Güneş’in Dönen plazma Püskürtmelerinin Sırrı Çözüldü

Koronayla ilgili keşifler durmak bilmiyor. Son zamanlarda “koronal ısınma sorunu”na dair olası çeşitli çözümleri ele aldık – Güneş‘in koronasının yüzeyinden çok daha sıcak olmasının nedeni. Şimdi, Newcastle Üniversitesi, Hindistan Astrofizik Enstitüsü ve Sheffield Üniversitesi’nden araştırmacıların liderliğini yaptığı bir makale, başka bir yanıt sunuyor – güneşin alt atmosferinde oluşan “spikül”leri yanlış görüp yorumladığımızı iddia ediyor.

Spiküller, güneş atmosferine saniyede onlarca kilometre hızla fışkıran, birkaç dakika sonra tekrar yüzeye doğru çöken ucu sivri biçimli plazma püskürtmeleri. Güneş’in kenarında bunlardan on binlerce, güneşin tüm yüzeyinde ise herhangi bir anda potansiyel olarak milyonlarca olduğu düşünülüyor. Bilim insanları her zaman bunlara mini plazma hortumları gibi davrandı; her bir “ucu sivri” parçacık ayrı bir varlık olarak değerlendirildi.

Makale bunu sorguluyor. İki boyutlu ucu sivri parçacıklar yerine, spiküllerin aslında karmaşık üç boyutlu plazma “perdeleri”nin yarattığı bir optik yanılsama olabileceğine dair kanıt sunuyor. Bireysel silindirler gibi çalışmıyorlar; aslında dev bir atmosfer örtüsü gibi davranan, dalgalanıp katlanan manyetik bir levhanın parçaları. Bizim bakış açımız – ki bu, temelde yalnızca güneşin kenarında iki boyutlu – üst üste binen katlanmalar, ayrı ayrı, dönen jetler dizisi illüzyonunu yaratıyor.

Fraser, güneşten çekilen en yüksek çözünürlüklü görüntüden bahsediyor.

Son dönemde raporladığımız diğer spikül ilgili keşiflerin çoğundan farklı olarak, bu keşif yeni bir uzay gemisinden gelen yeni verilerden gelmedi, Solar Orbiter veya Parker Solar Probe gibi – bir simülasyondan geldi. Araştırmacılar, güneşin yüzeyinin altındaki konveksiyon bölgesinin magnetohidrodinamiğini güneşin alt koronasına kadar modellemek için Pencil Code adlı bir bilgisayar simülasyon aracı kullandı. Bu ortamın dikkat çeken özelliklerinden biri, güneşin yüzeyinin altındaki karışan plazma granüllerinin atmosferine ilettiği, neredeyse bir davul gibi bir akustik vuruştu.

Bu şok dalgaları atmosferin bir bölümünü yukarı fışkırtarak, Güneş’in atmosferine binlerce kilometre yükseğe uzanan devasa “perde”ler oluşturur.

Bu anlatım, bu süreç hakkında başka araştırmaların zaten söylediği şeyle oldukça benzer görünüyor. Açıkçası, Güneş’in yüzeyi ile atmosferi arasındaki bağlantının modellenmesi ilk defa denenmemişti. Makalenin temel bulgularından biri, uzay gözlem araçlarının gerçekten ne göreceğini modellemekti. Yukarıdan bir bakışla, bu dalgalarla yukarı fışkırtılan plasma, akordeon katmanları biçimine dizilmiş bir levha gibi görünür. Ancak bir teleskop Güneş’in kenarına bakıyorsa, bu katmanların birleşimi tek bir çizgi – spikül – gibi görünür. Spiküllerin “hareketleri” aynı zamanda perdenin zamanla sallanması ve kıvrılması olarak bile anlaşılabilir.

Güneş spikülleri, Hinode tarafından 2007’de gözlemlendi. Kaynak – WebMaster Hinode YouTube Kanalı

Kişisel, bu modellenmiş bulguları destekleyebilecek gerçek veriler de mevcuttu. Araştırmacılar, daha yeni uzay araçlarından biri yerine, sırasıyla 2013 ve 2006’da fırlatılan Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS) ve Hinode uydularına yöneldi. Her iki uydudan gelen veriler, spiküllerin tuhaf hareketler yaptığını göstermişti. Ancak bu veriler, modelden simüle edilen verilerle karşılaştırıldığında, bu tuhaf hareketler kıvrılıp bükülen bir perdenin hareketleriyle iyi bir şekilde örtüşüyordu. Spiküllerin dikey püskülleri aslında buruşuk bir perdenin bir yansıması olabilirdi.

Ancak belki de daha ilginç keşif, spiküllere çok benziyor gibi görünen ancak aslında tamamen farklı bir olgu olan bir şeyin keşfiydi. Araştırmacılar modellerinde otomatik girdap algılama algoritmaları kullandı ve ta korona katmanına kadar uzanabilecek dönen plazma dev sütunları buldu. Ancak spiküllerin aksine, bunlar kilometrelerce genişliğe sahip, saniyede yirmi kilometreye kadar hızla dönen dev girdaplardır. Bilim insanları bunlara Koronal Coşku Kanalları ya da CoSCo’lar adını verdi.

CoSCo’lar iki farklı türde görünüyor. Biri, manyetik alan çizgilerinin güneş atmosferinde kopması ve kırılmasıyla oluşuyor. Bu kopma ve kırılma, koronal ısınma gizeminin baş şüphelisi olsa da, açıkçası çevredeki güneş ortamını da ciddi şekilde etkiliyor. İkinci oluşum yolu ise spikül perdelerinin kenarlarıyla ilişkili – bu perdeler, koronanın geri kalanının çoğunu oluşturan “boşluk”tan çok daha yoğundur ve kenarları boyunca devasa basınç ve yoğunluk farkları yaratır. Bu uyumsuzluk, baroklinik girdaplılık adı verilen bir şey üretir – dünyada okyanus esintilerinin karaların içlerinden gelen sıcak havayla çarpışarak kıyı hava sistemlerini harekete geçirmesiyle aynı etkiyi yaratır. Ancak aslında spikül perdeleri kendileri enerji kaybetmeye ve yüzeye geri süzülmeye başladığında, ortaya çıkardıkları bu devasa hortumlar onları tekrar koronaya doğru yukarı çeker.

İşte bu, bu spikül levhalarının koronal ısınma sorununa katkıda bulunduğu yol. CoSCo’lar, spikül levha plazmasını yüzeyden korona katmanına geri çeker, güneş rüzgarını besler ve bölgeyi ıslatan enerji sağlar. Ya da en azından teoriye göre işler böyle işler. Dönen spikül topluluklarının Hinode ve IRIS gibi enstrümanlardan yapılan gözlemleri, CoSCo’ların nerede bulunduğunu göstererek, dönen spiküllerin bu teorik plazma hortumlarının enerjiyi güneş atmosferine taşıdığı bölgeleri işaretlediğini doğruluyor. Ancak bu süreç hakkında bilmediğimiz hala çok şey var – belki de şu anda sevdiğimiz yıldızı gözlemekte olan tüm bu yeni nesil gelişmiş güneş gözlem ekipmanlarından biraz daha içgörü kazanacağız.

Sheffield Üniversitesi – Britanya büyüklüğünde dönen manyetik plazperde, güneş atmosferinde milyonlarca fışırma sürüyor

S. Dey, P. Chatterjee ve R. Erdélyi – Plazperde-Dönel Etkileşimleri Sürdüren Güneş Piceleri

UT – Patlama Şeritleri Güneş’in Gizli Patlamalarını Nasıl Ortaya Çıkarır

UT – Daha Önce Görülmeyen Süper Sıcak Plazma Fışırımları Güneş’in Koronasını Isıtıyor