauten. Een beter begrip van de temperaturen van deeltjes in zonnevlammen kan leiden tot nauwkeurigere voorspellingen en betere beschermingsmaatregelen tegen de effecten van ruimteweer, wat essentieel is naarmate onze technologie en ruimteverkenning verder vorderen.