Voor zover bekend bekeek de Italiaanse geleerde Galileo Galilei als eerste het heelal door een telescoop. Zo kwam hij in de zeventiende eeuw meer te weten over de planeten in ons zonnestelsel en ontdekte hij nieuwe manen. Maar zijn belangstelling ging ook uit naar de zon; daar richtte hij in 1612 zijn kijker op.

Sinds die eerste observaties van Galileo zijn wetenschappers heel wat meer te weten gekomen over de ster die het middelpunt van het zonnestelsel vormt. Zonnetelescopen werden in de loop der eeuwen groter en beter. Sinds een aantal decennia is het mogelijk om de zon te observeren met satellieten in de ruimte.

Toch zijn er nog genoeg vragen onbeantwoord gebleven. Voor de Europese ruimtevaartorganisatie ESA was het reden om vorig jaar februari een satelliet te lanceren met een scala aan telescopen en meetinstrumenten aan boord. Het ruimtevaartuig zal de zon dichterbij dan ooit fotograferen. Het zal de eerste close-up­opnamen maken van beide polen van de zon, en meten welke geladen deeltjes de zonnewind bevat. Met al die opnamen en metingen hopen onderzoekers antwoord te krijgen op vragen die al jaren leven.

Raadsels

Een van de grootste raadsels is hoe de temperatuur in de buitenste laag van de atmosfeer, de corona, kan oplopen tot ongeveer 1 miljoen graden Celsius terwijl de zon aan het oppervlak ‘slechts’ 5500 graden is. Wat veroorzaakt die gloeiende hitte?

Verder is bekend dat de geladen deeltjes in de zonnewind snelheden bereiken van 800 kilometer per seconde. Wat maakt ze zo snel?

Een ander raadsel is het gegeven dat de zonneactiviteit over een periode van elf jaar toe- en afneemt. Wetenschappers denken dat het magneetveld van de zon de drijvende kracht is achter die zonneactiviteit, maar wat veroorzaakt die cyclus in het magneetveld? De poolgebieden zouden cruciaal zijn voor een beter begrip van dit magneetveld, maar die zijn nog nooit van dichtbij waargenomen. De Solar Orbiter zal er als eerste een blik op werpen.

De ESA lanceerde de satelliet op 10 februari 2020. Het eerste jaar van de missie zit er dus op. Het is de bedoeling dat de Solar Orbiter de zon zeven jaar observeert, waarna de missie met drie jaar kan worden verlengd. Het ruimtevaartuig draait in een ellipsvormige baan om de zon en komt elke vijf maanden ‘in de buurt’.

Tijdens de missie zal het ruimtevaartuig het oppervlak tot op zo’n 42 miljoen kilometer naderen. Dat is ongeveer een kwart van onze afstand tot de zon en ruim binnen de baan van Mercurius, de planeet die het dichtstbij staat.

Kampvuurtjes

Dat de opnamen en metingen van de Solar Orbiter inderdaad nieuwe kennis opleveren over de zon bleek afgelopen zomer al toen de satelliet nog maar net in bedrijf was. De foto’s brachten aan het licht dat er minizonnevlammen bestaan, zo klein dat ze op aarde niet te zien zijn. De zonnevlammen die vanaf de aarde waarneembaar zijn, blijken uitbarstingen aan het oppervlak die grote hoeveelheden geladen deeltjes de ruimte in slingeren.

De mini-uitbarstingen die de Solar Orbiter registreerde, zijn lang niet zo indrukwekkend als de kilometers grote steekvlammen. Maar voor de ontdekking van de ‘kampvuurtjes’ bestonden er al theorieën dat talloze van die kleine uitbarstingen bijdragen aan de extreem hoge temperatuur van de corona.

„Op de eerste foto’s zien we al interessante nieuwe verschijnselen”, aldus ESA-wetenschapper Daniel Müller. „We hadden echt niet van het begin af aan op zulke fantastische resultaten gerekend.” De opnamen en metingen van de Solar Orbiter zullen onderzoekers vast nog wel vaker voor verrassingen stellen, en stukje bij beetje meer zicht geven op de ster die het middelpunt vormt van ons zonnestelsel. Ongetwijfeld zullen ze ook nieuwe vragen opwerpen.