Illustratie van de zon met doorzichtige lagen, waarin akoestische golven en plasma-opaciteit zichtbaar zijn, met een vergrootglas die een discrepantie in de gegevens benadrukt
Illustratie van de zon met doorzichtige lagen, waarin akoestische golven en plasma-opaciteit zichtbaar zijn, met een vergrootglas die een discrepantie in de gegevens benadrukt

Het feit dat de opaciteit van zonneplasma nog steeds niet klopt, geeft een collega die sterren onderzoekt wat meer context om samen te bekijken.

Het zonmysterie dat fysici nog steeds niet oplossen Verhaallijn en kernfeiten

Wetenschappers zijn al decennia bezig met het ontwikkelen van een nauwkeurig model van de zon, maar blijven botsen op onverklaarde tegenstrijdigheden. Het oorspronkelijke standaardmodel uit de jaren 80, ontwikkeld door John Bahcall, overleefde de zogeheten 'zonne-neutrinocrisis' dankzij nieuwe inzichten in neutrino-fysica. Toch bleef het model later wankelen door verbeterde spectroscopische metingen die de massa van koolstof en zuurstof in de zon met 30% naar beneden moesten bijstellen. Die correctie brak de interne consistentie van het model, omdat de voorspellingen niet langer aansloten bij gegevens uit helioseismologie — de studie van akoestische golven in de zon.

Helioseismologie fungeert als een soort medische scan van de zon, waarbij wetenschappers de interne structuur reconstrueren op basis van trillingen. Uit deze metingen blijkt dat huidige modellen de stralingsopaciteit — hoeveel röntgenstraling wordt geabsorbeerd door het plasma — met ongeveer 10% onderschatten, vooral rond de basis van de convectieve zone. Onafhankelijke experimenten bij het Sandia National Laboratory bevestigden grote afwijkingen: de gemeten opaciteit van ijzer wees variaties van 30% tot 400% op, afhankelijk van de golflengte.

Deze onzekerheid heeft verregaande gevolgen. Omdat stermodellen worden gekalibreerd op de zon, werkt een fout van 10% in opaciteit door in leeftijds- en massa-schattingen van andere sterren. Toekomstige missies zoals de Europese PLATO-satelliet, die in 2026 wordt gelanceerd, zijn daarom afhankelijk van een beter begrip van onze eigen ster. Pas als fysici de opaciteitskloof oplossen, kunnen we ook verre sterren met vertrouwen analyseren.

Feiten

  • Het zonne-model uit de jaren 80 van John Bahcall overleefde de 'zonne-neutrinocrisis' dankzij Nobelprijs-winnende ontdekkingen in neutrino-fysica.
  • In de jaren 2000 moest de massa van koolstof en zuurstof in de zon met 30% worden verlaagd, wat het model onstabiel maakte.
  • Metingen tonen dat huidige zonnemodellen de stralingsopaciteit met ongeveer 10% onderschatten bij de basis van de convectieve zone.
  • Experimenten bij Sandia National Laboratory toonden afwijkingen van 30% tot 400% in ijzeropaciteit, afhankelijk van de golflengte.
  • De Europese PLATO-satelliet, gepland voor lancering in 2026, is afhankelijk van nauwkeurige zonmodellen om leeftijden van andere sterren te bepalen.

Visuele nieuwsuitleg van Canto. AI-tools kunnen helpen bij de productie. Redactioneel beleid