Zonneruptie geïnitieerd door een komeet
Zonneruptie geïnitieerd door het passerende van een komeet
23 december 2004
Frédéric Deroche heeft me gewezen op een website:
http://www.jmccanneyscience.com
die van Jim Mac Canney is, die interessante video's toont die verwijzen naar het passerende van kometen in de buurt van de Zon. Deze beelden zijn gemaakt met een coronograaf, een eenvoudig apparaat waarbij het beeld van de Zon wordt afgedekt door een schijf aan het eind van een stok (zichtbaar). Dan is de structuur van de zonnekorona zichtbaar. Een komeet vertegenwoordigt een zeer kleine massa in verhouding tot de Zon. Halley heeft de afmetingen van een heuvel en is minder massief. Het gravitatie-effect, het getijde-effect, kan dus als vrij verwaarloosbaar worden beschouwd. Maar de komeet, terwijl hij de Zon nadert, passeert een zeer intens zonnewind. Dan kan men denken dat hij een grote elektrische lading opneemt. In de film ziet men dat op het moment dat de komeet zeer dicht bij de Zon is, een zonneruptie van grote intensiteit optreedt. Men kan denken dat de trigger elektromagnetisch van aard zou kunnen zijn. Hieronder eerst een paar afbeeldingen uit de film:
Direct voor het ontstaan van het fenomeen
Zeer snelle ontleding van de zonneruptie
Voor het voltooien van de eruptie
De komeet verwijdert zich
Om de film te bekijken (mpeg 2 megabytes)
Dit is een geïnitieerde zonneruptie. We weten dat deze fenomenen een effect hebben op het aardse klimaat. Het is niet onmogelijk dat de brokstukken van een object dat is gebroken door getijde-effecten op een dag massaal de Zon zullen aantreffen, en haar een tijdelijke, maar misschien extreem intense, zelfs schadelijke activiteit zullen geven. We kennen dit geheel van fenomenen nog vrij slecht, net zoals we de elektromagnetische interacties tussen planeten en vrije objecten slecht inschatten. Uit het onderzoek naar palaeomagnetisme blijkt dat er grote veranderingen in de aardse magnetische geometrie zijn geweest. Wat zou deze fenomenen kunnen veroorzaken? We kunnen eerst een ding benadrukken: de oorsprong van het aardse magnetisch veld is nog steeds onduidelijk. De lezer heeft waarschijnlijk vaak gehoord over het "magnetische effect". Dat blijft ... een woord. Ik heb enkele jaren geleden een lezing bijgewoond in Marseille van een astrofysicus die zich gespecialiseerd had in dit soort onderzoek. Na afloop was het duidelijk dat de theoretici in een halve eeuw geen stap vooruit waren gekomen. Als we niet weten waarom de Aarde een magnetisch veld heeft, hoe kunnen we dan een fenomeen bedenken dat dat veld zou kunnen omkeren?
Persoonlijk denk ik dat we slechts gedeeltelijk kennis hebben van de objecten die het zonnestelsel vormen. We hebben gegevens over objecten die rustig op hun banen blijven: planeten en satellieten, maar we weten weinig over mogelijke vrije objecten die verstoringen kunnen veroorzaken. Wat we weten, sinds de onderzoeken van J.M. Souriau, is waar het zonnestelsel naartoe tendeert: naar een ontspannen staat, waarbij ook het gouden getal een rol speelt. In deze ontspannen staat tendeer de planeten zich in één vlak te lokaliseren: het vlak van de ecliptica. De banen worden cirkelvormig. De rotaties van de planeten en satellieten richten zich uit. Wat het spel bepaalt, zijn de getijde-effecten, die dissipatief zijn, helaas moeilijk te beoordelen en te modelleren. Er zijn analyse van het zonnestelsel uitgevoerd met veel gebruik van computers, waarbij planeten en andere objecten werden voorgesteld als bolvormige lichamen met constante dichtheid. Dan kunnen "chaotische fenomenen" de as van planeten doen kantelen, enzovoort. En men schrijft dat het leven zich niet zou kunnen ontwikkelen op een planeet die niet vergezeld wordt door een maan zoals de onze, omdat de "chaotische fenomenen" onvoorspelbare kantelingen van de rotatie-as zouden kunnen veroorzaken.
Ik ben het eens met Souriau die zegt dat deze aanpak niet geldig is omdat die geen rekening houdt met de dissipatieve fenomenen. Wat moet men daarmee bedoelen? Neem eerst een voorbeeld van een binaire systeem dat a priori niet dissipatief zou zijn. Dat is het tweetal Pluto-Charon. Die zouden om een gemeenschappelijk zwaartepunt moeten draaien "in elkaars ogen kijkend", op een "plutostationaire" manier. Elk hemellichaam vervormt het andere volgens een ellipsoïde waarvan de lange as naar het andere object wijst.
Maar als het gaat om objecten die om een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien en die zelf ook een eigen rotatie hebben, dan wordt hun oppervlak, en zelfs hun gehele massa, door een soort "dichtheidsgolf" bewogen. Dat is ... een vage term. De Maan vervormt dus het aardoppervlak door een golf van een meter hoogte te creëren (die de Aarde in 24 uur omcirkelt). De Maan geeft de Aarde permanent de vorm van een uitgestrekte ellipsoïde. Als de Maan op 40.000 kilometer van de Aarde zou draaien, zou ze geosynchronisch zijn. De aardgolf zou stationair zijn en er zou geen dissipatief fenomeen zijn. Maar dat is niet het geval. De Maan draait rond de Aarde in 28 dagen, terwijl de Aarde zichzelf ... 28 keer sneller om haar as draait. Ze trekt dus deze "aardgolf" mee. Bovendien verandert deze lichte dipool de baan van de Maan, zoals een paardenspeler in een draaimolen die aan de leiband trekt om het paard te dwingen sneller te lopen. De Aarde geeft energie aan de Maan, die dus elke jaar 4 cm verder van ons af beweegt. Omgekeerd vertraagt onze maan de rotatie van de Aarde. De dagen waren in het verleden korter.
De relatieve beweging van deze dichtheidsgolf, deze golf die de Aarde in 24 uur overspoelt, impliceert een menging, dus een verwarming en uiteindelijk een energieverlies door straling.
De twee objecten interageren. Momenteel toont de Maan een trillingsbeweging, die libratie heet, waardoor de Maan niet 50% van haar oppervlak toont, maar 59%. Eerder draaide de Maan waarschijnlijk zelf om haar as. Als ze als uitwerpsel ontstond na een botsing met de Aarde, had ze misschien een magma, of in elk geval was haar vloeibaarheid groter. De evolutie van het systeem Aarde-Maan blijft te modelleren. Het is inderdaad pas sinds een relatief recente tijd dat de hypothese van de vorming van de Maan na een botsing tussen de Aarde en een hemellichaam van de grootte van Mars weer opkwam. De massa-verdeling van de Maan toont geen sferische symmetrie. De Maan heeft een "zware kant". Dat past bij de hypothese dat de Maan, toen ze zich vormde, een relatief vloeibaar object kon zijn. Zo konden de dichtste soorten naar het centrum migreren, en bijgevolg ook naar de kant die naar de Aarde is gericht. Vervolgens kon het maanmagma alleen maar afkoelen tot het stolt, wat wordt aangegeven door de constatering van de afwezigheid van maanbevingen.
Laten we terugkeren naar het zonnestelsel. Io draait zeer dicht bij Jupiter en draait ook zelf om haar as. Jupiter probeert Io een lichtelijk ellipsvormige vorm te geven (altijd een uitgestrekte ellipsoïde). De rotatie van Io veroorzaakt een menging van het hemellichaam. Daar is het dissipatieve fenomeen direct zichtbaar: het onderhoudt een intens vulkanisme op Io. Het magma van Io zal niet kunnen afkoelen, omdat het continu energie ontvangt door het "mengen" dat Jupiter haar "dagelijks" oplegt (in het tempo van de rotatie van Io om haar as, in 1,77 aardse dagen). Astronomen denken dat het mengen van Io ook kan worden toegeschreven aan de aanwezigheid van haar zusters Europa en Ganymede.
Dissipatieve mechanismen brengen systemen naar toestanden waarin de energie-uitwisseling minimaal is. Als we een planetair systeem hebben met een ster en twee planeten die eromheen draaien met perioden T1 en T2, zullen deze interageren door het vloeibare materiaal van de ster als "antenne" te gebruiken. Ze zullen de oppervlakte van de ster vervormen, wat de geometrie van het gravitatieveld verandert. Het systeem evolueert tot het moment dat de banen overeenkomen met een toestand van minimale energie-uitwisseling, dat wil zeggen tot het moment dat de verhoudingen van de perioden overeenkomen met het "minst resonante getal", meer bekend als het gouden getal.
Als een systeem bestaat uit meerdere planeten, dan zorgen de dissipatieve effecten ervoor dat de planeten zich in cirkelvormige banen plaatsen, verdeeld volgens de gouden wet van Souriau:
1,9n
De wet van Titus-Bode is:
2,4 (0,4 + 0,3 x 2n)
Hieronder worden de twee wetten vergeleken:
Wetten, in logaritmische coördinaten.
Maar het zonnestelsel komt niet precies overeen met deze of deze wetten. Er zijn afwijkingen. Het systeem heeft een asteroidengordel. Pluto draait in een vlak dat aanzienlijk afwijkt van dat van de ecliptica. De baan van Uranus ligt volledig in dat vlak, enzovoort. Waar komt dit vandaan? Wanneer is dit gebeurd? We weten het niet, net zoals we niet weten hoe oud de ... ringen van Saturnus zijn. We weten alleen dat deze ringen zich binnen de Roche-sfeer van de planeet bevinden, het gebied binnen welke een lichaam dat alleen door gravitatie aan elkaar wordt gehouden, zou worden verpletterd. Saturnus heeft een diameter van 120.660 km. De diameter van zijn Roche-sfeer is dus 2,5 x 10.660 = 300.000 km. Inderdaad, de diameter van ring D, ontdekt in 1969 door de Franse astronoom Pierre Guérin met het telescoop op de Pic du Midi, ligt op 141.000 km van het centrum van Saturnus. Het is dus mogelijk dat deze ringen het restant zijn van één of meerdere satellieten die door de slijtage van hun banen in deze regio zijn doorgedrongen en zijn verpletterd. Maar wanneer? Raadsel. De ringen van Saturnus kunnen tienduizend jaar oud zijn of miljarden jaren.
Het is goed om ons bewust te zijn van onze onwetendheid. Evenzo weten we niet echt hoe het zonnestelsel zich heeft gevormd, of het nu planetoïden zijn of niet. Het uitvinden van een woord heeft een probleem nog nooit afgesloten. Ik herinner me dat Pierre Guérin me minder dan tien jaar geleden zei: "Weet je, als je overal vertelt dat de Zon is ontstaan in een sterrenhoop, dan word je niet populair." Toen was de dominante theorie die van een geïsoleerde geboorte. Waarom? Wie weet. Waarschijnlijk een "consensus-effect". Op een dag publiceerde de wetenschapsjournalist Serge Jodra een artikel in Ciel et Espace met de titel "Maar waar zijn de zusters van de Zon gebleven". Vandaag is de consensus verschoven ten gunste van een geboorte van de Zon in een sterrenhoop. Hoeveel waren er, wat waren hun massa's? Moeilijk te zeggen. Jodra gaf een schatting van twee honderd, zomaar.
Wat we kunnen veronderstellen is dat in een jonge hoop van dit soort de interacties tussen recent gevormde objecten, in de vorm van proto-sterren, intens konden zijn. Met twee extreme mechanismen: het "cannibalisme" en het slinger-effect. Cannibalisme is makkelijk voor te stellen. Het slinger-effect geeft de lichtste objecten een snelheidsexces, die hen kan uitwerpen uit de hoop (zoals het zonnestelsel de kleinste brokstukken heeft uitgeworpen, die zijn verdwenen in het interstellaire ruimte of hebben gevormd die verre buitenwijken waar "komen" kometen en asteroiden). In deze optiek zouden de lichtste sterren de eerste zijn die de hoop verlaten. Daar ziet men de manifestatie van een tendens naar thermodynamisch evenwicht. Deze proto-zonnestelsels gedragen zich als moleculen van een gas. Hun interacties met uitwisseling van kinetische energie zorgen ervoor dat hun snelheidsverdeling een Gauss-vorm krijgt, een klokvorm, met dus snelle objecten die ... de hoop verlaten. Voeg het schuifeffect toe dat ontstaat door de rotatie van de hoop rond de melkweg. Die vervormt uiteindelijk als een inktvlek die op een roterend vloeistofoppervlak wordt geworpen.
De botsingen tussen proto-zonnestelsels geven hun gashoeve en stofmantel een hoekmoment, dat deze systemen behouden, nadat de sterren zich verspreid hebben over de gehele melkweg.
Wat we niet weten, maar wat ik vrij goed kan voorstellen, zijn de intense elektromagnetische fenomenen die in deze proto-planetaire systemen konden heersen, waarbij hemellichamen elektrisch lading opnamen door het doorsteken van stof. Toen het zonnestelsel zich vormde, moesten de proto-planeten door een stof- en molecuulwolk bewegen waarin stormen moesten plaatsvinden die misschien onze verbeelding te boven gaan.
In zijn artikel suggereerde Jodra dat de oorspronkelijke hoop, waaruit onze Zon is voortgekomen, een of meer zware sterren kon bevatten, met korte levensduur, die precies de proto-sterren hun lading van stof hebben gegeven, bestemd om later de aardse planeten te vormen. Wanneer zware sterren van 20 of meer zonnemassa's exploderen, is het moeilijk te zeggen wat er met hun ijzeren kern gebeurt. Toen de ster SN 1987A explodeerde, de enige supernova die "dichtbij" kon worden waargenomen, in de Magelhaanwolk, een sterrenstelsel heel dicht bij het onze, raakte het residu van de explosie, dat twee prachtige rookringen leek te vormen, de astrofysici in grote verwarring. Zo kan een supernova die explodeert in het heelal... alles versturen, zelfs grote brokken ijzer. Een van hen zou misschien, zo denk ik, het huidige metaalrijke kern van de Aarde vormen.
Wat is de waarde van het magnetisch veld dat heerst in het hart van een zware ster? Het is waarschijnlijk belangrijk, gezien pulsars worden beschouwd als onthulde kernen van zware sterren. Zij zijn geworden tot neutronensterren, die snel om hun as draaien. Ze stralen elektromagnetische golven uit. Waarom? Omdat een roterend magnetisch dipool straling uitzendt. Als de ijzeren kern van de zware ster niet is veranderd in een neutronenster, kan hij zijn gespleten in vele brokken. Is dit de oorsprong van ijzeren meteorieten? Stemt de dichte kern van de Aarde overeen met een botsing tussen een "normale" Aarde, waarvan het magma rustig afkoelde, en een losse brokstuk van de kern van een zware ster? In die omstandigheden zou het magnetisch veld van de Aarde misschien simpelweg het magnetische moment zijn van het ijzeren stuk dat de jonge Aarde heeft opgegeten? Dan zou er niets zijn dat vereist dat dit magnetische moment overeenkomt met de rotatieas van de Aarde, maar we kunnen veronderstellen dat, door interactie met het magma, de twee rotaties tendeerden om uit te lijnen.
Alles dit maakt veel "als" en voedsel voor de planetologen. Wat we verder kunnen veronderstellen is dat het zonnestelsel af en toe bezocht wordt door ijzerbrokstukken, brokstukken van de kern van een zware ster die is geëxplodeerd. Deze fragmenten zouden een magnetisch moment hebben dat misschien sterk genoeg is om, tijdens hun voorbijgang, een kanteling van de magnetische polen van de Aarde te veroorzaken, zelfs als de getijde-effecten veroorzaakt door de relatief kleine massa van deze objecten een verwaarloosbaar effect op de planeet hadden, buiten deze sterke verandering in de magnetische geometrie.
Daar doet deze film me aan denken, die de zonneruptie toont die wordt veroorzaakt door het schuiven van een kleine komeet: een scenario waarbij het elektromagnetische effect overheerst boven het zuiver gravitatie-effect, het getijde-effect.
We kennen de zogenaamde "precessie van de equinoxen", ontdekt door Hipparchus in de tweede eeuw voor Christus. De rotatieas van de Aarde draait, beschrijft een kegel, met een periode van 26.000 jaar. Dat is wat een gyroscoop zou doen als zijn rotatiesnelheid constant zou zijn. Zijn as zou een kegel beschrijven. Dat is zijn manier om te reageren op de aardse zwaartekracht, die zijn as horizontaal wil plaatsen. Een gyroscoop waarvan de rotatiesnelheid afneemt, heet een draaimolen. De rotatieas van de draaimolen beschrijft geen kegel, maar de bewegende top van de as beschrijft een spiraal die is ingetekend op een halve bol. Deze spiraal wordt steeds breder, tot de draaimolen uiteindelijk op zijn steun komt te liggen.
De Aarde heeft een equatoriale uitstulping. Deze massa-verdeling zorgt ervoor dat ze deze uitstulping in het maanbaanvlak en in het aardbaanvlak wil plaatsen. Alles interageert krachtig en uiteindelijk zouden de twee vlakken moeten samenvallen, net zoals alle baanvlakken van planeten en satellieten met het