Je kent het waarschijnlijk wel: de aarde draait in 24 uur rond haar as, de maan doet er 27 dagen over. Simpele feiten die je op school hebt geleerd. Maar heb je je ooit afgevraagd hoe lang een volledige ‘dag’ duurt voor onze eigen zon? De meeste mensen verwachten een simpel antwoord, zoals een exact aantal dagen of uren. Maar hier wacht een fascinerende verrassing: de zon draait weliswaar, maar de duur van die rotatie is allesbehalve eenduidig. Wetenschappers kunnen niet zomaar één getal noemen, en de reden hiervoor is zo intrigerend als de zon zelf.
Het lijkt in eerste instantie zo eenvoudig: je observeert een punt op een hemellichaam, wacht tot het terugkeert naar dezelfde positie, en hebt je meting. Maar bij de zon ligt dit ingewikkelder. De zon is geen harde, solide bol zoals een planeet. Het is een gigantische bal van hete plasma, en die plasma beweegt continu, mengt zich, komt en gaat. Dit zorgt ervoor dat verschillende lagen en breedtegraden van de zon met uiteenlopende snelheden ronddraaien.
Hoe wisten we eigenlijk dat de zon bewoog?
Het begon allemaal in 1612 met Galileo Galilei. Terwijl hij de zon door zijn telescoop bestudeerde, ontdekte hij donkere vlekken op het oppervlak. Deze vlekken leken langzaam over de zonnedisk te bewegen. Dit kon maar één ding betekenen: de zon draaide.
Galilei schatte destijds de rotatieperiode van de zon op ongeveer 28 dagen. Dit was een van de eerste wetenschappelijke bewijzen dat onze ster geen statisch object was, maar een dynamisch, fysiek lichaam met eigen activiteit.
In de 19e eeuw werkte de Britse astronoom Richard Carrington aan nauwkeurigere metingen. Hij observeerde zonnevlekken binnen een specifieke zone, rond de 30 graden breedtegraad. Hij berekende dat de zon daar in ongeveer 27,3 aardse dagen ronddraaide. Dit getal werd in de astronomie een soort standaardreferentie, maar met een belangrijke kanttekening.
Waarom de metingen ‘vanaf de aarde’ misleidend kunnen zijn
Het grote probleem is dat de aarde zelf ook om de zon draait. Dus, wanneer we de rotatie van de zon observeren, zien we eigenlijk een complexer beeld waarin twee bewegingen samenkomen: de rotatie van de zon én de beweging van onze eigen planeet in zijn baan. Het is een beetje alsof je probeert te meten hoe snel een draaimolen draait terwijl je zelf op een andere draaimolen staat.
Daarom gebruiken astrofysici twee verschillende definities. Als we vanaf de aarde observeren, meten we de zogenaamde synodische periode. Deze omvat de extra tijd die nodig is voor de zon om onze planeet als het ware weer ‘in te halen’.
Als we de rotatie echter bekijken ten opzichte van een vaste achtergrond van sterren, zonder de invloed van onze eigen aardse beweging, krijgen we de stellaire (siderische) periode te zien. Dit is de werkelijke, fysieke rotatie van de zon.
Daarom zijn die 27,3 dagen van Carrington een synodisch getal. De werkelijke fysieke rotatie op diezelfde breedtegraad duurt ongeveer 25,4 aardse dagen.
De zon draait ongelijkmatig: sneller bij de evenaar, langzamer bij de polen
Het meest cruciale feit, dat veel mensen over het hoofd zien, is dat de zon geen enkele, vaste rotatieperiode heeft. Dit komt door differentieel draaien. Wat betekent dit? Simpel gezegd: de gebieden rond de evenaar van de zon draaien sneller dan de gebieden die dichter bij de polen liggen. Daar wordt de rotatie steeds langzamer naarmate je dichter bij de polen komt.
- Bij de equator kan de zon een volledige rotatie maken in ongeveer 24,5 aardse dag.
- Maar bij de polen kan dit proces vertragen tot wel 34 dagen of zelfs langer.
Deze ongelijke rotatie heeft enorme gevolgen. Het ‘rekt’, vervormt en verstrengelt de magnetische velden van de zon. De chaos en dynamiek van dit magnetische veld zijn uiteindelijk verantwoordelijk voor zonneactiviteit, zoals zonnevlekken, zonnevlammen, plasma-uitbarstingen en de geomagnetische stormen die soms onze communicatie en technologie op aarde kunnen verstoren.
Wetenschappers kijken dieper – en vinden nóg meer nuances
Met moderne astronomie beperken we ons niet meer tot het observeren van het oppervlak. We kunnen ook het innerlijk van de zon bestuderen. Dit doen we onder andere met helioseismologie. Dit is een techniek die de geluidsgolven analyseert die door de zon reizen, vergelijkbaar met hoe seismologisch onderzoek op aarde ons inzicht geeft in de structuur van onze eigen planeet.
Een andere methode maakt gebruik van het Dopplereffect. Door de verschuivingen in het lichtspectrum te meten, kunnen we de bewegingsrichting en snelheid van het zonmemateriaal bepalen.
Deze geavanceerde technieken hebben aangetoond dat de rotatie van de zon niet alleen afhangt van de breedtegraad, maar ook van de diepte.
- De buitenste convectieve zone (ongeveer een derde van de zonnestraal) gedraagt zich vergelijkbaar met het oppervlak: er is duidelijk sprake van differentieel draaien.
- Maar de diepere stralingszone gedraagt zich heel anders. Deze draait vrijwel als één vast lichaam, met een constante periode van ongeveer 26,6 dagen, ongeacht de breedtegraad.
Wat betreft de kern van de zon, de precieze gegevens zijn nog steeds onderwerp van onderzoek. Dit is een gebied waar de wetenschap nog grenzen tegenkomt, omdat onze huidige instrumenten beperkt zicht hebben op zulke extreme dieptes.
Dus, wat is nu het korte antwoord?
Als je het simpel wilt uitleggen: de zon draait ongeveer eens in de 25 tot 27 dagen rond, maar het exacte getal hangt af van of je telt vanaf de aarde of vanaf een vaste sterrenachtergrond, en op welke breedtegraad je meet.
Dit is precies waarom de zon zo fascinerend is. Zelfs haar ‘eenvoudige’ rotatie is dat niet. En juist dit complexe, ongelijke draaien is de motor achter veel van de spectaculaire ruimteverschijnselen, zoals de zonnewinden en geomagnetische stormen, die we hier op aarde soms observeren.
Wat vind jij het meest verrassende aan de manier waarop de zon draait?