De zon is onze dichtstbijzijnde en ogenschijnlijk goed bestudeerde kosmische buurman. Toch herbergt de chromosfeer, de middelste laag van de atmosfeer, nog talloze geheimen. Juist hier ontstaan dunne, langgerekte structuren – fibrillen – die als draden de magnetische velden van de zon verbinden en energie naar hogere lagen transporteren. Inzicht krijgen in hoe dit precies werkt, betekent een stap dichter bij het oplossen van een van de grootste raadsels in de astrofysica: waarom de corona van de zon honderden malen heter is dan het zichtbare oppervlak.
Onlangs hebben wetenschappers van de Amerikaanse National Solar Observatory (NSF NSO) een belangrijke sprong voorwaarts gemaakt. Zij maakten gebruik van unieke data van de krachtigste zonnetelescoop ter wereld – de Daniel K. Inouye Solar Telescope op Hawaï – en pasten de 'K-means clustering'-methode voor machinaal leren toe. De resultaten van het onderzoek, dat begin juli 2026 werd gepubliceerd, zijn indrukwekkend: men slaagde erin om aanzienlijke rekenbeperkingen te omzeilen en gedetailleerde kaarten te maken van de temperatuur, dichtheid en plasmastromen in de chromosfeer.
Stel je voor: de zonnechromosfeer is een kolkende oceaan van gloeiend gas, doorkruist door magnetische velden. Fibrillen strekken zich uit over duizenden kilometers en volgen daarbij de horizontale lijnen van het magnetisch veld. Voorheen waren voor het ontcijferen van spectrale data en het vertalen daarvan naar fysieke parameters (zoals temperatuur, snelheid en dichtheid) uiterst complexe 'non-LTE'-berekeningen nodig, waarbij rekening gehouden moet worden met de interactie tussen straling en atomen op elk atmosferisch niveau. Dergelijke berekeningen konden zelfs op de krachtigste computers onaanvaardbaar veel tijd in beslag nemen.
Het team onder leiding van dr. Sanjay Gosain koos voor een vindingrijke aanpak. Het K-means algoritme groepeerde duizenden individuele spectrale profielen uit waarnemingen in de calciumlijn (Ca II 854,2 nm) tot slechts 50 'typische' vertegenwoordigers. Deze profielen vormden een uitstekend vertrekpunt voor verdere analyse. Hierdoor werd de gegevensverwerking vele malen versneld en bleken de resulterende kaarten vloeiender en nauwkeuriger.
Wat hebben de onderzoekers precies kunnen waarnemen? Langs een enkele fibril daalt de temperatuur met ongeveer 1000 K vanaf de hete 'voetpunten' bij het oppervlak naar het midden toe. Aan de randen zijn scherpe overgangen zichtbaar: over een afstand van slechts één megameter kan de temperatuur honderden graden dalen. Dit wijst erop dat fibrillen uitstekend worden geïsoleerd door magnetische velden en nauwelijks warmte uitwisselen met hun omgeving. Dichtere en koudere gebieden vertonen meestal neerwaartse plasmastromen – de materie lijkt als het ware terug naar het oppervlak te stromen. Hete zones zitten daarentegen vol microturbulentie, wat duidt op golven of schokprocessen die waarschijnlijk de atmosfeer verhitten.
Deze waarnemingen bieden theoretici belangrijke kaders voor hun modellen. Het is nu mogelijk om nauwkeuriger te toetsen hoe fibrillen ontstaan en hoe zij massa en energie transporteren. Bovendien effent deze methode, die data van de Inouye Telescope combineert met machinaal leren, de weg voor de verwerking van enorme hoeveelheden informatie uit toekomstige observaties.
De zon blijft ons verbazen. Elk nieuw instrument en elk nieuw algoritme brengt ons dichter bij het begrijpen van hoe onze ster leeft en welke invloed zij heeft op de aarde. En dit is pas het begin – er liggen nog veel meer ontdekkingen in het verschiet in de dynamische en raadselachtige wereld van de zonneatmosfeer.
