Araştırmacılar, güneşin koronasındaki küçük ölçekli burulma Alfvén dalgalarının ilk doğrudan kanıtını sağlayarak güneş fiziğinde bir atılım gerçekleştirdiler; bilim adamlarının 1940’lardan bu yana aradığı anlaşılması zor manyetik dalgalar.
Keşif, yayınlandı Doğa Astronomidünyanın en güçlü güneş teleskobu olan Hawaii’deki ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu’nun benzeri görülmemiş gözlemleri kullanılarak yapıldı.
Bulgular nihayet güneşin en büyük gizemlerinden birini açıklayabildi; dış atmosferi koronanın yüzeyi yalnızca 5.500°C civarındayken nasıl milyonlarca dereceye ulaştığını.
Adını 1942’de varlığını tahmin eden Nobel Ödülü sahibi Hannes Alfvén’den alan Alfvén dalgaları, enerjiyi plazma yoluyla taşıyabilen manyetik bozukluklardır.
Bilim insanları bu dalgaların daha büyük, izole versiyonlarını daha önce tespit etmişti; normalde güneş patlamalarıyla bağlantılıydı. Ancak her zaman mevcut olan ve güneşe güç verebilecek küçük bükülme tipi ilk kez doğrudan gözlemleniyor.
Northumbria Üniversitesi Mühendislik, Fizik ve Matematik Fakültesi’nde Profesör olan UKRI Geleceğin Lideri Profesör Richard Morton araştırmaya öncülük etti. Şöyle söyledi: “Bu keşif, kökenleri 1940’lara dayanan bu dalgalara yönelik uzun süreli araştırmayı sona erdiriyor. Nihayet koronada manyetik alan çizgilerini ileri geri büken bu burulma hareketlerini doğrudan gözlemleyebildik.”
Bu atılım, türünün en gelişmiş koronal cihazı olan Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu’nun Kriyojenik Yakın Kızılötesi Spektropolarimetresinin (Cryo-NIRSP) benzersiz yetenekleri sayesinde mümkün oldu. Bu son teknoloji ürünü spektrometre, koronadaki inanılmaz derecede ince ayrıntıları görebilir ve plazmanın hareketindeki değişikliklere karşı oldukça hassastır.
NSF Ulusal Güneş Gözlemevi tarafından inşa edilen ve işletilen Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu, önceki güneş teleskoplarından dört kat daha büyük olan dört metre genişliğindeki aynasıyla yirmi yıllık uluslararası planlama ve geliştirmeyi temsil ediyor.
Northumbria Üniversitesi, teleskopun Görünür Geniş Bant Görüntüleyicisi için kameralar tasarlayan Birleşik Krallık konsorsiyumunun bir parçası olarak teleskopun gelişiminde çok önemli bir rol oynadı ve Üniversitenin güneş atmosferi gözlemleri konusundaki köklü itibarını güçlendirdi.
Profesör Morton, henüz test aşamasındayken teleskopu kullanmak için zaman kazandı ve aleti koronada 1,6 milyon santigrat dereceye kadar ısıtılan demirin hareketini izlemek için kullandı.
En önemli atılım, verilerdeki farklı dalga hareketi türlerini ayırmak için tamamen yeni analitik teknikler geliştiren Profesör Morton’dan geldi. Şöyle açıklıyor: “Güneşin korona bölgesindeki plazmanın hareketine sallanma hareketleri hakimdir. Bunlar burulma hareketlerini maskeliyor, bu yüzden bükülmeyi bulmak için sallanmayı ortadan kaldırmanın bir yolunu geliştirmem gerekiyordu.”
Daha tanıdık olan ‘kıvrılma’ dalgaları tüm manyetik yapıların ileri geri sallanmasına neden olur ve güneşten çekilen filmde görünürken, yeni tespit edilen burulma Alfvén dalgaları yalnızca spektroskopik analiz yoluyla tespit edilebilecek bir bükülme hareketine neden olur; bu, plazmanın Dünya’ya doğru ve Dünya’dan nasıl uzaklaştığını ölçerek, manyetik yapıların zıt taraflarında karakteristik kırmızı ve mavi kaymalar yaratır.
Keşfin güneşin nasıl çalıştığını anlamak açısından derin etkileri var. Güneş tutulmaları sırasında görülebilen, güneşin en dış atmosferi olan korona, bir milyon santigrat dereceyi aşan sıcaklıklara kadar ısıtılır; bu, tüm güneş sistemimizi dolduran güneş rüzgarı gibi plazmayı güneşten uzaklaştırmaya yetecek kadar sıcaktır.
Araştırma, Çin’deki Pekin Üniversitesi, Belçika’daki KU Leuven, Londra Queen Mary Üniversitesi, Çin Bilimler Akademisi ve Hawaii ve Colorado’daki NSF Ulusal Güneş Gözlemevi’nden ortak yazarlarla büyük bir uluslararası işbirliğini temsil ediyor.
Bu temel süreçleri anlamak, uzay hava durumu tahmini için pratik öneme sahiptir. Güneş rüzgarı, Dünya’daki uydu iletişimini, GPS sistemlerini ve elektrik şebekelerini bozabilecek manyetik bozulmalar taşır. Alfvén dalgaları aynı zamanda NASA’nın Parker Solar Probe tarafından gözlemlenen güneş rüzgarındaki önemli enerji taşıyıcıları olan “manyetik geri dönüşlerin” de kaynağı olabilir.
Profesör Morton, “Bu araştırma, Alfvén dalga türbülansının güneş atmosferine nasıl güç verdiğini açıklayan bir dizi teorik model için temel doğrulama sağlıyor” diye ekledi. “Doğrudan gözlemlere sahip olmak nihayet bu modelleri gerçekliğe karşı test etmemize olanak tanıyor.”
Ekip, bu keşfin, bu dalgaların koronada enerjiyi nasıl yaydığı ve dağıttığı konusunda daha fazla araştırmaya yol açacağını öngörüyor. Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu’nun Cryo-NIRSP cihazının yüksek kaliteli spektrumlar sağlama yeteneği, güneş atmosferindeki dalga fiziğini incelemek için yeni olanaklar açıyor.
