25 Years Ago: Amazing Auroras from 1989's Great Solar Storm

Vijfentwintig jaar geleden deze week, verlichtte één van de meest spectaculaire weergaven van de aurora borealis, in de volksmond aangeduid als de "noorderlichten", de hemel over een groot deel van Noord-Amerika.

Het verbazingwekkende schouwspel werd toegeschreven aan een spectaculair grote zonnevlek die langzaam zichtbaar werd op het oostelijke deel van de zon op 5 maart 1989. Met een oppervlakte gelijk aan ongeveer 3000 miljoenste van de zonneschijf was dit de grootste plek die ooit was geweest gezien op zo'n hoge noorderbreedte op de zon.

De volgende dag produceerde deze gigantische zonnevlek een grote zonnevlam, gerangschikt als een X15; het was een van de meest intense fakkels ooit opgenomen, en was zo krachtig dat het de detectoren op de GOES-satelliet die het evenement opnam verzadigde. [Zie 25 Years Ago: Amazing Auroras from 1989's Great Solar Storm (Gallery).]

Subatomaire deeltjes uit zo'n grote lichtflits worden als een scherpe stroom uit een tuinslang de ruimte in geschoten. Als die stroom naar de aarde is gericht, botsen de deeltjes van de zon met moleculen en atomen van de atmosfeer van de aarde. Deze atomen worden tijdelijk ontdaan van een deel van hun elektronen door de botsing of bijna-botsing. De atomen absorberen energie in het proces en binnen een miljoenste van een seconde herwinnen ze hun verloren elektronen en stralen deze energie opnieuw uit in de vorm van licht van verschillende kleuren.

Helaas was het subatomaire materiaal van de X15-flare de dag ervoor net rond de ledemaat van de zon gekomen, maar niet 'geo-effectief', dat wil zeggen, de stroom miste de aarde. Maar de grote zonnevlek had nog meer verrassingen in petto. [Foto's: Zonnevlekken op de dichtstbijzijnde ster van de aarde]

Om 2 uur 's middags. EST op 10 maart, brak weer een grote uitbarsting uit - een X8 - een zeldzame vorm van overstraling omdat het gemakkelijk zichtbaar was als een flits van wit licht in de donkere zonnevlek. Wat belangrijker was, was dat deze gloed dichtbij de centrale meridiaan van de zon was, wat betekent dat zijn scherpe stroom energetische deeltjes direct op de aarde was gericht.

Om 13.00 uur EST op 13 maart arriveerde de eerste golf van subatomaire deeltjes op de magnetische polen van de aarde, waardoor een ongelooflijke weergave van het noorderlicht ontstond die bijna twee dagen duurde. De show was niet constant, maar leek te ebben en in intensiteit te vloeien. Zo krachtig was de explosie van deeltjes die werden uitgestoten door de X8-flare, waardoor deze de aurora-zone van zichtbaarheid verlegde - meestal beperkt tot centraal en noordelijk Canada - tot ver in het zuiden van Honduras en het Caribische eiland Dominica. (Auroras zijn daar gemiddeld slechts één keer per duizend nachten te zien.)

De bijbehorende geomagnetische storm was zo sterk dat diezelfde dag op het stroomnet van Quebec een stroomstoot veroorzaakte en elektriciteit de hele Canadese provincie uitsloeg.

Een persoonlijke herinnering

Ik woonde in Levittown, NY, toen mijn telefoon kort na middernacht op de ochtend van 13 maart ging. Een kennis die in Boonton (NJ) woonde, belde om me te waarschuwen dat hij dacht dat hij naar een aurora op de noordelijke horizon keek .

'Ik verontschuldig me dat ik zo laat heb gebeld,' zei hij, 'maar er is een vreemde gloed die ik zie en ik weet niet precies wat het is. Ik denk dat het een aurora is die begint en dat je het misschien wilt controleren uit."

Bleary eyed (mijn vrouw Renate en ik sliepen toen het telefoontje kwam), ik hief de jaloezieën op het raam van mijn slaapkamer, die recht tegenover het noorden stonden. Ik merkte meteen ook een vreemde gloed aan de horizon. Ik besloot toen mijn vriend Sam Storch (een toegewijde amateur-astronoom) te bellen die in de nabijgelegen stad North Merrick woonde en vroeg hem om zijn noordelijke hemel te controleren; hij bevestigde ook dat er iets heel anders was in tegenstelling tot de typische roze waas veroorzaakt door lokale straatverlichting.

Plotseling, en zonder enige waarschuwing, schoot de amorfe horizongloed omhoog om de hele noordelijke hemel te bedekken met een schitterende groenachtige tint. Wij (Renate en ik, evenals Sam en zijn vrouw) begonnen te schreeuwen: "BLIJK DAT !!! Ik geloof het niet !!!"

Toen realiseerden we ons dat het uitzicht nog beter zou zijn als we buiten waren, Renate en ik gooiden snel onze winterjassen op en renden onze achtertuin in waar we naar een ongelooflijke weergave van licht en kleur hapten en nu meer dan driekwart van de hemel bedekken . Binnen een paar minuten werden de diffuse vormen vervangen door scherp gedefinieerde rode stralen, eerst in het zuiden, en later verspreid door het oosten en westen naar het noorden. De piek vond plaats tussen 1 en 3 uur 's ochtends, toen golven van pulserend licht soms opdreven tot het punt direct boven het hoofd. [Aurora Guide: Hoe het noorderlicht werkt (Infographic)]

Meer volgt

Het noorderlicht hield aan door de schemering en was verbazingwekkend nog steeds sterk landelijk toen de zon later die avond onderging. Briljante rode stralen sierden de hemel boven New Orleans, waardoor lokale tv- en radiostations hun reguliere programma's binnendrongen om mensen te waarschuwen voor een hemelse show die je zelden ziet aan de Gulf Coast.

Misschien was het meest ongewone aurora-verhaal de Amarillo, Texas, brandweer. Toen de duisternis viel, meldden stedelingen een mysterieuze, felle rode gloed in de noordelijke hemel. In de veronderstelling dat de gloed misschien was veroorzaakt door een groot bosbrand in de buurt van de Canadese rivier, ongeveer 30 mijl (48 kilometer) naar het noorden, werden brandweerwagens gestuurd om te onderzoeken om later te ontdekken wat de mysterieuze rossige gloed eigenlijk was.

De variaties in het magnetisch veld van de aarde troffen ook stroomonderbrekers op het elektriciteitsnet van Hydro-Québec. Om 2.45 uur EST verloor een groot deel van de provincie van Quebec plotseling elektrische stroom; zes miljoen mensen werden getroffen en de daaruit voortvloeiende black-out duurde meer dan 9 uur.

En de Quebec Blackout was zeker geen lokale gebeurtenis. New York Power verloor 150 megawatt op het moment dat het elektriciteitsnet van Quebec ten onder ging. De New England Power Pool verloor op ongeveer hetzelfde moment 1.410 megawatt.De service aan 96 elektrische nutsvoorzieningen in New England werd onderbroken terwijl andere reserves van elektriciteit online werden gebracht. Gelukkig hadden de Verenigde Staten destijds de macht om te sparen, maar nauwelijks. Over het hele land van kust tot kust kwamen meer dan 200 problemen met het elektriciteitsnet uit binnen enkele minuten na het begin van de storm van 13 maart. Gelukkig veroorzaakte geen van deze een black-out.

Zou het opnieuw kunnen gebeuren?

Momenteel bevinden we ons in zonnecyclus 24, de 24e zonnecyclus die teruggaat tot 1755. Tot nu toe is cyclus 24 een van de zwakste en minst actieve sinds 1906. Hoewel het volgende maximale zonne-energie - dat dit jaar nog steeds kan gebeuren - mogelijk niet produceert ongewone geomagnetische activiteit zoals in 1989, is er nog steeds een behoefte om strategieën te ontwikkelen voor het omgaan met de terrestrische schade die een andere, zeer krachtige zonnevlam kan toebrengen.

In 2008 bracht de National Academy of Sciences een studie uit die grotendeels betrekking had op veel van de sociaaleconomische consequenties van ruimtestormen. "Er is geen ander rapport als dit voor ruimteweer geweest", aldus Daniel Baker, een ruimtefysicus aan de Universiteit van Colorado in Boulder's Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP). "En wat we ontdekten was dat ruimteweer op een aantal verrassende manieren vele industrieën treft."
De kansen op een echt verwoestende stroomuitval door ruimteweer blijven laag, aldus het rapport. Maar als er zich een voorval voordoet, dan waarschuwt dit, dat de afhankelijkheid van de moderne samenleving van elektriciteit om alles van bancaire systemen tot drinkwatervoorzieningen te handhaven, inderdaad een nationale - zo niet internationale - noodhulp kan veroorzaken die miljarden dollars kost gedurende jaren van herstel.

Ik zal hier afsluiten met een citaat van de late zonne-waarnemer, Herbert Luft. Herb hield bijna 70 jaar lang de zon in de gaten, beginnend als een jonge man in het vooroorlogse Duitsland, vervolgens naar Zuid-Amerika en uiteindelijk naar de Verenigde Staten, waar hij en zijn vrouw Hilde zich uiteindelijk vestigden. Ik kende Kruid persoonlijk en keek soms terwijl hij zijn dagelijkse zonnevlekobservatie maakte met behulp van een relatief kleine (54 mm) brekende telescoop. Herb zei vaak: "Ik ben alleen hier om te observeren, niet om te voorspellen!" Na bijna zeven decennia van het kijken naar de zon, was zijn mantra eenvoudig:

"Je weet nooit van de ene op de andere dag wat de zon kan doen."

Joe Rao is instructeur en gastdocent in het Hayden Planetarium in New York. Hij schrijft over astronomie voor tijdschrift Natural History, de Almanac van de boer en andere publicaties, en hij is ook een meteoroloog op de camera voor News 12 Westchester, N.Y.