De krachtigste zonnevlam in zes jaar tijd zorgde halverwege december voor een korte radiostoring. Hoe ontstaan deze uitbarstingen aan het zonneoppervlak? En welke gevolgen kunnen ze hebben op aarde?

Donderdag 14 december spuwde de zon een enorme zonnevlam uit die gepaard ging met een krachtige uitbarsting van radiostraling. De radio- en röntgenstraling die hierbij vrijkwam, bereikte de aarde rond zes uur ‘s avonds, Nederlandse tijd. De straling verstoorde bijna twee uur lang de radiofrequenties van onder meer de luchtvaart. De verstoring was merkbaar in Zuid-Amerika en een deel van Noord-Amerika – het deel van de aarde dat op dat moment naar de zon toegekeerd stond, en waar het dus licht was.

De uitbarsting viel in de X-klasse, de klasse van de heftigste zonne-uitbarstingen. Het was de krachtigste zonnevlam sinds 10 september 2017.

Hoe drinkbaar is de stijgende zeespiegel?
LEES OOK

Hoe drinkbaar is de stijgende zeespiegel?

Een tekort én een overschot aan water bedreigen tegelijkertijd de menselijke beschaving. Kunnen die de zee ooit drinkbaar maken?

Vlammende zon

Zonnevlammen zijn uitbarstingen op het oppervlak van de zon. Ze ontstaan als de energie die opgeslagen zit in magneetvelden vrijkomt als de velden zich herschikken. Zonnevlammen zenden hierbij straling uit, zoals röntgenstraling, radiostraling en soms zelfs zichtbaar licht.

Daarnaast kan bij een uitbarsting op het zonne-oppervlak ook materiaal de ruimte in geslingerd worden. Dat heet een coronal mass ejection, ofwel ‘coronale massauitstoot’.

Als deeltjes uit zo’n uitbarsting bij de aarde aankomen, dan verstoren ze hier het aardmagnetisch veld. Ook dat zal zich dan herschikken. De zonnedeeltjes worden in de atmosfeer richting de Noord- of Zuidpool versnelt. Hierdoor ontstaat noorderlicht of zuiderlicht.

‘Zonnevlammen gaan vaak, maar niet altijd gepaard met zo’n coronale massauitstoot’, zegt Eelco Doornbos, ruimteweeronderzoeker bij het KNMI. ‘Bij de zonnevlam van 14 december werd er ook zo’n wolk de ruimte in geslingerd. Een flank daarvan raakte een paar dagen later de aarde en veroorzaakte wat noorderlicht. Maar dat was niet zo spectaculair als het noorderlicht van begin november en begin december, toen het zelfs in Nederland te zien was.’

Het is geen toeval dat het noorderlicht de afgelopen maanden vaak te zien was, en ook een recordbrekende zonnevlam viel te verwachten. De zon maakt namelijk een actieve periode door in haar elfjarige cyclus.

Radiostoring

De straling van de zonnevlammen kan op verschillende manieren invloed hebben op aarde. De röntgenstraling zorgt er bijvoorbeeld voor dat er veel elektronen vrijkomen in de ionosfeer, de laag om de aarde op ongeveer 80 kilometer hoogte. Deze laag is belangrijk voor radiocommunicatie over lange afstanden in de luchtvaart. Door radiogolven via de ionosfeer te laten weerkaatsen, kun je ze namelijk grote afstanden laten afleggen. Deze techniek wordt ook gebruikt door radioamateurs.

Als er door een zonnevlam veel elektronen vrijkomen in een deel van de ionosfeer, dan worden de radiogolven daar geabsorbeerd, in plaats van weerkaatst. Radiocommunicatie is op die manier dan niet meer mogelijk.

De zon kent ook uitbarstingen van radiostraling. Die kan de radiocommunicatie op aarde ook verstoren, door die te overstemmen.

Satellieten

Een coronale massauitstoot kan naast het noorderlicht ook andere gevolgen hebben op aarde. De deeltjes kunnen de hoge atmosfeer verhitten, waardoor de luchtweerstand toeneemt. Dat kan gevolgen hebben voor satellieten die daar, in een relatief lage baan, om de aarde draaien.

In 2022 zorgde dit er bijvoorbeeld voor dat een aantal Starlink-satellieten van SpaceX naar beneden zakte en opbrandde in de atmosfeer. De allerzwaarste zonnevlammen kunnen ook dit effect hebben.

Beeld: NASA/SDO.

Stoomuitval

Daarnaast kan een coronale massauitstoot stromen van geladen deeltjes opwekken in de ionosfeer. ‘Die stromen kunnen vervolgens ook stromen induceren op aarde’, zegt Doornbos. Die stroom wil ergens doorheen bewegen en zoekt daarvoor de weg van de minste weerstand. In sommige gevallen is dat een hoogspanningskabel.

‘In uitzonderlijke gevallen kan dat problemen opleveren voor een elektriciteitsnet. Dat is een risico dat vooral bestaat in noordelijke gebieden’, zegt Doornbos. Dit gebeurde bijvoorbeeld in maart 1989 in Quebec in Canada. Deze provincie zat toen negen uur lang zonder stroom.

Dit zal in Nederland of België niet snel gebeuren, zegt Doornbos. Daarvoor liggen onze landen te zuidelijk. Bovendien hebben we een goed geleidende bodem en korte, fijnmazige elektriciteitsnetwerken. Daardoor is ons elektriciteitsnetwerk waarschijnlijk minder kwetsbaar.

Voorbereiden

‘Zonnevlammen en coronale massauitstoten kunnen dus gevolgen hebben op aarde. Maar die impact is lokaal en we kunnen ons erop voorbereiden’, zegt Doornbos. Elektriciteitsbedrijven kunnen er bijvoorbeeld voor zorgen dat ze voldoende reservecapaciteit gereed hebben om bij te schakelen als dat nodig is. Zo kan de eventuele klap opgevangen worden door het te verspreiden over het netwerk. En als er een zonne-uitbarsting dreigt, dan kunnen ze hun beveiligingssystemen extra goed in de gaten houden, om snel te reageren.

Dat betekent niet dat het nooit mis kan gaan. Doornbos: ‘We zouden te maken kunnen krijgen met nog veel krachtigere uitbarstingen waarbij er tegelijkertijd dingen misgaan op aarde, bijvoorbeeld in reactie van de elektriciteitsnetwerken. Ik vind het belangrijk om, samen met de elektriciteitsbedrijven en de overheid, verder te onderzoeken of het in zo’n situatie op grotere schaal eventueel ook bij ons kan misgaan.’

Ruimteweer voorspellen

Om goed voorbereid te zijn, geeft het KNMI naast verwachtingen van het weer op aarde ook voorspellingen voor het ruimteweer. De aankomst van een coronale massauitstoot is bijvoorbeeld redelijk te voorspellen. ‘Zo’n wolk doet er één tot vier dagen over om vanaf de zon de aarde te bereiken’, zegt Doornbos. ‘Zodra we het zien gebeuren kunnen we een inschatting maken van de aankomsttijd. En er is een satelliet die een halfuur van tevoren nog een extra waarschuwing geeft.’

Zonnevlammen zijn lastiger te voorspellen. Dat is als het voorspellen van aardbevingen, zegt Doornbos. ‘Je weet dat er een kans op is in een bepaald gebied, en als je naar voorgaande aardbevingen kijkt dan kun je inschatten hoe groot de kans is op een zware of juist zwakke aardbeving. Maar je kunt niet met zekerheid zeggen dat er op een bepaald moment een aardbeving, of zonnevlam, zal plaatsvinden.’

Dat gold ook voor de zonnevlam van 14 december. Daarvan werd van tevoren geschat dat er die dag slechts 10 procent kans was op een X-klasse zonnevlam.