Wat beschermt de aarde tegen schadelijke zonnevlammen?

Drieënnegentig miljoen mijl verderop kan onze zon, een kolkende bol van gas en geladen deeltjes, grote schade aanrichten aan onze moderne wereld. Het gebeurde in 1989, toen een uitbarsting van hoogenergetische deeltjes stroomstoringen veroorzaakte aan de oostkust van Canada en de Verenigde Staten. Deze uitbarstingen, ook wel bekend als zonnevlammen, zijn een van de energierijke gebeurtenissen in het zonnestelsel. Hoewel zonnevlammen ruimtevoorwerpen zoals satellieten kunnen verstoren, beschermen de magnetosfeer en ionosfeer van de aarde het leven op het oppervlak van onze planeet.

In de loop van zijn geschiedenis hebben talloze zonnevlammen de aarde vernietigd. Gelukkig bieden de magnetosfeer en ionosfeer een dubbele beschermingslaag. Hoewel de aarde en haar bewoners veilig zijn voor zonnevlammen, hebben de objecten die we de ruimte in sturen, zoals spaceshuttles en sondes, deze beschermingslagen niet. Gewelddadige zonnevlammen, coronale massa-ejecties genoemd, kunnen aardmagnetische stormen op aarde veroorzaken. Deze stormen verstoren communicatie- en navigatiesatellieten, interfereren met elektriciteitsnetten en kunnen zelfs hoogvliegende vliegtuigen treffen. Omdat een groot deel van ons leven afhankelijk is van elektronische communicatie, zijn CME's een punt van zorg, ook al vormen ze geen directe bedreiging voor het leven.

Astronomen observeren al meer dan 2000 jaar zonnevlekken. Tijdens een zonnevlam concentreert het magnetische veld van de zon zich rond een zonnevlek, waardoor de normale stroom van zonne-energie wordt geblokkeerd. Wanneer die energie vrijkomt, flitst een uitbarsting van straling van de zon. Deze flare zit boordevol geladen deeltjes zoals elektronen en protonen, die met de straling de ruimte in razen. Omdat de zonnevlekken en zonnevlammen verwant zijn, volgen beide soorten gebeurtenissen een 11-jarige cyclus van activiteit.

De magnetosfeer van de aarde, de eerste beschermingslaag tegen zonnevlammen, voert de geladen deeltjes van de zonnevlam weg. Door de effecten van de zonnewind heeft de magnetosfeer een samengedrukte, bolvormige zijde die naar de zon is gericht, een dip nabij de polen van de aarde en een vloeiende staart die zich van de zon af uitstrekt. Het magnetische veld van de aarde blokkeert deze geladen deeltjes van het grootste deel van het oppervlak van onze planeet, terwijl de zonnewind ze naar de staart van de magnetosfeer duwt. In de dalen van het magnetische veld aan de polen verschijnt deze deeltjesvegende actie als de aurora's.

Terwijl de magnetosfeer geladen deeltjes blokkeert, stopt de ionosfeer, een hooggelegen laag van de atmosfeer van de aarde, de straling van zonnevlammen. Elke dag absorberen geladen gasdeeltjes in de 153 mijl diepe ionosfeer straling en voorkomen dat deze het aardoppervlak bereikt. Hoewel intens, met deze bescherming kan de energie van een zonnevlam onze planeet niet bestralen en mogelijk de planten en dieren op aarde beschadigen.