Güneş'in atmosferindeki aşırı sıcaklığın sırrı, on yıllardır bilim insanlarını meşgul eden bir gizemdi. Güneş'in yüzeyine göre çok daha uzakta olmasına rağmen, dış atmosferinin neden yüzeyinden daha sıcak olduğu sorusu nihayet yanıt buluyor gibi görünüyor.
Güneş'in yüzeyi olan fotosfer milyarlarca derece sıcaklıktayken, dış atmosferi olan korona yaklaşık 10.000 F (5.500 C) sıcaklığa sahip. Ancak son yapılan gözlemler, bu sıcaklığın kaynağının 'manyetik dalgalar' olabileceğine işaret ediyor.
Hawaii'de bulunan ve dünyanın en büyük yer tabanlı güneş teleskobu olma özelliğini taşıyan Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu (DKIST) ile yapılan yüksek çözünürlüklü gözlemler, Güneş'in atmosferindeki daha önce tespit edilemeyen manyetik dalgaları nihayet ortaya çıkardı. Bu bulgular, Nature Astronomy dergisinde yayımlandı.
Güneş'in Sıcaklık Gizemi
Bilim insanları, Güneş'in koronasının bu denli sıcak olmasının yanı sıra, saatte 1,6 milyon kilometreden (1 milyon mil) daha hızlı esen güneş rüzgarının da enerji ihtiyacını nasıl karşıladığını anlamaya çalışıyordu. Yıllar önce yapılan ilk araştırmalarda, bu enerjinin yüzeydeki dönel konveksiyon tarafından üretildiği varsayılıyordu. Ancak enerjinin atmosfere ve güneş rüzgarına nasıl aktarıldığı ve ısıya nasıl dönüştüğü konusunda karmaşıklıklar vardı.
1942'de, İsveçli plazma fizikçisi Hannes Alfvén, manyetik dalgaların bu ısınmadan sorumlu olabileceğini öne sürmüştü. Bu dalgalar, günümüzde Alfvén dalgaları olarak biliniyor. Ancak bu dalgalar, bugüne kadar koronada gözlemlenememişti. Bunun temel nedeni, önceki teleskopların hassasiyetinin bu dalgaların hareketlerini net bir şekilde tespit etmek için yeterli olmamasıydı.
Eşi Görülmemiş Gözlemler
DKIST teleskobunun sahip olduğu 4 metrelik aynası ve eşi benzeri görülmemiş çözünürlüğü sayesinde, araştırmacılar koronadaki Alfvén dalgalarının izini sürebildi. Bu teleskobun kullandığı Cryo-NIRSP (Kriyojenik Yakın Kızılötesi Spektropolarimetre) cihazı, koronadaki hareketleri haritalandırmak ve Doppler kayması fenomeni aracılığıyla plazmadaki (aşırı ısınmış gaz) değişimleri incelemek için kullanıldı. Doppler kayması, bir dalga kaynağı ve gözlemci birbirine yaklaştıkça veya uzaklaştıkça algılanan frekanstaki değişim olarak açıklanabilir.
Araştırmacılara göre, Cryo-NIRSP'nin sağladığı veriler, koronadaki Alfvén dalgalarının belirgin imzasını gözlemlemeyi mümkün kıldı. Bu imza, manyetik alanların karşılıklı olarak bükülmesiyle ortaya çıkan ve kırmızı ve mavi Doppler kaymalarının zıt taraflarda dönüşümlü bir desen olarak görünmesiyle anlaşılıyor. Bu dalgaların gözlem süresi boyunca sürekli olarak var olduğu tespit edildi. Bu durum, bu dalgaların Güneş atmosferinin diğer bölgelerinde de yaygın olabileceğini gösteriyor.
Bu bulgunun en önemli yönlerinden biri, dalgaların önemli miktarda enerji taşıdığına dair analizler olmasıdır. Bu, bilim insanlarının uzun süredir tartıştığı, koronanın aşırı ısınmasının arkasındaki mekanizma olan güneş dalgaları ile manyetik yeniden bağlanma (manyetik alanların birbirine dolanıp aniden koparak enerji salması) arasındaki mücadelede önemli bir gelişmedir.
Çeşitli uzay araçları manyetik yeniden bağlanmanın korona ısınmasının bir tetikleyicisi olduğuna dair kanıtlar bulmuş olsa da, DKIST'ten gelen yeni bulgular, tam resmin daha karmaşık olduğunu gösteriyor. NASA'nın Parker Solar Probe'u ve Avrupa Uzay Ajansı'nın Solar Orbiter'ı gibi güneş gözlemevlerinden elde edilen veriler ve DKIST'ten gelen yeni verilerle birlikte, hem dalgaların hem de yeniden bağlanmanın Güneş atmosferi boyunca sıkça meydana geldiği görülüyor.
Araştırmacılar, Alfvén dalgalarının varlığını ve koronayı ısıtmak için gereken enerjinin en az yarısını oluşturan önemli miktarda enerji taşıdığını doğruluyor. Ancak dalgalarla ilişkili kesin enerji miktarını tahmin etmek hala zorlu bir süreç.
Manyetik yeniden bağlanma ile Alfvén dalgaları arasındaki oran, yalnızca Güneş'in ısınmasını değil, aynı zamanda Güneş'in ve hatta diğer yıldızların ışık (radyatif çıkış) miktarını da etkiliyor. Bilim insanları, bu araştırmayı gezegen sistemlerinin uzun vadede nasıl evrimleştiğini anlamak ve güneş rüzgarı üretimi hakkında daha iyi kısa vadeli tahminler yapmak için kullanmayı umuyorlar. Yayınlanan bu tür ek çalışmaların, Alfvén dalgalarının özelliklerine ışık tutarak modelleri daha iyi bilgilendirmesi ve tahminleri iyileştirmesi hedefleniyor.
