Karmaşık bir koronal ağın doğrudan gözlemleri, hangi mekanizmanın güneş rüzgarını harekete geçirdiğine dair önemli bir ipucunu ortaya çıkarır.

Almanya’daki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’nün (MPS) liderliğindeki bir araştırma ekibi, ABD hava durumu uyduları GOES’ten alınan gözlemsel verileri kullanarak güneşin en inatçı sırlarından birini açığa çıkarmak için önemli bir adım attı: Yıldızımız dünyayı nasıl fırlatıyor? uzaya güneş rüzgarını oluşturan parçacıklar? Veriler, güneş koronasında araştırmacıların şimdiye kadar çok az erişime sahip olduğu kilit bir bölgenin benzersiz bir görünümünü sunuyor.

Ekip ilk kez uzun, iç içe geçmiş plazma yapılarından oluşan dinamik bir ağ benzeri ağ yakaladı. Diğer uzay sondalarından ve kapsamlı bilgisayar simülasyonlarından elde edilen verilerle birlikte, net bir resim ortaya çıkıyor: uzun koronal ağ yapılarının etkileşime girdiği yerde, manyetik enerji boşalır ve parçacıklar uzaya kaçar.

ABD Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi’nin (NOAA) Geostationary Operasyonel Çevresel Uyduları (GOES) geleneksel olarak kendilerini güneşten başka şeylerle ilgilendiler. 1974’ten bu yana, sistem yaklaşık 36.000 kilometre yükseklikte gezegenimizin yörüngesinde dönüyor ve sürekli olarak örneğin hava durumu ve fırtına tahmini için Dünya ile ilgili veriler sağlıyor.

Yıllar geçtikçe, orijinal konfigürasyon daha yeni uyduları içerecek şekilde genişletildi. Şu anda faaliyette olan en son üç tanesi, ayrıca uzay hava tahmini için güneşe bakan araçlarla donatılmıştır. Yıldızımızın koronasından ultraviyole radyasyonu görüntüleyebilirler.

Genişletilmiş güneş koronasını görüntülemek için keşif amaçlı bir gözlem kampanyası, Ağustos ve Eylül 2018’de gerçekleştirildi. Bir aydan fazla bir süre boyunca, GOES’in Güneş Ultraviyole Görüntüleyicisi (SUVI), genellikle yaptığı gibi doğrudan güneşe bakmakla kalmadı, aynı zamanda her iki taraftan da görüntüler aldı. onun

Gözlem kampanyası sırasında SUVI için baş bilim adamı olarak görev yapan SwRI’den Dr. Dan Seaton, “Gerçekten keşfedilmemiş bir bölgeyi gözlemlemek için alışılmadık bir şekilde bir alet kullanma fırsatımız oldu” dedi. “İşe yarayıp yaramayacağını bile bilmiyorduk ama işe yararsa önemli keşifler yapacağımızı biliyorduk.”

Farklı görüş açılarından gelen görüntüleri birleştirerek, aletin görüş alanı önemli ölçüde genişletilebilir ve böylece ilk kez, güneşin görünür yüzeyinden 350 bin kilometre yukarıdan güneş atmosferinin bir tabakası olan orta koronanın tamamı görüntülenebilir. ultraviyole ışıkta görüntülendi.

NASA’nın Güneş Dinamikleri Gözlemevi (SDO) ile NASA’nın ve ESA’nın Güneş ve Heliosferik Gözlemevi (SOHO) gibi güneşi inceleyen ve koronadan veri toplayan diğer uzay araçları daha derin veya daha yüksek katmanlara bakar. Yeni çalışmanın baş yazarı MPS’den Dr. Pradeep Chitta, “Orta koronada, güneş araştırmaları bir tür kör noktaya sahipti. GOES verileri artık önemli bir gelişme sağlıyor” dedi. Orta koronada, araştırmacılar güneş rüzgarını yönlendiren ve modüle eden süreçlerden şüpheleniyorlar.

Süpersonik hızlarda uzayda seyahat etmek

Güneş rüzgarı, yıldızımızın en geniş kapsamlı özelliklerinden biridir. Güneşin uzaya fırlattığı yüklü parçacık akışı, Güneş Sistemimizin sonuna kadar seyahat ederek, güneşin etki alanını belirleyen seyreltilmiş bir plazma kabarcığı olan heliosferi yaratır. Güneş rüzgarı hızına bağlı olarak hızlı ve yavaş bileşenlere ayrılır.

Saniyede 500 kilometreden daha yüksek hızlara ulaşan sözde hızlı güneş rüzgarı, koronal ultraviyole radyasyonda karanlık görünen bölgeler olan koronal deliklerin iç kısımlarından kaynaklanır. Ancak yavaş güneş rüzgarının kaynak bölgeleri daha az kesin. Ancak yavaş güneş rüzgarının parçacıkları bile uzayda saniyede 300 ila 500 kilometrelik süpersonik hızlarda yarışıyor.

Güneş rüzgarının bu daha yavaş bileşeni hala birçok soruyu gündeme getiriyor. Bir milyon derecenin üzerindeki sıcak koronal plazmanın yavaş güneş rüzgarını oluşturmak için güneşten kaçması gerekir. Burada hangi mekanizma işliyor? Ayrıca, yavaş güneş rüzgarı homojen değildir, ancak en azından kısmen, açıkça ayırt edilebilen flamalardan oluşan ışın benzeri bir yapı ortaya çıkarır. Nereden ve nasıl ortaya çıkıyorlar? Bunlar yeni çalışmada ele alınan sorular.

GOES verilerinde, ekvatora yakın bir bölge, araştırmacıların özel ilgisini uyandırdı: yüksek manyetik alan gücüne sahip bir bölgenin çok yakınında, güneş rüzgarının güneşten engellenmeden uzağa aktığı iki koronal delik. Bunun gibi sistemler arasındaki etkileşimlerin, yavaş güneş rüzgarının olası başlangıç ​​noktaları olduğu düşünülüyor.

Bu bölgenin yukarısında, GOES verileri orta koronada radyal olarak dışa dönük uzunlamasına plazma yapılarını gösterir. Yazar ekibi, şimdi ilk kez doğrudan görüntülenen bu fenomeni bir koronal ağ olarak adlandırıyor. Web sürekli hareket halindedir: yapıları etkileşime girer ve yeniden gruplanır.

Araştırmacılar, dış koronanın güneş plazmasının benzer bir mimari sergilediğini uzun zamandır biliyorlar. Geçen yıl 25. yılını kutlayan SOHO uzay aracında bulunan koronagraf LASCO (Büyük Açı ve Spektrometrik Coronagraf), on yıllardır bu bölgeden görünür ışıkta görüntüler sağlıyor. Bilim adamları, dış koronadaki jet benzeri akışları, orada uzaya doğru yolculuğuna başlayan yavaş güneş rüzgarının yapısı olarak yorumluyorlar. Yeni çalışmanın şimdi etkileyici bir şekilde gösterdiği gibi, bu yapı zaten orta koronada hakim.

Güneş manyetik alanının etkisi

Fenomeni daha iyi anlamak için, araştırmacılar ayrıca diğer uzay sondalarından gelen verileri de analiz ettiler: NASA’nın Güneş Dinamikleri Gözlemevi (SDO), güneş yüzeyinin eş zamanlı bir görüntüsünü sağladı; 2006’dan beri güneş etrafındaki yörüngesinde Dünya’nın önünden geçen STEREO-A uzay aracı, yandan bir perspektif sunuyordu.

Araştırmacılar, güneşin uzaktan algılama gözlemlerini içeren modern hesaplama tekniklerini kullanarak, güneş koronasındaki yakalanması zor manyetik alanın gerçekçi 3B modellerini oluşturmak için süper bilgisayarları kullanabilirler. Bu çalışmada ekip, bu süre zarfında koronanın manyetik alanını ve plazma durumunu simüle etmek için gelişmiş bir manyetohidrodinamik (MHD) modeli kullandı.

Bilgisayar simülasyonlarını gerçekleştiren Predictive Science Inc.’den Dr. Cooper Downs, “Bu, orta koronada gözlemlediğimiz büyüleyici dinamikleri güneş rüzgarı oluşumuna ilişkin geçerli teorilerle ilişkilendirmemize yardımcı oldu” dedi.

Hesaplamaların gösterdiği gibi, koronal ağın yapıları manyetik alan çizgilerini takip eder. Chitta, “Analizimiz, orta koronadaki manyetik alanın mimarisinin yavaş güneş rüzgarına damgasını vurduğunu ve parçacıkların uzaya doğru hızlandırılmasında önemli bir rol oynadığını gösteriyor” dedi. Ekibin yeni sonuçlarına göre, orta koronadaki sıcak güneş plazması, koronal ağın açık manyetik alan çizgileri boyunca akıyor. Alan çizgilerinin kesiştiği ve etkileştiği yerde enerji açığa çıkar.

Araştırmacıların temel bir fenomen üzerinde olduklarını öne sürecek çok şey var. Chitta, “Yüksek güneş aktivitesi dönemlerinde, ekvatorun yakınında, yüksek manyetik alan gücüne sahip alanların yakınında koronal delikler meydana gelir” dedi. “Gözlemlediğimiz koronal ağın bu nedenle münferit bir vaka olması pek olası değil” diye ekliyor.

Ekip, gelecekteki güneş misyonlarından daha fazla ve daha ayrıntılı bilgiler elde etmeyi umuyor. ESA’nın 2024 için planlanan Proba-3 görevi gibi bazıları, özellikle orta koronayı hedefleyen aletlerle donatıldı. MPS, bu görevin verilerinin işlenmesi ve analiz edilmesinde yer alır. NASA’nın Parker Solar Probe ve ESA’nın Solar Orbiter gibi Dünya-güneş hattını terk eden şu anda çalışan sondalarından elde edilen gözlemsel verilerle birlikte, bu, koronal ağın üç boyutlu yapısının daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.

Araştırma yayınlandı Doğa Astronomisi.