Snapping the Sun’s Grand Magnetic Border at 0.3 AU
Güneş‘in en büyük yapısı olan manyetik sınırın, Güneş’e bu kadar yakın bir mesafeden çekilen ilk görüntüleri ortaya çıktı.
Southwest Research Institute (SwRI) araştırmacıları, ESA/NASA ortaklığındaki Solar Orbiter uzay aracıyla, Güneş’ten 0.3 astronomik birim (AU) uzaklıkta bulunan Heliospheric Current Sheet (HCS) olarak bilinen devasa manyetik yapının ilk detaylı görüntülerini elde etti. Bu yapı, Güneş’in manyetik kutuplarının tersine döndüğü ve yüzeydeki plazma halkalarından oluşan devasa bir yapıya dönüştüğü bölgeyi işaret ediyor.
Araştırmacılar, Solar Orbiter’ın 13 Nisan 2023’te HCS bölgesinden geçerken elde ettiği verilere odaklanarak, bu yapının bileşimini ve özelliklerini incelediler. Özellikle, Heavy Ion Sensor (SWA-HIS) adlı cihaz, HCS’yi oluşturan parçacıklar hakkında önemli veriler topladı. Elde edilen görüntüler, daha önce sadece Dünya yakınlarında elde edilebilen bilgilere kıyasla, bu yapının çok katmanlı bir yapıya sahip olduğunu ve manyetik anormallikler ile değişen plazma basınçları içerdiğini gösteriyor.
Araştırmalar, HCS bölgesindeki elektronların ani olarak durduğu bir alanın keşfedilmesine yol açtı. Bu sırada, güneş rüzgarındaki protonlar 50 km/s daha hızlı hareket ediyordu. Bu durum, araştırmacıların bu bölgenin manyetik yeniden bağlantı olaylarının odak noktası olduğuna dair kanıtlar olduğunu düşündürmektedir.
HCS boyunca büyük değişiklikler yaşanmasına rağmen, karbon ve oksijen oranları (belirli bir elementin farklı yük halleri) şaşırtıcı derecede kararlı kaldı. Bu iyonik varyasyonlar Güneş’e yakın bölgelerde oluşur ve güneş rüzgarı tarafından uzaya taşınırken, “dondurulma yüksekliğine” ulaşır. Bu noktada, iyon oranları sabitlenir çünkü atomlar artık elektronları kolayca kaybedemez veya kazanmaz. Solar Orbiter, HCS bölgesindeki manyetik karmaşanın bile bu atomların elektron kaybetme ve kazanma yeteneğini etkilemediğini gösterdi.
Ancak, farklı elementlerin konsantrasyonlarında önemli değişiklikler gözlemlendi. Özellikle, demir/oksijen (Fe/O) oranında keskin bir düşüş tespit edildi. Güneş rüzgarı genellikle düşük iyonlaşma potansiyeline sahip elementleri taşır; demir de bu elementlerden biridir. Ancak, oksijenin yüksek iyonlaşma potansiyeli nedeniyle güneş rüzgarı tarafından alınmaz.
Solar Orbiter, HCS’nin ortasına doğru ilerlerken, Fe/O oranında belirgin bir düşüş gözlemlendi ve bu değer, Dünya’nın atmosferine benzer hale geldi. Araştırmacılar, bu durumun beklenmedik bir kuvvetin etkisiyle oluştuğuna inanıyorlar: yerçekimi. Demir gibi ağır iyonlar, Güneş’e yakın bölgelerde bulunan kapalı manyetik halkalarda uzun süre hapsolur ve plazma serbest bırakılmadan önce demirin kendisi de aşağı doğru çekilir.
Çalışmanın bir diğer bölümü, HCS bölgesindeki oksijenin sıcaklığının protonlara göre nasıl değiştiğini inceledi. Oksijen, protonlardan yaklaşık 16 kat daha ağır olduğu için, bu durum “süper-kütle-orantılı limit” olarak bilinen bir orana karşılık gelir.
Oksijen, HCS boyunca bu limiti aşan birçok sıcaklık artışı yaşadı. Bu sıcaklık artışlarının, O7+/O6+ yük oranında artışla ve aynı zamanda karbon yük oranıyla ters orantılı olduğu tespit edildi. Bilim insanları, bu seçici oksijen ısınmasının, enerji kendi kendine doğru yönlendirilen Alfven siklotron dalgaları tarafından tetiklendiğine inanıyorlar; bu dalgaların enerjisini belirli iyonlara (oksijen gibi) aktardığı ve aynı zamanda alfa parçacıklarının karbon atomlarından aldığı enerjiyi engellediği düşünülüyor.
Bu, tek bir yolculukta elde edilebilecek çok çeşitli keşiflerdir. Bu tür ziyaretler nadirdir, ancak Solar Orbiter’ın görevi henüz tamamlanmadı; ayrıca Güneş’e yakın bölgelerde veri toplayan Parker Solar Probe adlı başka bir uzay aracı da bulunmaktadır. Daha fazla ve daha yakından veri topladıkça, Güneş’in ne kadar karmaşık olduğunu daha iyi anlayacak ve bunun Dünya üzerindeki yaşamı nasıl etkilediğini öğrenebileceğiz.
GÖZLEM DEĞERLENDİRMELERİ (1)