planetweb.nl - een actuele nieuwssite over sterrenkunde, de planeten en de ruimtevaart.

Dansen op het ritme van de Zon

Door John den Haan op 19 augustus 2007 | Gearchiveerd in Zon | Bron: ESA |

Wetenschappers van de Ulysses-missie hebben bewezen dat de Aarde 'meedanst' op geluiden die diep in de Zon voortgebracht worden. Ze ontdekten dat het magnetische veld, de atmosfeer en diverse Aardse systemen allemaal meedoen met deze interplanetaire 'karaoke'. Deze opmerkelijke bevinding is door teamleden van het zogenaamde 'HISCALE'-experiment gepresenteerd.

David Thomson en Louis Lanzerotti werkten samen met Frank Vernon, Marc Lessard en Lindsay Smith. Zij laten in het onderzoek zien dat aparte, geïsoleerde tonen voorkomen in een groot aantal Aardse systemen. De oorsprong van deze lage tonen ligt waarschijnlijk in het binenste van de Zon, waar zij door de druk en de zogenaamde zwaartekrachtsgolven tot stand komen.

Door gebruik te maken van ingewikkelde statistiek toonden Thomson en collega's aan, dat deze golven ook voorkomen in Seismische signalen op Aarde. Het magnetische veld, de atmosfeer en zelfs de natuurlijk opgewekte stromen in oceaan-kabels, zingen allemaal mee met dit kosmische 'liedje'. Ondanks dat de tonen overal om ons heen zijn, zullen we ze nooit kunnen horen. Dit komt omdat de frequentie veel te laag is: waar ons oor tonen tot ongeveer 20Hz (20 trillingen per seconde) kan horen, hebben deze kosmische noten een frequentie van ongeveer 100-5000 µHz. 1 µHz komt overeen met 1 trilling per 278 uur. De tonen zijn dus 12 octaven te laag voor ons oor. Ter vegelijking: een muzikant stemt zijn instrumenten op een toon rond de 400Hz.

Ulysses in zijn baan rond de Zon

Volgens Thomson hebben gegevens van de Ulysses-ruimtesonde een belangrijke rol gespeeld in het bepalen van de oorsprong van de tonen. De technieken die op Aardse datasets toegepast zijn, werden eerst toegepast op metingen van interplanetaire deeltjes-stromen en interplanetaire magnetische velden, zoals deze zijn gedaan door Ulysses. Het verbazingwekkende was, dat deze gegevens niet willekeurig zijn, maar, net als Aardse signalen, bestaan uit een groot aantal discrete frequenties. Deze frequenties komen goed overeen met de frequenties die door theoretici voorspeld worden voor golven die door druk- en zwaartekracht ontstaan.

Een aantal van deze zogenaamde Zonne-oscillates is eerder waargenomen met de SOHO-sonde en een aantal gespecialiseerde netwerken op Aarde. Ze worden veroorzaakt door drukgolven in de Zon, en worden aangeduid als p-modes. De diepere geluiden, die overeen komen met de zwaartekrachtgolven (g-modes), zijn een stuk lastiger waar te nemen.

Sesimologen gebruiken geluidsgolven om het binnenste van de Aarde te onderzoeken. Op een dergelijke manier hopen wetenschappers deze g-modes ooit te kunnen gebruiken om de kern van de Zon te onderzoeken. G-modes zijn optisch onvindbaar, dus het bewijs van Thomson dat ze zich schuilhouden in interplanetaire data was een grote verrassing.

Het magnetische samenspel
tussen Aarde en Zon is zeer
complex

Het team onderzocht een breed scala aan datasets, van zowel natuurlijke fenomenen als technische systemen. Waar ze ook keken, ze vonden overal verstopte 'Zonne-tonen' in het gebied dat eerst werd aangeduid als 'achtergrondruis'. Thomson denkt dat de verklaring ligt in het magnetisme. Hij suggereert dat de g-modes opgepikt worden door de magnetische veldlijnen aan het zonne-oppervlak. Een deel van dit magnetische veld strekt zich via de zonnewind uit tot in het zonnestelsel. Op het moment dat de deeltjes in aanraking komen met het Aardmagnetisch veld, gaat dit meetrillen met deze deeltjes. Aangezien het magnetisch veld de Aarde tot in de kern binnendringt, gaat op deze manier de gehele Aarde 'meedeinen' op de kosmische beat.

Ulysses is een sonde van ESA en NASA, die door ESTEC, ESOC en JPL onderhouden wordt.