Solar Orbiter misyonundan elde edilen yeni bulgular, Güneş’in manyetik alan çizgilerinin yeniden bağlandığı bölgelerdeki yavaş güneş rüzgarının kökenini kesin olarak belirleyerek, güneş dinamikleri ve Dünya üzerindeki potansiyel etkileri hakkında daha derin bilgiler sunuyor. Katkı Sağlayan: ESA ve NASA/Solar Orbiter/EUI Ekibi; Teşekkür: Lakshmi Pradeep Chitta, Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü
Solar Orbiter, ‘yavaş’ güneş rüzgârının kaynağını belirlemeye yardımcı olarak güneş süreçleri ve bunların uzay havası üzerindeki etkileri hakkındaki bilgimizi geliştiriyor.
Araştırmacılar, Solar Orbiter uzay aracını kullanarak ‘yavaş’ güneş rüzgârının kökenlerini anlama konusunda bir atılım gerçekleştirdiler. Güneş rüzgarı örneklerini analiz ederek ve Güneş yüzeyinin görüntülerini yakalayan bilim insanları, yavaş güneş rüzgarının nerede başladığını ve uzaya nasıl kaçtığını belirlediler. Bu keşif, güneş olaylarını ve bunların daha geniş güneş sistemi üzerindeki etkilerini anlamamızı geliştiriyor.
Bilim insanları, Solar Orbiter uzay aracının Güneş’e ilk yakın yolculuğu sırasında toplanan verileri kullanarak ‘yavaş’ güneş rüzgârının gizemli kökenlerini ortaya çıkarma konusunda önemli ilerleme kaydetti.
Saniyede yüzlerce kilometre hızla yol alabilen güneş rüzgarı, yıllardır bilim insanlarını büyüledi ve yeni araştırma bugün (28 Mayıs) dergide yayınlandı. Doğa Astronominihayet nasıl oluştuğuna ışık tutuyor.
Güneş rüzgarı, yüklü enerjinin sürekli dışarı akışını tanımlar plazma Güneş’ten gelen parçacıklar uzaya doğru gidiyor; rüzgâr saniyede 500 km’nin üzerinde hızla hareket ediyor ve ‘hızlı’ olarak biliniyor ve saniyede 500 km’nin altında ise ‘yavaş’ olarak tanımlanıyor.
Bu rüzgar Dünya atmosferine çarptığında Kuzey Işıkları olarak bildiğimiz muhteşem auroraya neden olabilir. Ancak koronal kütle püskürmesi şeklinde daha büyük miktarlarda plazma salındığında, bu aynı zamanda tehlikeli olabilir ve uydulara ve iletişim sistemlerine ciddi zarar verebilir.
Onlarca yıllık gözlemlere rağmen, güneş rüzgarı plazmasını serbest bırakan, hızlandıran ve Güneş’ten güneş sistemimize taşıyan kaynaklar ve mekanizmalar, özellikle de yavaş güneş rüzgarı tam olarak anlaşılamamıştır.
Solar Orbiter’ın amacı Güneş’i yakından ve kişisel olarak incelemek, güneş rüzgarını, Güneş’in manyetik alanlarını ve heliosferi (Güneş’in uzaya yaydığı yüklü parçacıklardan oluşan devasa baloncuk) anlamaya odaklanmaktır. On bilimsel aletle donatılan uzay aracı, yüksek çözünürlüklü görüntüler yakalıyor ve Güneş’in atmosferine ilişkin veriler toplayarak, güneş aktivitesinin doğrudan güneş sistemimizdeki olaylarla ilişkilendirilmesine yardımcı oluyor. Bu görev, uzay havası ve bunun Dünya üzerindeki etkileri hakkındaki bilgimizi geliştirmek açısından kritik öneme sahiptir. Kredi bilgileri: ESA/ATG medialab
Solar Orbiter Görevine İlişkin Bilgiler
2020 yılında Avrupa Uzay Ajansı (ESA), NASA’nın desteğiyle Solar Orbiter görevini başlattı. Görevin ana amaçlarından biri, Güneş’in şimdiye kadar çekilmiş en yakın ve en ayrıntılı görüntülerini yakalamanın yanı sıra, güneş rüzgarını ölçmek ve Güneş’in yüzeyindeki menşe alanına geri bağlamaktır.
‘Güneş’e gönderilen en karmaşık bilimsel laboratuvar’ olarak tanımlanan on farklı bilimsel araç yerleşik Solar Orbiter – bazıları uzay aracından geçerken güneş rüzgarının örneklerini toplamak ve analiz etmek için yerinde ve Güneş yüzeyindeki aktivitenin yüksek kaliteli görüntülerini yakalamak için tasarlanmış diğer uzaktan algılama araçları.
Solar Orbiter’ın Güneş’i inceleyecek on bilim aracından oluşan paketi. Yerinde algılama ve uzaktan algılama olmak üzere iki türü vardır. Yerinde cihazlar, uzay aracının etrafındaki koşulları ölçer. Uzaktan algılama cihazları, uzak mesafelerde olup bitenleri ölçer. Her iki veri seti birlikte kullanılarak Güneş’in koronasında ve güneş rüzgârında olup bitenlerin daha eksiksiz bir resmini bir araya getirmek için kullanılabilir. Kredi bilgileri: ESA-S.Poletti
Yavaş Güneş Rüzgârının Kökenlerinin İzini Sürmek
Fotoğrafik ve enstrümantal verileri birleştiren bilim insanları, ilk kez yavaş güneş rüzgârının nereden geldiğini daha net bir şekilde tespit edebildiler. Bu onların Güneş’ten nasıl ayrılabileceğini ve güneş sistemimizi yıldızlararası radyasyondan koruyan Güneş’in ve onun gezegenlerinin etrafındaki dev kabarcık olan heliosfere doğru yolculuğuna nasıl başlayabileceğini belirlemelerine yardımcı oldu.
Newcastle upon Tyne’daki Northumbria Üniversitesi’nden Dr. Steph Yardley araştırmayı yönetti ve şöyle açıkladı: “Güneş’e yakın bir uzay aracında yerinde ölçülen güneş rüzgarı akışlarının değişkenliği, bize bunların kaynakları hakkında birçok bilgi sağlıyor ve geçmiş çalışmalar olmasına rağmen Güneş rüzgarının kökenlerinin izini sürdüğümüzde, bu işlem Dünya’ya çok daha yakın bir yerde yapıldı ve o zamana kadar bu değişkenlik kayboldu.
Güneşin Koronasının Rolü
“Solar Orbiter Güneş’e çok yakın hareket ettiğinden, güneş rüzgarının karmaşık doğasını yakalayarak onun kökenine ve bu karmaşıklığın farklı kaynak bölgelerdeki değişikliklerden nasıl etkilendiğine dair daha net bir resim elde edebiliyoruz.”
Hızlı ve yavaş güneş rüzgarlarının hızları arasındaki farkın, atmosferin en dış katmanı olan Güneş’in koronasının kaynaklandığı farklı alanlarından kaynaklandığı düşünülüyor.
Northumbria Üniversitesi’nden Dr. Steph Yardley. Kredi bilgileri: Simon Veit-Wilson/Northumbria Üniversitesi
Manyetik Alanlar ve Güneş Rüzgarından Kaçış
Açık korona, manyetik alan çizgilerinin yalnızca bir ucunda Güneş’e sabitlendiği ve diğer ucunda uzaya uzanarak güneş malzemesinin uzaya kaçması için bir otoyol oluşturduğu bölgeleri ifade eder. Bu alanlar daha serindir ve hızlı güneş rüzgârının kaynağı olduğuna inanılmaktadır.
Bu arada kapalı korona, Güneş’in manyetik alan çizgilerinin kapalı olduğu bölgelerini ifade eder; bu, bunların her iki uçtan da güneş yüzeyine bağlı olduğu anlamına gelir. Bunlar manyetik olarak aktif bölgeler üzerinde oluşan büyük parlak halkalar olarak görülebilir.
Bazen bu kapalı manyetik döngüler kırılarak, güneş enerjisi malzemelerinin, açık manyetik alan hatlarında olduğu gibi, yeniden bağlanıp bir kez daha kapalı bir döngü oluşturmadan önce kaçması için kısa bir fırsat sağlar. Bu genellikle açık ve kapalı koronanın buluştuğu alanlarda gerçekleşir.
Solar Orbiter ile Teorilerin Test Edilmesi
Solar Orbiter’ın amaçlarından biri, yavaş güneş rüzgarının kapalı koronadan kaynaklandığı ve manyetik alan çizgilerinin kırılması ve yeniden bağlanması süreci yoluyla uzaya kaçabildiği teorisini test etmektir.
Bilimsel ekibin bu teoriyi test edebilmesinin bir yolu, güneş rüzgarı akımlarının ‘bileşimini’ veya yapısını ölçmekti.
Güneş enerjisi malzemesinin içerdiği ağır iyonların kombinasyonu, nereden geldiğine bağlı olarak farklılık gösterir; daha sıcak, kapalı ve daha soğuk, açık korona.
Güneş Faaliyetlerini Rüzgar Akımlarına Bağlamak
Ekip, Solar Orbiter’daki cihazları kullanarak Güneş’in yüzeyinde meydana gelen aktiviteyi analiz edebildi ve ardından bunu uzay aracı tarafından toplanan güneş rüzgarı akımlarıyla eşleştirebildi.
Solar Orbiter tarafından çekilen Güneş yüzeyi görüntülerini kullanarak, yavaş rüzgar akımlarının açık ve kapalı koronanın buluştuğu bir alandan geldiğini tespit edebildiler; bu da yavaş rüzgarın kapalı manyetik alan çizgilerinden kaçabildiği teorisini kanıtladı. kopma ve yeniden bağlanma süreci boyunca.
Güneş Rüzgarı Bileşimi Hakkında Bilgiler
Northumbria Üniversitesi’nin Güneş ve Uzay Fiziği araştırma grubundan Dr. Yardley şöyle açıklıyor: “Solar Orbiter’da ölçülen güneş rüzgarının değişen bileşimi, koronadaki kaynaklar arasındaki bileşimdeki değişiklikle tutarlıydı.
“Elektronlarla birlikte ağır iyonların bileşimindeki değişiklikler, değişkenliğin yalnızca farklı kaynak bölgeleri tarafından yönlendirilmediğine, aynı zamanda koronadaki kapalı ve açık döngüler arasında meydana gelen yeniden bağlanma süreçlerinden de kaynaklandığına dair güçlü kanıtlar sağlıyor.”
Uluslararası İş Birliği ve Gelecek Planları
ESA Solar Orbiter misyonu, dünyanın dört bir yanından bilim adamlarının ve kurumların birlikte çalıştığı, uzmanlık becerileri ve ekipmana katkıda bulunduğu uluslararası bir işbirliğidir.
ESA Solar Orbiter Proje Bilimcisi Daniel Müller şunları söyledi: “Başlangıçtan beri, Solar Orbiter misyonunun temel amacı, Güneş üzerindeki dinamik olayları, bunların heliosferin çevredeki plazma kabarcığı üzerindeki etkilerine bağlamaktı.
“Bunu başarmak için, Güneş’in uzaktan gözlemlerini, uzay aracının yanından geçerken güneş rüzgarının yerinde ölçümleriyle birleştirmemiz gerekiyor. Bu karmaşık ölçümleri başarıyla gerçekleştiren tüm ekiple son derece gurur duyuyorum.
“Bu sonuç, Solar Orbiter’ın güneş rüzgarı ile onun güneş yüzeyindeki kaynak bölgeleri arasında sağlam bağlantılar kurabildiğini doğruluyor. Bu, misyonun temel hedeflerinden biriydi ve bize güneş rüzgârının kökenini benzeri görülmemiş ayrıntılarla incelemenin yolunu açıyor.”
Solar Orbiter’daki araçlar arasında, kısmen Michigan Üniversitesi’nin İklim ve Uzay Bilimleri ve Mühendisliği bölümündeki Uzay Fiziği Araştırma Laboratuvarı’ndan araştırmacılar ve mühendisler tarafından geliştirilen Ağır İyon Sensörü (HIS) yer alıyor. Sensör, güneş rüzgarındaki ağır iyonları ölçmek için tasarlandı ve bu, güneş rüzgarının nereden geldiğini belirlemek için kullanılabilecek.
“Güneş’in her bölgesi, güneş rüzgarı akışının kimyasal bileşimini belirleyen, ağır iyonların benzersiz bir kombinasyonuna sahip olabilir. Güneş rüzgârının kimyasal bileşimi, güneş sistemine doğru giderken sabit kaldığından, bu iyonları, Güneş atmosferinin alt kısmındaki güneş rüzgârının belirli bir akışının kökenini belirlemek için parmak izi olarak kullanabiliriz.” dedi. Michigan Üniversitesi’nde iklim ve uzay bilimleri ve mühendisliği profesörü ve Ağır İyon Sensörünün baş araştırmacı yardımcısı Susan Lepri.
Güneş rüzgarındaki elektronlar, UCL’nin Mullard Uzay Bilimleri Laboratuvarı tarafından geliştirilen ve Dr. Yardley’nin Onursal Üyesi olduğu Elektron Analiz Sistemi (EAS) tarafından ölçülüyor.
UCL’den Profesör Christopher Owen şunları söyledi: “Cihaz ekipleri, sensörlerini fırlatma için tasarlamak, inşa etmek ve hazırlamak ve aynı zamanda onları koordineli bir şekilde en iyi şekilde nasıl çalıştıracaklarını planlamak için on yıldan fazla zaman harcadı. Bu nedenle, Güneş’in hangi bölgelerinin yavaş güneş rüzgarını ve değişkenliğini yönlendirdiğini ortaya çıkarmak için verilerin bir araya getirildiğini görmek son derece memnuniyet verici.”
Rüzgar hızını ölçen Proton-Alfa Sensörü (PAS), Paul Sabatier Üniversitesi’nin Toulouse, Fransa’daki Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie tarafından tasarlanıp geliştirildi.
Bu cihazlar hep birlikte, UCL Profesörü Christopher Owen’ın baş araştırmacı olduğu Solar Orbiter gemisindeki Solar Rüzgar Analizörü son sınıfını oluşturuyor.
Gelecekteki araştırma planları hakkında konuşan Dr. Yardley şunları söyledi: “Şimdiye kadar Solar Orbiter verilerini yalnızca bu belirli aralık için bu şekilde analiz ettik. Solar Orbiter’ı kullanarak diğer vakalara bakmak ve aynı zamanda diğer yakın görevlerden elde edilen veri kümeleriyle bir karşılaştırma yapmak çok ilginç olacak. NASAParker Güneş Sondası.”
Araştırmayı detaylandıran makale bugün yayınlanacak. Doğa Astronomi.
Referans: “Heliosferdeki güneş rüzgarı değişkenliğinin itici gücü olarak çok kaynaklı bağlantı” 28 Mayıs 2024, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-024-02278-9