Güneşin en soğuk bölgesi, milyon derecelik koronayı ısıtmanın sırrını saklıyor, çalışma bulguları

Güneş yüzeyinin yaklaşık 5.000 kilometre yukarısında güneş fizikçileri için asırlık bir soru yatıyor – yıldızın üst atmosferindeki (korona) sıcaklıklar nasıl güneşin görünür yüzeyindeki sıcaklıklardan yüzlerce kat daha sıcak?

Bilim adamlarından oluşan uluslararası bir ekip, genellikle güneşin koronal ısınma sorunu olarak adlandırılan soruya, Big Bear Güneş Gözlemevi’ndeki (BBSO) 1,6 metrelik Goode Güneş Teleskopu (GST) ile elde edilen yeni gözlemsel verilerle yeni bir yanıt buldu. NJIT’in Karasal Güneş Araştırma Merkezi (CSTR).

yayınlanan bir çalışmada Doğa Astronomisiaraştırmacılar, güneş atmosferini geçebilen ve korona içinde bir milyon Kelvin derecelik sıcaklıkları koruyabilen, güneş üzerindeki nispeten soğuk, karanlık ve güçlü bir şekilde manyetize olmuş bir plazma bölgesinden gelen yoğun dalga enerjisinin keşfini açıkladılar.

Araştırmacılar, bulgunun, Dünya’nın en yakın yıldızıyla ilgili bir dizi ilgili gizemi çözmenin en son anahtarı olduğunu söylüyor.

BBSO direktörü ve çalışmanın ortak yazarı NJIT fizik profesörü Wenda Cao, “Koronal ısınma sorunu, güneş fiziği araştırmalarındaki en büyük gizemlerden biridir. Yaklaşık bir asırdır var olmuştur” dedi. “Bu çalışma ile, güneş atmosferindeki enerji taşımacılığı ve dağılımı ile uzay havasının doğası hakkındaki birçok kafa karıştırıcı soruyu çözmenin anahtarı olabilecek bu soruna yeni cevaplarımız var.”

Yuan Ding liderliğindeki ekip, GST’nin benzersiz görüntüleme yeteneklerini kullanarak başlangıçta güneş lekesi gölgesi olarak adlandırılan, güneşin en karanlık ve en soğuk bölgesindeki enine salınımları yakalamayı başardı.

Bu tür karanlık güneş lekesi bölgeleri, yıldızın güçlü manyetik alanı termal iletimi bastırdığı ve daha sıcak iç kısımdan, sıcaklığın kabaca 5.000 santigrat dereceye ulaştığı görünür yüzeye (veya fotosfere) enerji akışını engellediği için oluşabilir.

Araştırmak için ekip, 14 Temmuz 2015’te BBSO’nun GST’si tarafından kaydedilen aktif bir güneş lekesinde tespit edilen çok sayıda karanlık özellikle ilgili aktiviteyi ölçtü. Dünya’nın.

NJIT-CSTR güneş fiziği araştırma profesörü ve BBSO kıdemli bilim adamı Vasyl Yurchyshyn, “Lifler, tipik olarak 500-1.000 km yüksekliğe ve yaklaşık 100 km genişliğe sahip koni biçimli yapılar olarak görünür.” “Ömürleri iki ila üç dakika arasında değişiyor ve gölgenin en karanlık kısımlarında, manyetik alanların en güçlü olduğu yerde aynı yerde yeniden ortaya çıkma eğilimindeler.”

Cao, “Bu karanlık dinamik fibriller, güneş lekesi gölgesinde uzun süredir gözlemleniyordu, ancak ekibimiz ilk kez hızlı dalgaların tezahürü olan yanal salınımlarını tespit edebildi” dedi. “Güçlü bir şekilde mıknatıslanmış fibrillerdeki bu kalıcı ve her yerde bulunan enine dalgalar, enerjiyi dikey olarak uzatılmış manyetik kanallardan yukarı doğru getirir ve güneşin üst atmosferinin ısınmasına katkıda bulunur.”

Ekip, bu dalgaların sayısal bir simülasyonu aracılığıyla, taşınan enerjinin, güneşin üst atmosferindeki aktif bölge plazmasındaki enerji kayıplarından binlerce kat daha güçlü olabileceğini tahmin ediyor; koronadaki alevli plazma sıcaklıklarını yükseltir.

Yurchyshyn, “Güneşin her yerinde çeşitli dalgalar tespit edildi, ancak tipik olarak enerjileri koronayı ısıtamayacak kadar düşük” dedi. “Güneş lekesi umbrasında tespit edilen hızlı dalgalar, güneş lekelerinin üzerindeki koronayı ısıtmaktan sorumlu olabilecek kalıcı ve verimli bir enerji kaynağıdır.”

Şimdilik araştırmacılar, yeni bulguların yalnızca güneş lekesi gölgesi hakkındaki görüşümüzde devrim yaratmakla kalmayıp, fizikçilerin güneş koronasının enerji taşıma süreçleri ve ısınması konusundaki anlayışını ilerletmede önemli bir adım daha sunduğunu söylüyor.

Ancak, koronal ısınma sorunuyla ilgili sorular devam ediyor.

Cao, “Bu bulgular gizemi çözmeye yönelik bir adım olsa da, güneş lekelerinden çıkan enerji akışı yalnızca güneş lekelerinde kök salmış bu döngüleri ısıtmaktan sorumlu olabilir” dedi. “Bu arada, hala açıklanmayı bekleyen sıcak koronal döngülerle ilişkili başka güneş lekesi olmayan bölgeler de var. GST/BBSO’nun yıldızımızın gizemlerini daha da açığa çıkarmak için en yüksek çözünürlüklü gözlemsel kanıtları sağlamaya devam etmesini bekliyoruz.”