Güneş Sistemi'ne dağılmış uzay araçlarının verileriyle oluşturulan en detaylı harita, Güneş'in manyetik etkisinin güneş rüzgarını artık hızlandıramadığı sınırı gözler önüne seriyor.
Bu sınır, Alfvén yüzeyi olarak adlandırılıyor ve araştırmacılar, bu yüzeyin şeklini ve Güneş Döngüsü 25'in ilk yarısında bu şeklin nasıl evrildiğini haritalandırdı. Güneş Döngüsü 25, Güneş lekeleri, patlamalar ve koronal kütle atımlarının aktivitesinin zirveye ulaşıp 11 yıllık bir döngüde azaldığı mevcut güneş aktivitesi döngüsüdür.
Bu değişken yapının, Güneş'in kavurucu sıcaklıktaki atmosferini anlamak için kritik bilgiler sağlayan çoklu uzay aracı ölçümlerinden sürekli olarak yeniden yapılandırılması ilk kez gerçekleştirildi.
Bilim insanları, Güneş'in koronasındaki büyük soruları yanıtlamak için Alfvén yüzeyinin derinliklerinden gelen verilerin yardımcı olabileceğini belirtiyor. Ancak bu soruları yanıtlamak için öncelikle bu sınırın tam olarak nerede olduğunu bilmek gerekiyor.
Astorfiziksel bir sınır, genellikle o bölgedeki fiziksel davranışları yöneten kuralların değiştiği nokta olarak tanımlanır. Alfvén yüzeyi söz konusu olduğunda ise, Güneş'in manyetik etkisinin, güneş malzemesindeki dalgaların Güneş'e geri yayılamayacağı ve dışarı akan güneş rüzgarının Güneş ile manyetik olarak bağlantısını kaybettiği 'geri dönüşü olmayan nokta'dır.
Güneş rüzgarı, Güneş'ten sürekli olarak sızan ve tüm Güneş Sistemi'ne yayılan parçacık akışıdır. Alfvén yüzeyinin altından kaçabilse de, bu yüzey rüzgarın manyetik olarak yönlendirilen akıştan serbestçe yayılan bir dışa akışa geçtiği arayüzdür.
Bu arayüzün nasıl dalgalandığı, sivrildiği, genişlediği ve daraldığı, Dünya ve diğer gezegenlerle nasıl etkileşim kurduğunu etkiler. Bu durum, iletişim teknolojileri, enerji şebekeleri ve uyduların operasyonlarını etkileyebilecek uzay havasında kilit rol oynar.
Buna ek olarak, Güneş, evrende Alfvén yüzeyini doğrudan ölçebileceğimiz araçlara sahip olduğumuz tek yıldızdır. Parker Güneş Sondası bu alanda özel bir yere sahiptir.
2021'den bu yana Parker sondası, Alfvén yüzeyinin altına tekrarlanan dalışlar yaparak, bilim insanlarının artık belirsizliğe yer bırakmayan alt-Alfvénik dinamikleri temsil ettiğini belirlediği verileri Dünya'ya gönderiyor.
Bu çalışma, Parker Güneş Sondası'nın her yörüngede güneş rüzgarının doğduğu bölgeye derinlemesine daldığını açıkça gösteriyor. Sondanın, Güneş aktivitesi döngüsünün bir sonraki aşamasına geçerken bu süreçlerin nasıl değiştiğine tanıklık edeceği heyecan verici bir döneme doğru ilerliyoruz.
Araştırmacılar, sondanın Güneş atmosferine yaptığı tehlikeli dalışlar sırasında toplanan verileri inceledi. Bu veriler, Güneş'ten daha güvenli bir mesafeden inceleme yapan Solar Orbiter'dan alınan gözlemlerle ve Dünya ile Güneş arasındaki yerçekimsel olarak kararlı bir bölge olan L1 Lagrange noktasında bulunan üç uzay aracı ile çapraz referanslandı.
Bu üç uzay aracı, dışarı akan güneş rüzgarının hızı, yoğunluğu, sıcaklığı ve manyetik alanı hakkında veri sağladı. Bulgular, Parker sondasının çoğu dalışında, dalgalanan Alfvén yüzeyindeki şişkinlikleri sıyırdığını ortaya koydu. Sadece Güneş'in 11 yıllık aktivite döngüsünün zirvesinde yapılan iki en derin dalış sırasında, sonda Alfvén yüzeyinin derinliklerine indi.
Güneş'in aktivitesinin altı yıl boyunca yükseldiği dönemde toplanan birleşik veriler, güneş aktivitesi arttıkça Alfvén yüzeyinin ortalama yüksekliğinin yaklaşık yüzde 30 oranında genişlediğini de gösterdi. Daha güçlü ve daha zayıf güneş döngüleri için bu etkinin buna göre daha büyük veya daha küçük olması muhtemeldir.
Bilim insanları, Güneş aktivite döngüleri boyunca, Alfvén yüzeyinin şeklinin ve yüksekliğinin hem büyüyüp hem de daha sivri hale geldiğini gözlemlediklerini belirtiyor. Bu, geçmişte tahmin ettikleri bir durumdu ve şimdi bunu doğrudan doğrulayabiliyorlar.
Bu bulgular, özellikle Parker'ın Güneş minimumuna doğru ilerlerken toplanacak ek verilerle, Güneş'in fiziğini daha ayrıntılı anlamaya yardımcı olacaktır. Aynı zamanda diğer yıldızların incelenmesi için de çıkarımları vardır. Örneğin, daha güçlü manyetik alanlara sahip yıldızların çok daha büyük Alfvén sınırlarına sahip olması muhtemeldir, bu da yakından yörüngede dönen dünyaları etkileyebilir ve potansiyel olarak yaşanabilirliği engelleyebilir.
Daha önce Güneş'in sınırını uzaktan tahmin edebiliyorduk ve doğru cevap alıp almadığımızı test etme imkanımız yoktu. Ancak şimdi, incelerken bize yol gösterebilecek doğru bir haritamız var. Ve daha da önemlisi, değişimleri izleyebiliyor ve bu değişiklikleri yakından alınan verilerle eşleştirebiliyoruz. Bu da Güneş çevresinde gerçekten neler olup bittiğine dair çok daha net bir fikir veriyor.
Araştırma, The Astrophysical Journal Letters'da yayımlandı.
