Birden fazla uzay aracı dev bir güneş fırtınasının hikayesini anlatıyor

17 Nisan 2021, parlak bir parlama patlayana ve devasa bir güneş malzemesi bulutu yıldızımızdan uzaklaşıncaya kadar güneşteki diğer günler gibi bir gündü. Güneşten gelen bu tür patlamalar olağandışı değil, ancak bu alışılmadık derecede yaygındı; yüksek hızlı protonları ve elektronları ışık hızına yakın hızlarda fırlattı ve iç güneş sistemi boyunca birkaç uzay aracına çarptı.

Aslında, güneş enerjisi parçacıkları (SEP’ler) olarak adlandırılan bu kadar yüksek hızlı protonlar ve elektronlar, uzay aracı tarafından güneş ile Dünya arasında iyi ayrılmış beş farklı konumda ve ayrıca Mars’ın yörüngesinde dönen uzay aracı tarafından ilk kez gözlemlendi. Ve şimdi güneş fırtınasına ilişkin bu farklı bakış açıları, farklı türdeki potansiyel olarak tehlikeli SEP’lerin farklı güneş olayları tarafından farklı yönlerde uzaya fırlatılabileceğini ve bunların yaygınlaşmasına neden olabileceğini ortaya koyuyor.

Finlandiya’daki Turku Üniversitesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nden Nina Dresing, “SEP’ler uydular gibi teknolojilerimize zarar verebilir ve GPS’i bozabilir” dedi. “Ayrıca, uzaydaki ve hatta kutup rotalarındaki uçaklardaki insanlar, güçlü SEP olayları sırasında zararlı radyasyona maruz kalabilir.”

Dresing gibi bilim insanları, insanları ve teknolojiyi zarardan nasıl koruyacaklarını daha iyi öğrenmek için bu parçacıkların tam olarak nereden geldiğini ve onları bu kadar yüksek hızlara neyin ittiğini bulmaya hevesli. Dresing, her bir uzay aracına ne tür parçacıkların ne zaman çarptığını analiz eden bir bilim insanı ekibine liderlik etti. Takım yayınlanan sonuçları dergide Astronomi ve Astrofizik.

Şu anda Merkür’e doğru yol alan, ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve JAXA’nın (Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı) ortak misyonu olan BepiColombo uzay aracı, patlamanın doğrudan atış hattına en yakın olanıydı ve en yoğun parçacıklarla vurulmuştu. Aynı zamanda, NASA’nın Parker Solar Probe’u ve ESA’nın Solar Orbiter’ı parlamanın karşıt taraflarındaydı, ancak Parker Solar Probe güneşe daha yakındı, bu yüzden Solar Orbiter’dan daha sert bir darbe aldı.

Sırada NASA’nın iki Güneş Karasal İlişkiler Gözlemevi (STEREO) uzay aracından biri olan STEREO-A vardı ve bunu Dünya’ya daha yakın ve patlamadan oldukça uzakta olan NASA/ESA Güneş ve Heliosferik Gözlemevi (SOHO) ve NASA’nın Rüzgar uzay aracı takip ediyordu. . Mars’ın yörüngesinde dönen NASA’nın MAVEN’i ve ESA’nın Mars Express uzay aracı, olaydaki parçacıkları algılayan son kişiler oldu.

Toplamda, parçacıklar 210 boylamsal uzay derecesinin üzerinde (güneş etrafındaki yolun neredeyse üçte ikisi) tespit edildi; bu, tipik olarak güneş patlamalarının kapsadığından çok daha geniş bir açıdır. Ayrıca her uzay aracı, bulunduğu yerde farklı bir elektron ve proton akışı kaydetti. Çeşitli uzay araçları tarafından kaydedilen parçacıkların gelişi ve özelliklerindeki farklılıklar, bilim adamlarının SEP’lerin uzaya ne zaman ve hangi koşullar altında fırlatıldığını bir araya getirmelerine yardımcı oldu.

Bu ipuçları, Dresing’in ekibine, SEP’lerin tek bir kaynak tarafından birden patlamadığını, farklı yönlerde ve farklı zamanlarda, potansiyel olarak farklı türde güneş patlamaları tarafından itildiğini gösterdi.

NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde heliofizik araştırma bilimcisi olan ekip üyesi Georgia de Nolfo, “Bu etkinliğe muhtemelen birden fazla kaynak katkıda bulunuyor ve geniş dağılımını açıklıyor” dedi. “Ayrıca bu olay için proton ve elektronların farklı kaynaklardan gelebileceği de görülüyor.”

Ekip, elektronların muhtemelen ilk ışık parlaması (bir güneş patlaması) tarafından hızla uzaya sürüklendiği, protonların ise muhtemelen güneş malzemesi bulutundan gelen bir şok dalgası veya koronal kütle püskürmesi nedeniyle daha yavaş itildiği sonucuna vardı.

De Nolfo, “Bu, insanların elektronların ve protonların hızlanmaları için farklı kaynaklara sahip olduklarını varsaydıkları ilk sefer değil” dedi. “Bu ölçüm, çoklu perspektiflerin bilim adamlarının farklı süreçleri daha iyi ayırmasına, elektronların ve protonların farklı süreçlerden kaynaklanabileceğini doğrulamasına olanak sağlaması açısından benzersizdi.”

Parlama ve koronal kütle püskürmesine ek olarak, uzay aracı olay sırasında güneşten gelen dört grup radyo patlaması kaydetti; bunlara farklı yönlerde dört farklı parçacık patlaması eşlik etmiş olabilir. Bu gözlem, parçacıkların nasıl bu kadar yaygınlaştığını açıklamaya yardımcı olabilir.

Dressing, “Hepsi birlikte olayın yaygın doğasına katkıda bulunan, önemli ölçüde farklı yönlere giden farklı farklı parçacık enjeksiyon olaylarımız oldu” dedi.

De Nolfo, “Bu etkinlik, olayın karmaşıklığını çözmede çoklu bakış açılarının ne kadar önemli olduğunu göstermeyi başardı” dedi.

Bu sonuçlar, Geospace Dynamics Constellation (GDC), SunRISE, PUNCH ve HelioSwarm gibi yaygın fenomenleri incelemek için birden fazla uzay aracını kullanacak gelecekteki NASA heliofizik misyonlarının vaadini göstermektedir. Tek bir uzay aracı yerel olarak koşulları ortaya çıkarabilirken, farklı konumlarda yörüngede dönen birden fazla uzay aracı daha derin bilimsel anlayış sağlar ve uzayda ve gezegenimizin çevresinde olup bitenlerin daha eksiksiz bir resmini sunar.

Aynı zamanda patlayıcı güneş olaylarını ve parçacıkların güneş sistemine doğru hızlanmasını inceleyecek MUSE, IMAP ve ESCAPADE gibi gelecekteki misyonların yapacağı çalışmaların da ön izlemesini yapıyor.