- Een zonnevlam is een plotselinge uitbarsting van straling door het losschieten van verdraaide magnetische velden.
- Vlamstraling arriveert in ongeveer 8 minuten en treft vooral radio en de bovenste atmosfeer, niet direct het aardoppervlak.
- Vlammen worden ingeschaald als A, B, C, M, X, elke stap is tien keer sterker; NOAA gebruikt voor radio-effecten de schaal R1 tot R5.
- De meeste geomagnetische stormen ontstaan door een coronal mass ejection (CME), niet door de vlam zelf.
- Een CME is een langzaam bewegende wolk van plasma die vaak tegelijk met een vlam wordt gelanceerd.
- De CME doet er doorgaans ongeveer 1 tot 3 dagen over om aarde te bereiken, en dat geeft tijd voor voorspellingen.
- De uiteindelijke stormsterkte meten we met de Kp index en NOAA's G1 tot G5 schaal.
Wat is een zonnevlam?
Een zonnevlam is een plotselinge en felle uitbarsting van licht en elektromagnetische straling op de zon. Onder het oppervlak draait en schuift heet, geladen plasma, en daarbij vervormen en verstrengelen magnetische veldlijnen zich, vooral rond actieve regio's met zonnevlekken. Als die veldlijnen te gespannen raken, schieten ze als het ware losschieten en verbinden zich opnieuw. Die magnetic reconnection geeft in een keer veel energie vrij, verwarmt plasma tot miljoenen graden en produceert een korte maar intense pulsering over het hele elektromagnetische spectrum. Belangrijk om te onthouden is dat een vlam licht en straling is, geen massa of wolk met veel materie.
Hoe snel bereikt een vlam de aarde?
Omdat een vlam uit licht en straling bestaat, reist het signaal met de lichtsnelheid. Dat betekent dat de energetische straling van een vlam de aarde binnen ongeveer 8 minuten bereikt. In de praktijk geldt dat zodra satellieten een vlam detecteren, de directe effecten al onderweg of al aanwezig zijn. Voor de flits zelf is er dus vrijwel geen waarschuwingstijd.
Classificatie en directe effecten
Wetenschappers meten vlamsterkte vooral op basis van de piekintensiteit in röntgenstraling, zoals vastgelegd door de GOES-satellieten. Vlammen vallen in de klassen A, B, C, M en X, waarbij elke stap een tienvoudige toename in energie betekent. NOAA vertaalt de mogelijke impact op radio in de R1 tot R5 schaal, van klein tot extreem. Op aarde raken vooral de zonbelichte kant en technische systemen gevoeligheden. M- en X-klasse vlammen kunnen korte tijd de ionosfeer verstoren en dat veroorzaakt HF radio-uitval, storing van navigatie en satellietsignalen. Deze effecten zijn meestal tijdelijk.
Relatie met CMEs en geomagnetische stormen
De meeste sterke geomagnetische stormen worden niet rechtstreeks door de vlam veroorzaakt maar door een coronal mass ejection, een grote wolk geladen plasma die de zon wegschiet. CMEs bevatten materie en ingebedde magnetische velden. Vaak ontstaan CME's uit dezelfde verstoorde actieve regio s als vlammen en ze verschijnen soms tegelijk. Toch geldt dat vlammen en CME's verwant zijn en niet per se oorzaak en gevolg.
Reistijden en voorspelbaarheid
Het cruciale verschil is snelheid. Vlamstraling komt in ongeveer 8 minuten, een CME kan er vanaf ongeveer 15 uur tot enkele dagen over doen, vaak rond 1 tot 3 dagen. Die vertraging geeft ruimte voor waarschuwingen en voorspellingen. Of een CME een zware storm veroorzaakt hangt sterk af van snelheid, dichtheid en vooral de richting van het magnetische veld in de wolk.
Zonnedeeltjes en meten van stormen
Zowel vlammen als CME's kunnen ook energierijke deeltjes versnellen. Die deeltjes zijn een apart risico voor astronauten en satellieten en bereiken aarde in minuten tot uren. Wanneer een CME de magnetosfeer verstoort meten we de uitkomst met indices zoals Kp en met NOAA s G1 tot G5 schaal.
Bronnen
- NASA Science — Solar Storms and Flares: https://science.nasa.gov/sun/solar-storms-and-flares/
- NASA Science — Solar Flare and Coronal Mass Ejection: https://science.nasa.gov/earth/earth-observatory/solar-flare-and-coronal-mass-ejection-43191/
- NOAA Space Weather Prediction Center — Space Weather Phenomena and the R/G/S scales: https://www.swpc.noaa.gov/phenomena
- NOAA Space Weather Prediction Center — Solar Flares (Radio Blackouts): https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/solar-flares-radio-blackouts
- NOAA Space Weather Prediction Center — Coronal Mass Ejections: https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/coronal-mass-ejections
- GFZ Helmholtz Centre Potsdam — Kp index information: https://www.gfz-potsdam.de/en/kp-index
