Güneşin manyetik kemerleri optik bir illüzyon mu?

Uzaktan, Güneş, görünür ışıkta boş ve özelliksiz görünür. Ancak farklı dalga boyundaki bir güneş teleskopu aracılığıyla, çok, çok daha fazlası olduğu ortaya çıkıyor.

Aşırı ultraviyole ışığında, Güneş buruşuk bir iplik yumağına benzer. Güneş’in koronası veya dış atmosferi boyunca yükselen koronal döngüler olarak bilinen dev radyan yaylarla doludur. Koronal döngüler, Güneş’in işleyişi için temel olarak kabul edilir. Nasıl oluştuklarını, değiştiklerini ve hareket ettiklerini anlamak, en yakın yıldızımızı anlamanın temel hedeflerinden biridir.

En azından araştırmacıların uzun süredir varsaydığı şey buydu. Yakın tarihli bir makalede, güneş fizikçisi Anna Malanushenko ve ortak yazarları, bazı koronal döngülerin göründükleri gibi olmayabileceğini savunuyorlar. Bunun yerine, bazen, yazarların koronal örtüler olarak adlandırdığı çok daha büyük güneş malzemesi “yapraklarında” kıvrımlar veya kırışıklıklar tarafından oluşturulan optik yanılsamalar olabilirler.

Colorado, Boulder’daki Ulusal Atmosferik Araştırma Merkezi’nden bir bilim adamı olan Malanushenko, “Eğer bu gerçekten doğruysa, o zaman koronal döngülere bakma ve yorumlama şeklimizi tamamen değiştirmek zorunda kalacağız” dedi. Astrofizik Dergisi.

60’ların sonlarında koronal döngülerin ilk görüntülerini yakaladığından beri, bilim adamları 3D yapılarının ne olabileceği konusunda hipotezler kurdular. Geleneksel model, onları Güneş’in manyetik alan çizgileri tarafından oluşturulan manyetik “tüpler” olarak gördü. Tüplerin kendisi görünmezdir; gördüğümüz şey, bir bahçe hortumundan geçen su gibi içlerinden akan parlak güneş enerjisidir. Koronal halkaların bu “bahçe hortumu” modeli, bilinen fiziğe çok iyi uyuyor ve en azından ilk başta, bundan şüphe etmek için hiçbir neden yoktu. Ama sonunda, uymayan gözlemler birikmeye başladı.

Tıpkı Dünya’nın havasının yüksek irtifalarda inceldiği gibi, Güneş’in parlak plazması veya elektrik yüklü gazı da yükseklikle birlikte incelir. Bu yüzden yükseklikle birlikte daha sönük büyür ve eğer koronal halkalar gerçekten plazma tüpleriyse, öyle olmalıdırlar. Ancak birçok döngü, açık bir açıklama olmaksızın tutarlı bir parlaklık sağlar.

Koronal halkalar Güneş’in manyetik alan çizgilerini izliyorsa, bu manyetik alan uzayı doldurmak için genişledikçe Güneş’ten uzaklaştıkça balonlaşmaları gerekir. Malanushenko, “Ancak, sandığımız kadar geniş olmuyorlar” dedi. “Çoğu çok zayıf kalıyor ve nedenini anlamıyoruz.”

Bir şeyler yolunda gitmiyordu ve Malanushenko gözlemleri kendileri sorgulamaya başladı. Sonuçta, Güneş’in koronası “optik olarak incedir” veya sis veya duman gibi yarı saydamdır. Bu tür bir ortamda meydana gelebilecek optik hileleri anlamak istedi.

Malanushenko, koronal döngüleri bir bilgisayarla gözlemleme sürecini simüle etmeye karar verdi. Başlangıçta parlamaları incelemek için kullanılan Güneş’in bir 3D simülasyonunu yeniden tasarladı, ardından onu “gözlemlemek” için bir program yazdı. Simülasyonu başlattı ve programı, tıpkı teleskopların bize gerçek Güneş’in 2 boyutlu anlık görüntülerini vermesi gibi, onun 2 boyutlu “görüntülerini” aldı. Tabii ki, anlık görüntüler parlak yayları, yani simüle edilmiş bir Güneş üzerindeki yapay koronal döngüleri ortaya çıkardı.

Ancak gerçek Güneş’ten farklı olarak Malanushenko, simüle edilen Güneş’i duraklatabilir ve arkasındaki 3B yapılarına bakabilir. Ve bahçe hortumu benzeri tüplerden çok farklı bir şey buldu.

Malanushenko, “Bunu nasıl tarif edeceğimi bilemiyorum, çünkü bu Dünya’da gördüğümüz hiçbir şeye benzemiyor,” dedi, “Bu oluşumun duman bulutları gibi göründüğünü veya belki bir örtü veya kırışmış perdeler gibi göründüğünü söylemek istiyorum. “

Malanushenko, bir peçenin koronal döngüler yanılsamasını nasıl üretebileceğini göstermek için basit bir model yarattı. Duvara karşı oluşturulan gölge, güneş teleskoplarında gördüğümüz 2 boyutlu görüntüyü temsil ediyor. Perdenin kıvrımları ve kırışıklıkları, bazı yönlerden gerçek tüp benzeri ipliklerin oluşturduğu görüntüye benzer şekilde, daha koyu ve daha parlak iplikler deseni oluşturur.

Malanushenko, “Ama burada gördüğünüz ipliklerin çoğu sadece bir projeksiyon etkisi. Gerçek değiller,” dedi.

Malanushenko ve ortak yazarları, tüm koronal döngülerin görsel yanılsama olmadığını hemen açıklığa kavuşturuyor. Malanushenko’nun çalıştığı simülasyonda bile, bahçe hortumu benzeri yapıların gerçekten oluştuğu birçok örnek vardı.

NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde güneş fizikçisi ve makalenin ortak yazarı Jim Klimchuk, “Düşüncemiz tamamen yanlıştı, tamamen yeni bir paradigmamız var” diyebilirsek heyecan verici olurdu. “Hiç de öyle değil – ama bu peçeler, eminim varlar ve şimdi oranlarla ilgili bir soru: peçeler mi daha yaygın yoksa halkalar mı daha yaygın?”

Ortak yazarların hemfikir olduğu bir şey, artık yapılacak daha çok iş olduğu.

“Şimdi, bu peçe yapılarının neden üretildiği hakkında bir fikrimiz var mı?” Malanushenko’ya sordu. “Hayır! Onları tam anlamıyla yeni keşfettik. Şimdi onları açıklamamız gerekiyor ve henüz iyi bir açıklamamız yok.”