Yeni analiz edilen veriler, tüm güneş diskinin ilk yüksek çözünürlüklü görünümünü sunuyor

Güneş diskinin tamamı benzeri görülmemiş bir ayrıntıya sahip; bu, Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’ndeki araştırmacıların ESA uzay sondası Solar Orbiter tarafından çekilen 25 ayrı görüntüden oluşturduğu, güneşin görünür yüzeyinin görüntüleriyle gösterilmektedir.

Mart 2023’teki gözlemler sırasında uydu, Güneş’e Dünya’nın yalnızca yarısı kadar uzaktaydı. Burada güneş diski zaten tek bir fotoğrafa sığmayacak kadar büyüktü. Şu anda yayınlanan çeşitli enstrümanlardan gelen görüntüleri yakınlaştırırsanız, güneşin öfkesini nerede gösterdiğini görebilirsiniz. Yüzeyi kaynayan su yüzeyine benzer.

Burada plazma güneşin iç kısmından yükseliyor. Karanlık güneş lekeleri aynı zamanda özellikle güçlü manyetik alanların lekeleridir. Ve Dünya’dan daha büyük olan geniş manyetik alan döngüleri, saatte 100.000 kilometrenin üzerinde hızla hareket eden güneş plazması için bir yarış pisti oluşturuyor.

Güneş sistemimizdeki hiçbir cisim Güneş kadar dinamik ve karmaşık değildir. ESA’nın Solar Orbiter uzay aracı, mümkün olduğu kadar çok kaprislerini anlamak amacıyla, yıldızımızın çeşitli katmanlarının altına ve içine bakmak amacıyla, toplam altı ölçüm cihazıyla birlikte ev yıldızımızın yönünde Şubat 2020’de yola çıktı. .

Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü, ateş topuna yolculuk için dört cihaza donanım gönderdi. Örneğin EUI, güneşin esas olarak sıcak dış atmosferi olan güneş koronasından kaynaklanan, özellikle kısa dalga ultraviyole ışınımını yakalar.

Çift teleskop PHI, alttaki görünür yüzeye, yani fotosfere odaklanır. Buradan yayılan ışık aynı zamanda güneşin manyetik alanının kuvveti ve güneş plazmasının hızı hakkında da bilgi içerir. Bugün yayınlanan görseller 22 Mart 2023 tarihli EUI ve PHI verilerinden alınmıştır.

Mümkün olduğu kadar yakın

MPS Direktörü ve PHI Baş Araştırmacısı Prof. Dr. Sami K. Solanki, “Güneşi bütünüyle anlamak istiyorsanız, tüm katmanlarına aynı anda ve yüksek çözünürlükle bakmak önemlidir” dedi. “Solar Orbiter bunu daha önce hiçbir uzay sondasının yapamayacağı kadar yetenekli.”

Kapsamlı enstrümantasyonuna ek olarak Solar Orbiter’in bir diğer avantajı da alışılmadık yörüngesidir. Uzay aracını güneşin etrafında uzun elipsler üzerinde gezdirir ve böylece onun yıldızımıza, Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin üçte birinden daha azına sürekli olarak yaklaşmasına olanak tanır. Bu da yaklaşık 42 milyon kilometreye karşılık geliyor.

25 ayrı fotoğraftan oluşan bir mozaik

Geçen yıl 22 Mart’ta Solar Orbiter ile güneş arasında yaklaşık 74 milyon kilometre mesafe vardı. Bu “yakınlıkta” güneş, PHI’nın yüksek çözünürlüklü teleskopunun görüş alanına tamamen sığamayacak kadar büyüktür. Bunun yerine, birkaç saatlik bir süre boyunca güneşin bazı bölümlerinin toplam 25 görüntüsü çekildi; PHI ekibinden araştırmacılar şimdi bunları tam disk görünümleri oluşturmak için bir mozaikte birleştirdi.

Mozaikleri oluşturan PHI ekibinden MPS bilim insanı Dr. Johann Hirzberger, “Örneğin, güneşin manyetik haritaları için ihtiyaç duyduğumuz bilgi, yakalanan ışığın yalnızca küçük bir bölümünde gizli” dedi.

“Dolayısıyla veriler, sonda üzerinde zar zor sıkıştırılabiliyor. Dünya’ya olan mesafenin büyük olması ve nispeten düşük veri aktarım hızı nedeniyle, bu şekilde üretilen büyük miktardaki veriler bazen bize gerçek gözlemlerden yalnızca aylar sonra ulaşıyor. “

Solar Orbiter, ölçümler sırasında bile güneşin etrafındaki yolculuğuna devam ettiğinden, tek tek görüntülerin tümü biraz farklı perspektiflerden çekilmiştir. Mozaikleri bir araya getirirken bu etkilerin dikkatle dikkate alınması gerekir.

Bununla birlikte PHI ekibi, gelecekte yılda yaklaşık iki kez olmak üzere tüm güneş diskinin benzer yüksek çözünürlüklü görüntülerini daha hızlı ve düzenli bir şekilde sunabilmeyi umuyor. Güneşi bir bütün olarak kavramamızın, onun en küçük yapıları ve süreçleri tarafından nasıl yönetildiğini anlamamıza yardımcı olacaklar.

Bugün yayınlanan fotosferin tam disk görüntüleri piksel başına yaklaşık 175 kilometre çözünürlüğe sahip. Detay açısından, Dünya’daki en güçlü güneş teleskoplarıyla elde edilenlerin gerisinde kalıyorlar. Örneğin Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’nün de dahil olduğu Tenerife’deki Gregor güneş teleskobu, 1,5 metrelik aynasını kullanarak piksel başına yalnızca 50 kilometrelik yapıları görüntüleyebiliyor.

Ancak yer tabanlı teleskoplar güneş yüzeyinin yalnızca çok küçük bir bölümünü yüksek çözünürlükte görüntüleyebiliyor. Ve Dünya’daki sürekli hava türbülansının görüşü bozduğu zor gözlem koşulları nedeniyle, bu “güneş parçacıklarını” bir bütün oluşturacak şekilde bir araya getirmek neredeyse imkansızdır. Dünya’nın atmosferi aynı zamanda güneşin ultraviyole radyasyonunun çoğunu da emdiğinden, koronanın Dünya’dan eşzamanlı görüntüleri de mümkün değildir.

Güneş lekeleri ve karmaşık manyetik alan

Güneşin yeni görüntülerine yakınlaşmak, yıldızımızın tüm karmaşıklığını ve güzelliğini ortaya çıkarıyor. Görünür ışıkta, fotosferi granüler bir desen kaplar. Bu, güneşin içinde yükselen, soğuyan ve tekrar aşağıya batan sıcak plazmanın bir ifadesidir; ocakta kaynayan suya çok benzer. Güneş lekeleri yani güneş yüzeyindeki karanlık alanlar da görülebilmektedir.

PHI’nın manyetik haritası, manyetogramın da gösterdiği gibi, güneşin manyetik alanı bu bölgelerde özellikle güçlüdür. Sıcak plazmanın derinliklerden yükselmesini engeller. Güneş lekelerinin olduğu bölgede güneş yüzeyi bu nedenle daha soğuk ve daha koyu görünür. Manyetogramdaki farklı renkler manyetik alanın gücünü ve yönünü temsil eder. En güçlü alanlar kırmızı (dışarıyı gösteren) ve mavi (içeriyi gösteren) renkle gösterilir.

Her on bir yılda bir, Güneş’in yüzeyi kaos içindedir

Bu veriler güneşin içindeki ve dışındaki aşırı süreçlere ayrıntılı bir genel bakış sağlıyor. Örneğin manyetik alanın tam olarak nasıl oluştuğunu ve güneşin neden her on bir yılda bir özellikle aktif olduğunu ortaya çıkarmalılar. Yandaki şekilde kırmızı-mavi renkli takogramın ve onunla birlikte içindeki plazmanın da, sanki bir Japon balığı kasesi kuvvetlice karıştırılmış gibi, güneşin döndüğü bilinmektedir.

Bu şekilde ortaya çıkan manyetik alanlar, plazma topunun dönmesinin bir sonucu olarak, özellikle güneş lekelerinin üzerinde de döngüler oluşturan alan çizgilerinin karmakarışıklığı sonucu ortaya çıkar. Bu döngüler boyunca güneş plazması yükselir ve tekrar yüzeye doğru batar. Bu hareket takogramda da görülebiliyor.

Manyetik kısa devre durumunda güneş, yüklü plazma parçacıklarını uzaya fırlatır. Bu parçacıklar Dünya’nın manyetik alanına çarptığında, Dünya atmosferindeki güneş parçacıklarının floresans etkileri nedeniyle özellikle kutuplarda auroralar parlıyor. Burada gösterilen görüntü, güneşi, normalden daha fazla güneş lekesinin ortaya çıktığı kaotik ve dolayısıyla aktif bir aşamada gösteriyor.

Ancak güneş yalnızca on bir yılda bir bu durumdadır ve bunun dışında daha az aktiftir. Güneş’in manyetik alanı aslında Dünya’nınki gibi daha düzenli ve çift kutupludur. Burada da dönmenin rolü vardır, çünkü teoriye göre güneşin içinde yükselip alçalan ve güneşin dönmesiyle birlikte bir dinamo gibi daireler çizerek dönen sıcak plazma akımları bundan kaynaklanmaktadır. Her 9 ila 13 yılda bir, bu alan tamamen tersine dönüyor ve aynı zamanda anlatılan kaotik durumdan geçiyor.