EOVSA’nın bir güneş patlamasından titreşimli bir radyo patlaması yakaladığını gösteren bir çizim. Kredi: NJIT/CSTR’den Sijie Yu; NJU’dan Yuankun Kou; NASA SDO/AIA
Yeni bir araştırmaya göre bilim insanları, Güneş’in atmosferinde kalp atışına benzer bir sinyal modeli sergileyen bir solar radyo patlaması tespit ettiler.
Uluslararası bir araştırma ekibi, Güneş’in yüzeyinin 5.000 kilometre üzerindeki C sınıfı bir güneş patlamasından yayılan bir radyo sinyalinin kaynak konumuna ilişkin keşiflerini dergide yayınladı. Doğa İletişimi.
Araştırmacılar, çalışmanın bulgularının, bilim adamlarının güneş sisteminin en güçlü patlamaları olan güneş patlamalarının enerji salınımının ardındaki fiziksel süreçleri daha iyi anlamalarına yardımcı olabileceğini söylüyor.
NJIT’in Güneş-Karasal Araştırma Merkezi’ne bağlı çalışmanın ilgili yazarı ve astronomu Sijie Yu, “Keşif beklenmedik bir şey” dedi. “Bu vuruş modeli, Güneş’teki bu inanılmaz derecede güçlü patlamalar sırasında enerjinin Güneş atmosferinde nasıl salındığını ve dağıldığını anlamak için önemlidir. Bununla birlikte, yarı periyodik titreşimler olarak da adlandırılan bu tekrarlayan modellerin kaynağı, güneş fizikçileri arasında uzun süredir bir gizem ve tartışma kaynağı olmuştur.
Güneş radyo patlamaları, Güneş’ten gelen, genellikle güneş patlamalarıyla ilişkilendirilen ve tekrarlanan modellere sahip sinyaller içerdiği bilinen yoğun radyo dalgaları patlamalarıdır.
Ekip, 13 Temmuz 2017’de NJIT’nin Owens Valley Radio’da bulunan Expanded Owens Valley Solar Array (EOVSA) adlı radyo teleskopu tarafından yakalanan bir güneş patlaması olayının mikrodalga gözlemlerini inceledikten sonra bu model sinyallerinin kaynağını ortaya çıkarabildi. Gözlemevi (OVRO), Big Pine, California yakınında.
EOVSA, Güneş’i rutin olarak 1 ila 18 gigahertz (GHz) üzerindeki geniş bir mikrodalga frekans aralığında gözlemler ve Güneş’in atmosferindeki güneş patlamalarında enerjilenen yüksek enerjili elektronlar tarafından yayılan radyo radyasyonuna duyarlıdır.
Araştırmanın önde gelen yazarı Yuankun Kou’ya göre, EOVSA’nın parlama gözlemlerinden, ekip her 10-20 saniyede bir “kalp atışı gibi” tekrar eden bir sinyal modeli içeren radyo patlamalarını ortaya çıkardı. Nanjing Üniversitesi’nde (NJU) öğrenci.
Ekip, karşıt manyetik alan çizgilerinin birbirine yaklaştığı, kırıldığı ve yeniden bağlandığı, patlamaya güç veren yoğun enerji ürettiği, patlamanın çekirdek parlama bölgesi boyunca 25.000 kilometreden fazla uzanan elektrik akımı tabakasının tabanında güçlü bir yarı periyodik titreşim (QPP) sinyali belirledi. parlama
Ancak şaşırtıcı bir şekilde Kou, parlamada ikinci bir kalp atışı keşfettiklerini söylüyor.
Kou, “Tekrar eden modeller, güneş radyo patlamaları için alışılmadık bir durum değil” dedi. “Fakat ilginç bir şekilde, ana QPP kaynağına benzer bir şekilde titreşen, uzatılmış akım tablosu boyunca yer almasını beklemediğimiz ikincil bir kaynak var.”
Yu, “Sinyaller büyük olasılıkla parlama akım tablosundaki yarı-tekrarlayan manyetik yeniden bağlantılardan kaynaklanıyor” diye ekledi. “Bu, yeniden bağlantı bölgesinde bulunan yarı periyodik bir radyo sinyalinin ilk kez tespit edilmesidir. Bu tespit, iki kaynaktan hangisinin diğerine neden olduğunu belirlememize yardımcı olabilir.”
EOVSA’nın benzersiz mikrodalga görüntüleme yeteneklerini kullanan ekip, bu olayda iki radyo kaynağındaki elektronların enerji spektrumunu ölçebildi.
“EOVSA’nın spektral görüntülemesi bize parlamanın ısıl olmayan elektronlarının uzaysal ve geçici olarak çözülmüş yeni teşhisini verdi. … Ana QPP kaynağındaki yüksek enerjili elektronların dağılımının, elektronik akım tablosundaki ikincil QPP kaynağınınkiyle aynı fazda değiştiğini bulduk,” dedi NJIT fizik profesörü ve makalenin ortak yazarı Bin Chen. “Bu, iki QPP kaynağının yakından ilişkili olduğunun güçlü bir göstergesi.”
Araştırmalarına devam eden ekip üyeleri, makalenin ilgili diğer yazarı ve NJU’daki astronomi profesörü Xin Cheng liderliğindeki güneş patlamasının 2.5D sayısal modellemesini, gözlemlenen güneş patlamalarından gelen yumuşak X-ışını emisyonu gözlemleriyle birleştirdiler. NOAAGüneş’in atmosferinden gelen yumuşak X-ışını akılılarını iki farklı enerji bandında ölçen GOES uydusu.
Cheng, “Mevcut sayfada periyodikliğin nasıl oluştuğunu bilmek istedik” dedi. “Periyodikliği yönlendiren fiziksel süreç nedir ve QPP’lerin oluşumu ile nasıl bir ilişkisi vardır?”
Ekibin analizi, mevcut tabakada yarı periyodik olarak alevlenen bölgeye doğru hareket eden manyetik adalar veya kabarcık benzeri yapılar olduğunu gösterdi.
Cheng, “Uzun uzamış akım tabakasındaki manyetik adaların görünümü, bu patlama sırasında enerji salınım oranının ayarlanmasında önemli bir rol oynuyor” dedi. “Böyle yarı periyodik bir enerji salınım süreci, mikrodalgada ve yumuşak X-ışını dalga boylarında QPP’ler olarak ortaya çıkan, yüksek enerjili elektronların tekrarlanan üretimine yol açar.”
Nihayetinde Yu, çalışmanın bulgularının, bu patlayıcı olayları yönlendiren yeniden bağlanma sürecinin altında yatan önemli bir fenomene yeni bir ışık tuttuğunu söylüyor.
“Sonunda, alev akımı tablosundaki periyodik yeniden bağlanmanın bir sonucu olarak güneş patlamalarındaki QPP’lerin kaynağını saptadık. … Bu çalışma, daha önce bildirilen QPP olaylarının yorumlarının ve bunların güneş patlamaları üzerindeki etkilerinin yeniden incelenmesini öneriyor.”
Referans: Yuankun Kou, Xin Cheng, Yulei Wang, Sijie Yu, Bin Chen, Eduard P. Kontar ve Mingde Ding, “Parlama akımı levhasında yarı periyodik titreşimlerin mikrodalga görüntülemesi”, 12 Aralık 2022, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-022-35377-0
Çalışma Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edildi.