Solar Orbiter Uzay Aracı, Güneş Rüzgarını Güçlendirebilecek Küçük Jetleri Keşfetti

ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracı, Güneş’in dış atmosferinden kaçan çok sayıda küçük malzeme jeti keşfetti. Her jet 20 ila 100 saniye sürer ve plazma yaklaşık 100 km/s (60 mil/s) veya 360.000 km/saat (220.000 mil/saat) hızla. Bu jetler güneş rüzgârının uzun zamandır aranan kaynağı olabilir.

Güneş Rüzgarını Anlamak

Güneş rüzgarı, sürekli olarak Güneş’ten kaçan, plazma adı verilen yüklü parçacıklardan oluşur. Gezegenler arası uzayda dışarıya doğru yayılır ve yoluna çıkan her şeyle çarpışır. Güneş rüzgarı Dünya’nın manyetik alanıyla çarpıştığında auroraları üretir.

Güneş rüzgarı Güneş’in temel bir özelliği olmasına rağmen, Güneş’in yakınında nasıl ve nerede üretildiğini anlamak zor olmuştur ve onlarca yıldır çalışmanın temel odak noktası olmuştur. Artık üstün enstrümantasyonu sayesinde Solar Orbiter bizi bir adım daha yaklaştırdı.

Bu görüntü mozaiği, Güneş’in dış atmosferinden kaçan çok sayıda küçük malzeme jetini gösteriyor. Görüntüler ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracından geliyor. Bu mozaikte güneş yüzeyinde koyu çizgiler halinde görünüyorlar. Görüntüler ‘negatiftir’, yani jetler karanlık olarak gösterilse de güneş yüzeyine karşı parlak parlamalardır. Katkı Sağlayan: ESA ve NASA/Solar Orbiter/EUI Ekibi; Teşekkür: Lakshmi Pradeep Chitta, Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü, CC BY-SA 3.0 IGO

Güneş Yüzeyinin Yüksek Çözünürlükte Görüntülenmesi

Veriler Solar Orbiter’ın Extreme Ultraviolet Imager (EUI) cihazından geliyor. Güneş’in güney kutbunun EUI tarafından 30 Mart 2022’de çekilen görüntüleri, Güneş’in atmosferinden fırlatılan küçük plazma jetleriyle ilişkili soluk, kısa ömürlü özelliklerden oluşan bir popülasyonu ortaya çıkarıyor.

Almanya’daki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’nden Lakshmi Pradeep Chitta ve bu çalışmayı anlatan makalenin baş yazarı, “Bu küçük jetleri ancak EUI tarafından üretilen benzeri görülmemiş yüksek çözünürlüklü, yüksek tempolu görüntüler nedeniyle tespit edebildik” diyor . Özellikle görüntüler, EUI’nin 17,4 nanometre dalga boyunda milyon derecelik güneş plazmasını gözlemleyen yüksek çözünürlüklü görüntüleyicisinin aşırı ultraviyole kanalında çekildi.

Analizlerin bu özelliklerin plazmanın güneş atmosferinden atılmasından kaynaklandığını göstermesi özellikle önemlidir.

Bu film, ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracı tarafından 30 Mart 2022’de 04:30 ile 04:55 arasında alınan gözlemlerden oluşturuldu. UTCve daha önce geçen yıl piyasaya sürülmüştü. Güneş’in güney kutbu yakınında bir ‘koronal delik’i gösteriyor. Daha sonraki analizler, gözlem sırasında çok sayıda küçük jetin serbest bırakıldığını ortaya çıkardı. Görüntü boyunca küçük parlak ışık parıltıları olarak görünürler. Her biri plazma olarak bilinen yüklü parçacıkları uzaya fırlatır. Daire, ölçek açısından Dünya’nın boyutunu gösterir. Katkı Sağlayan: ESA ve NASA/Solar Orbiter/EUI Ekibi; Teşekkür: Lakshmi Pradeep Chitta, Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü

Manyetik Yapılar ve Güneş Rüzgârı

Araştırmacılar, güneş rüzgârının önemli bir bölümünün, Güneş’in manyetik alanının Güneş’e geri dönmediği bölgeler olan koronal delikler adı verilen manyetik yapılarla ilişkili olduğunu onlarca yıldır biliyorlar. Bunun yerine manyetik alan Güneş Sisteminin derinliklerine kadar uzanıyor.

Plazma bu ‘açık’ manyetik alan çizgileri boyunca akarak Güneş Sistemine doğru ilerleyebilir ve güneş rüzgarını yaratabilir. Ancak soru şuydu: Plazma nasıl fırlatıldı?

Geleneksel varsayım, koronanın sıcak olması nedeniyle doğal olarak genişleyeceği ve bir kısmının alan çizgileri boyunca kaçacağı yönündeydi. Ancak bu yeni sonuçlar, Güneş’in güney kutbundaki koronal deliğe bakıyor ve ortaya çıkan bireysel jetler, güneş rüzgarının yalnızca sabit ve sürekli bir akışta üretildiği varsayımına meydan okuyor.

Belçika Kraliyet Gözlemevi’nden Andrei Zhukov, “Buradaki sonuçlardan biri, bu akışın büyük ölçüde tekdüze olmadığı; jetlerin her yerde bulunması, koronal deliklerden gelen güneş rüzgarının oldukça aralıklı bir çıkış olarak ortaya çıkabileceğini gösteriyor” diyor. , Solar Orbiter gözlem kampanyasını yöneten çalışmadaki bir işbirlikçi.

ESA’nın Solar Orbiter misyonu, Merkür’ün yörüngesi içerisinden en yakın mesafeden Güneş’e bakacak. Kredi bilgileri: ESA/ATG medialab

Jetlerin Enerji Analizi

Her bir jetin enerjisi küçüktür. Koronal fenomenin en üst ucunda X sınıfı güneş patlamaları, alt ucunda ise nano alevler yer alıyor. Bir X-parlamasında nano-parlamadan milyarlarca kat daha fazla enerji vardır. Solar Orbiter tarafından keşfedilen minik jetler bundan bile daha az enerjiye sahip, bir nanoflareden yaklaşık bin kat daha az enerji açığa çıkarıyor ve bu enerjinin çoğunu plazmanın atılmasına kanalize ediyor.

Yeni gözlemlerin ima ettiği gibi bunların her yerde bulunması, güneş rüzgarında gördüğümüz malzemenin önemli bir kısmını dışarı attıklarını gösteriyor. Ve daha da fazlasını sağlayan daha küçük, daha sık etkinlikler olabilir.

EUI aracının baş araştırmacısı ve Belçika Kraliyet Gözlemevi’nden David Berghmans, “Diskte güneş rüzgarına kesinlikle katkıda bulunan bir şey bulmanın önemli bir adım olduğunu düşünüyorum” diyor.

Gelecekteki Gözlemler ve Daha Geniş Etkiler

Şu anda Solar Orbiter hala ekvatorun yakınında Güneş’in etrafında dönüyor. Yani bu gözlemlerde EUI güney kutbuna doğru bir açıyla bakıyor.

“Bu küçük jetleri yandan görünce bazı özelliklerini ölçmek daha zor, ancak birkaç yıl içinde onları diğer teleskoplardan veya gözlemevlerinden farklı bir perspektiften göreceğiz, bu yüzden birlikte çok yardımcı olacağız” diyor Daniel Müller, Solar Orbiter ESA Proje Bilimcisi.

Bunun nedeni, görev devam ettikçe uzay aracının yörüngesini kademeli olarak eğmek kutup bölgelerine doğru. Aynı zamanda Güneş’teki aktivite güneş döngüsü boyunca ilerleyecek ve birçok farklı enlemde koronal delikler ortaya çıkmaya başlayacak ve benzersiz yeni bir bakış açısı sağlanacak.

Katılan herkes hangi yeni bilgileri toplayabileceğini görmek için sabırsızlanıyor çünkü bu çalışma Güneş Sistemimizin ötesine uzanıyor.

Güneş, atmosferini bu kadar detaylı gözlemleyebildiğimiz tek yıldızdır ancak aynı sürecin diğer yıldızlarda da işlemesi muhtemeldir. Bu, bu gözlemleri temel bir astrofiziksel sürecin keşfine dönüştürüyor.

Referans: LP Chitta, AN Zhukov, D. Berghmans, H. Peter, S. Parenti, S. Mandal, R. Aznar Cuadrado, U. Schühle, “Picoflare jetleri Güneş’teki koronal delikten çıkan güneş rüzgarına güç veriyor”, L. Teriaca, F. Auchère, K. Barczynski, É. Buchlin, L. Harra, E. Kraaikamp, ​​DM Long, L. Rodriguez, C. Schwanitz, PJ Smith, C. Verbeeck ve DB Seaton, 24 Ağustos 2023, Bilim.
DOI: 10.1126/science.ade5801

Solar Orbiter, ESA ve NASA arasındaki uluslararası işbirliğinin, ESA tarafından işletilen bir uzay görevidir.