Güneşte Gözlenen Çarpıcı Plazma Döngüleri

İyi çalışılmış bu güneş fenomeni, düşündüğümüz kadar basit olmayabilir. Yeni simülasyonlar, Güneş'in yüzeyinden manyetik alan çizgileri boyunca fışkıran koronal döngüler olarak bilinen plazma döngüleri olduğunu düşündüğümüz şeyin, en azından bazen, oluklu plazma tabakalarındaki kırışıklıklar olabileceğini düşündürmektedir.

Gökbilimciler bu fenomeni "koronal peçe" olarak adlandırdılar. Nasıl ve neden meydana geldiklerini anlamaya çalışmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu öne sürüyorlar.

Bu bulgu son derece önemli. Koronal döngüler ilk kez 1960'larda açıkça tanımlandığından beri, güneş bilimciler Güneş'in manyetik alanı ve güneş atmosferinin yoğunluğu ve sıcaklığı dahil özelliklerini anlamak için bunları kullanıyorlar.

Ulusal Atmosfer Araştırmaları Merkezi'nden astrofizikçi Anna Malanushenko, "Tüm kariyerimi koronal döngüleri incelemekle geçirdim" diyor. "Bunu hiç beklemiyordum. Sonuçları görünce çok büyük şaşkınlığa uğradım."

Koronal döngüleri bilim insanları on yıllardır Güneş'i daha iyi anlamak için onları analiz etseler de, özelliklerinden birkaçı beklentilerimizle uyuşmuyor.

İlk olarak, güneş lekeleriyle ilişkili koronal halkalar, hesaplamaların gösterdiği olması gerekendeğerlerden çok daha uzun olma eğilimindedir.

İkincisi, döngüler yükseklikle daha az parlak olmaz. Çubuk mıknatısın yanına serpiştirilmiş, halkalar halinde kendi kendini düzenleyen demir talaşlarını düşünün. Mıknatıstan daha uzağa ulaşan daha büyük halkalar daha incedir.

Fotoğraf: Bir küre mıknatısın manyetik alanı boyunca demir talaşları.

Koronal ilmekler bu demir ilmeklere benziyor, ancak koronal ilmekler manyetik alanlarla ilişkiliyse, benzer görsel genişleme göstermeleri gerekir ancak yüksek ilmekler alt ilmekler kadar parlaktır.

Malanushenko ve ekibi, Güneş'in gerçekçi manyetohidrodinamik simülasyonlarını üreten MURaM adlı bir yazılım programı kullanarak güneş korona modellerini gerçekleştirdi. Son zamanlarda bu, güneş koronasını içerecek şekilde güncellendi ve bu da onu koronal döngüleri daha iyi anlamaya çalışmak için mükemmel bir araç haline getirdi.

Fotoğraf: Geçiş Bölgesi ve Koronal Explorer uzay aracı tarafından görüntülenen koronal döngüler.

Ancak ekip simülasyonlarını çalıştırdığında, döngülerin her zaman ayrı yapılar olmadığını, optik olarak ince plazma tabakalarında kıvrımlar olduğunu buldular. Bu kırışıklıklar daha kalın ve yoğun olduğu için onları net bir şekilde görebiliriz.

Ancak simülasyon aynı zamanda koronal döngülerin kendi başlarına da var olabileceğini ortaya çıkardı. Bu, güneş koronasının bildiğimizden çok daha karmaşık bir ortam olduğunu gösteriyor.

Malanushenko, "Bu çalışma bize bilim adamları olarak varsayımlarımızı her zaman sorgulamamız gerektiğini ve bazen sezgilerimizin aleyhimize çalışabileceğini hatırlatıyor" diyor.

Koronal perdelere ek olarak, ekibin simülasyonları ayrıca bir güneş patlamasının tüm yaşam döngüsünü yakalar ve plazma ve manyetik alanın sentetik gözlemlerini yapmak için kullanılabilecek güneş atmosferinin üç boyutlu veri kümelerini üretir. Bu, ilmekleri ve perdeleri daha detaylı araştırmak için kullanılabilir.

Çünkü bu yapıları gerçek güneş gözlemlerinden anlamak zor olabilir. Bir ilmeğe yandan baktığınızda ilmek şekli görülmez; ancak, önden bakıldığında, daha çok bir iplik veya plazma şeridi gibiyse, döngünün ne kadar geniş olduğunu göremezsiniz.

Peçeler, tam olarak uymayan koronal döngülerin özelliklerini çözerken, cevapsız kalan bazı sorular var. Örneğin bu yapıların nasıl ve neden oluştuğu ve onları neyin kırıştığı. Ayrıca kaçının gerçek koronal döngüsü olabileceği de belirsiz. Sentetik gözlemler bazı cevaplar sağlayabilir.

Bu, yeni gözlemsel yöntemler ve analitik teknikler tasarlamayı gerektirecek, ancak şimdiye kadar elde edilen sonuçların plazma fiziğinin diğer alanları için çıkarımları olabilir, özellikle de sıvıda görülmesi imkânsız olmasa da zor olan yapılar varsa.

Malanushenko, "Bu çalışma, Güneş'in gözlemlerini şu anda yorumlama şeklimizin, yıldızımızın fiziğini gerçekten anlamamız için yeterli olmayabileceğini gösteriyor" diyor. "Bu, Güneş'in atmosferini anlamak için tamamen yeni bir paradigma."

Araştırma The Astrophysical Journal'da yayınlandı.