Balonla stratosfere çıkan Sunrise III, sakin Güneş'in üstünde ince manyetik iplikler buldu

Güneş yüzeyinin lekesiz, "sakin" görünen bölgeleri, üst katmanlarda sanılandan çok daha karmaşık bir manyetik yapı saklıyor. Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi'nin (NAOJ) önderlik ettiği uluslararası bir ekip, balonla stratosfere taşınan Sunrise III gözlemevinin verilerinde, Güneş atmosferindeki manyetik örtünün içine gömülü ince ve uzun iplik benzeri yapılar buldu. NAOJ sonuçları 30 Eylül'de duyurdu; bulgular The Astrophysical Journal Letters'ın Sunrise III'e ayrılan özel bölümünde yayımlandı.

Sunrise III, 1 metrelik bir Güneş teleskobunu taşıyan bir balon gözlemevi. Temmuz 2024'teki uçuşunda yaklaşık 35 kilometre yükseklikte, Dünya atmosferinin büyük kısmının üstünde 6,5 gün boyunca gözlem yaptı. Bu yükseklikte görüntüyü bulanıklaştıran hava çalkantısı neredeyse yok.

Sakin Güneş neden zor ölçülüyor?

Güneş lekesi gibi etkinlik göstermeyen bölgelere sakin Güneş deniyor ve bunlar yüzeyin büyük kısmını kaplıyor. Buradaki manyetik alanlar etkin bölgelere göre zayıf, üstelik yüzeyden yükseldikçe daha da zayıflıyor. NAOJ'un açıklamasına göre bu durum, yerdeki teleskopların atmosfer bulanıklığı nedeniyle ayrıntılı ölçüm yapmasını zorlaştırıyor.

Güneş'in görünen yüzeyine fotosfer, onun üstündeki ince ve daha sıcak katmana kromosfer deniyor. Fotosferde yer yer yoğunlaşan manyetik alanlar, yükseldikçe yana doğru açılarak kromosferde kemerli bir yapı oluşturuyor. Gökbilimciler buna manyetik örtü (canopy) diyor. Bu örtünün şimdiye kadar düzgün biçimde genişleyen bir yapı olduğu düşünülüyordu.

Örtünün içindeki iplikler

Gondolda farklı ülkelerin geliştirdiği üç alet vardı. NAOJ önderliğinde geliştirilen yakın kızılötesi tayfsal kutuplanma ölçer SCIP, 770 ve 850 nanometre bantlarındaki çok sayıda tayf çizgisini aynı anda ölçerek manyetik alanı fotosferden kromosfere kadar kesintisiz izleyebiliyor. NAOJ'dan Masahito Kubo'nun başyazarı olduğu makaleye göre SCIP, Güneş diskinin merkezine yakın sakin bir bölgede 58'e 58 yay saniyelik bir alanı 107 dakikada kesintisiz taradı. Kutuplanma ölçümündeki kararlılık, sürekli ışık düzeyinin yüzde 0,03-0,04'ü kadar hassas.

Ölçümler, kromosferdeki manyetik alanın, ağ yapısının arasındaki bölgelerde ince ve uzun iplikler biçiminde uzandığını gösterdi. Bu ipliklerin hemen altındaki fotosferde belirgin bir karşılığı yok. Genellikle bir yay saniyesinden dar olan iplikler, çevredeki örtüden 10-20 gauss daha zayıf. Özellikle belirgin örneklerde ipliğin manyetik kutbu, bitişiğindeki örtününkinin tersi. Yazarlara göre bu, manyetik örtünün basitçe genişleyen bir yapı değil, çok sayıda yerel alt yapı içeren karmaşık bir üç boyutlu düzen olduğunu gösteriyor.

Bükülmüş alan çizgileri ve ısınma sorusu

Almanya'daki Max Planck Güneş Sistemi Araştırmaları Enstitüsü'nden (MPS) araştırmacıların yaptığı sayısal benzetim, gözlenen iplikleri yeniden üretti. Benzetime göre bu yapılar, yüzeydeki hareketlerin büktüğü manyetik alan çizgileriyle ilişkili. NAOJ'un ayrıntılı açıklaması bir adım daha ileri gidiyor: İpliklerin kutbu bazen çevresine ters olduğu için burada manyetik yeniden bağlanma yaşanabilir. Bu süreç manyetik enerjiyi ısıya dönüştürür ve kromosferle koronanın neden altlarındaki yüzeyden çok daha sıcak olduğu sorusuna ipucu verebilir. Bu, şimdilik bir olasılık; enerjinin bu yolla ne kadarının taşındığı ölçülmüş değil.

Ekip ayrı bir gözlemde Güneş'in kenarına yakın sakin bir bölgeyi de inceledi. Burada SCIP, yüzeyden yukarı fırlayan ince jetler olan spikülerin manyetik alanlarını haritaladı ve alan dağılımının kenarın üstünde yükseklikle nasıl değiştiğini ortaya koydu. Spiküllerin yüzeyden koronaya enerji taşıdığı düşünülüyor. NAOJ'a göre bu sonuç, yüzeyden kromosfer üzerinden koronaya taşınan enerji akısını nicel olarak hesaplamanın yolunu açıyor.

Sırada ne var?

Sonuçlar, Mauna Loa verileriyle koronanın manyetik alanını üç boyutta haritalayan yakın tarihli çalışmayla birlikte, Güneş atmosferinin farklı katmanlarındaki manyetik yapının giderek daha ayrıntılı çözüldüğünü gösteriyor. Sunrise III'ün tek uçuşundan gelen veriler hâlâ inceleniyor; ekip, ilk bulguların özel sayıdaki diğer makalelerle birlikte daha geniş bir resmin parçası olduğunu belirtiyor.