Bilim adamları ilk kez, Güneş’in geçmişte yalnızca ara sıra gözlemlenen bir bölgesi olan Güneş’in küresel koronal manyetik alanının neredeyse günlük ölçümlerini aldılar. Ortaya çıkan gözlemler, Dünya’daki yaşamı ve elektroniği etkileyen yoğun güneş fırtınalarına yol açan süreçler hakkında değerli bilgiler sağlıyor.
Gelişmiş Koronal Çok Kanallı Polarimetre (UCoMP) adı verilen bir cihaz tarafından sekiz ay boyunca toplanan verilerin analizi Science dergisinde yayınlandı.
Güneşin manyetik alanı, elektrik şebekeleri, iletişim sistemleri ve GPS gibi uzay teknolojileri için tehdit oluşturabilen güneş fırtınalarının önemli bir nedenidir. Ancak manyetik alanın enerjiyi nasıl depoladığını ve patladığını anlama yeteneği, onu Güneş’in üst atmosferi olan güneş koronasında gözlemleme sorunu nedeniyle sınırlıydı.
Manyetizmanın standart polarimetrik yöntemlerle ölçülmesi genellikle büyük ve pahalı ekipmanlar gerektirir; bu ekipmanlar şimdiye kadar koronanın yalnızca küçük alanlarını inceleyebildi. Ancak koronal sismoloji ve UCoMP gözlemlerinin birlikte kullanılması, araştırmacıların güneş tutulması sırasında görülen Güneş’in manyetik alanının tamamının tutarlı ve kapsamlı bir görünümünü elde etmelerine olanak tanıdı.
Bilim adamları daha önce güneş yüzeyindeki fotosfer olarak bilinen manyetik alanı düzenli olarak ölçebilseler de, çok daha zayıf olan koronal manyetik alanı ölçmek uzun zamandır zordu. Bu durum, güneş fırtınalarının ortaya çıktığı koronanın manyetik alanının üç boyutlu yapısı ve evrimine ilişkin daha derin bir anlayışı sınırladı.
Koronal manyetik alanların ölçülmesi, DKIST güneş teleskobu gibi büyük teleskoplar gerektirir; 4 metrelik bir açıklığa sahip olan bu teleskop, dünyanın en büyük güneş teleskobudur ve yakın zamanda koronal manyetik alanın ayrıntılı gözlemlerini yapma yeteneğini göstermiştir.
Ancak DKIST Güneş’in tamamını tek seferde haritalandıramaz. Daha küçük olan UCoMP cihazı, daha düşük bir çözünürlükte ve iki boyutlu bir projeksiyonda da olsa, aslında bilim adamlarına koronal manyetik alanın küresel resimlerini sağlamaya daha uygundur. Böylece her iki kaynaktan yapılan gözlemler koronal manyetik alanın bütünsel anlayışını önemli ölçüde tamamlıyor.
UCoMP öncelikle bir koronagraftır; tutulmaya benzer şekilde güneş ışığını engellemek için bir disk kullanan ve koronayı gözlemlemeyi kolaylaştıran bir alettir. Aynı zamanda koronal çizgi yoğunluğu ve Doppler hızı gibi diğer spektral bilgileri görüntüleyen Stokes polarimetresini de birleştirir. UCoMP çok daha küçük bir açıklığa (20 cm) sahip olmasına rağmen, daha geniş bir görüntüleme açısını kapsayabilme kapasitesine sahiptir ve çoğu gün güneşin tamamının incelenmesine olanak sağlar.
Araştırmacılar, UCoMP verilerindeki manyetohidrodinamik (MHD) kayma dalgalarını izlemek için koronal sismoloji adı verilen bir teknik kullandılar. MHD dalgaları, koronal manyetik alanın kuvveti ve yönüne ilişkin iki boyutlu bir haritanın oluşturulmasına olanak tanıyan bilgiler sağladı. 2020 yılında, önceki bir çalışmada küresel koronal manyetik alanın ilk haritasını oluşturmak için UCoMP’nin öncülü ve koronal sismoloji tekniği kullanıldı. UCoMP artık daha ayrıntılı ölçümlere izin verecek şekilde yeteneklerini genişletti.
UCoMP çalışmasında araştırma ekibi, Şubat ve Ekim 2022 arasında 114 manyetik alan haritası, yani neredeyse her gün bir harita üretti. Gözlemler aynı zamanda kutup bölgelerindeki koronal manyetik alanın ilk ölçümlerini de sağladı. Güneş’in kutupları hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmemiştir çünkü Güneş’in kutuplara yakın bir yerde bükülmesi onu Dünya’dan görüşümüzün dışında bırakmaktadır.
Araştırmacılar kutupları doğrudan göremeseler de ilk kez onların yaydığı manyetizmayı ölçebildiler. Bunun nedeni kısmen UCoMP tarafından sağlanan verilerin kalitesinin artması ve ayrıca güneşin solar maksimuma yakın olmasıydı. Tipik olarak, kutup bölgesinden zayıf püskürmeler bu aşamada çok daha güçlüydü, bu da kutup bölgelerinde koronal manyetik alan sonuçlarının elde edilmesini kolaylaştırdı.
Bilim adamları, fotosfer ölçümlerine dayanarak mevcut koronal modelleri geliştirmeyi umuyorlar. UCoMP ile kullanılan mevcut yöntem iki boyutla sınırlı olduğundan hala üç boyutlu manyetik alanın tamamını kapsamamaktadır. Araştırmacılar, koronadaki manyetik alan vektörünün tamamını daha iyi anlamak için verilerini diğer yöntemlerle birleştirmeyi umuyorlar.
Güneş patlamaları gibi olayların altında yatan tüm üç boyutlu kıvrımların ve örgülerin ölçülmesi, büyük bir teleskop ve küresel bir görüş alanının birleşimini gerektirir. Son tasarım geliştirme aşamasında olan, 1,5 metre çapında güneş ışığını kıran bir teleskop olan COSMO cihazının hedefi de tam olarak bu olacak.
“Koronal manyetizma, güneş kütlesinin güneş sistemi boyunca uçmasına neden olan kuvvet olduğundan, onu üç boyutlu olarak ve küresel korona boyunca her yerde aynı anda gözlemleyebilmemiz gerekir. Bu çalışma, Güneş’in küresel koronal manyetik alanının günden güne nasıl değiştiğini anlama yeteneğimizde ileriye doğru atılan büyük bir adımı temsil ediyor. Bunun, Dünya üzerindeki teknolojiye giderek daha bağımlı hale gelen yaşamımız için büyük bir tehdit oluşturan güneş fırtınalarını daha iyi tahmin etme ve bunlara hazırlanma yeteneğimiz açısından önemli sonuçları var” dedi NSF NCAR’dan COSMO geliştirme direktörü ve makalenin ortak yazarı Sarah Gibson. bilim adamı.
