Güneş patlamalarının ayak izleri: Parlama şeritlerinin karmaşıklığı enerji salımını ele veriyor

Güneş patlamalarında enerjinin nasıl bu kadar hızlı açığa çıktığını anlamak için bilim insanları alışılmadık bir yere bakıyor: patlamanın kendisine değil, Güneş'in alt atmosferinde bıraktığı ayak izlerine. ABD Ulusal Bilim Vakfı'na bağlı Ulusal Güneş Gözlemevi'nin (NSO) yürüttüğü bir çalışma, patlamalar sırasında beliren parlak şeritlerin kenar şeklindeki düzensizliğin, yukarıdaki görünmez enerji dönüşüm bölgesinin yapısını yansıttığını gösterdi. Çalışma The Astrophysical Journal'da yayımlandı; NSO sonuçları Nisan sonunda duyurdu.

Güneş patlamaları, Güneş Sistemi'ndeki en güçlü patlamalar arasında. Birkaç dakika içinde muazzam miktarda enerji salıyor ve X ışını parlaklıklarına göre en zayıftan en güçlüye A, B, C, M ve X sınıflarına ayrılıyor; her harf bir öncekinin on katı enerjiyi temsil ediyor. Güçlü patlamalar ve onlara eşlik eden koronal kütle atımları, Dünya'da radyo iletişimini, uyduları ve elektrik şebekelerini etkileyebiliyor.

Görünmeyeni dolaylı yoldan okumak

Patlamanın merkezinde manyetik yeniden bağlanma adı verilen süreç var. Güneş atmosferinin yüksek katmanlarında bükülüp gerilen manyetik alan çizgileri kopup daha kararlı bir düzene yeniden bağlanıyor ve bu sırada depoladıkları enerjiyi bırakıyor. Sorun, bu sürecin yaşandığı koronanın çok sönük olması. NSO'nun açıklamasına göre onlarca yıllık araştırmaya rağmen enerjinin neden bu kadar hızlı açığa çıktığı hâlâ tam açıklanamıyor.

Patlama şeritleri ise çok daha parlak. Yeniden bağlanma sırasında hızlanan parçacıklar ve sıcak madde, manyetik alan çizgileri boyunca aşağı inip kromosfere çarpıyor ve orada parlak şeritler oluşturuyor. Ekip, enerjinin nihayet ulaştığı bu bölgelerin düzensiz şekillerini dikkatle ölçerek yukarıda olup biteni yeniden kurmaya çalıştı.

Önce benzetim, sonra gerçek patlama

Çalışmayı, NSF'nin Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu elçisi ve lisansüstü öğrencisi Marcel Corchado Albelo yönetti. Ekip, şeridin parlayan kenarının şeklini izleyen ve bu şeklin zaman içinde ne kadar karmaşık hâle geldiğini ölçen bir yöntem geliştirdi. Yöntem önce benzetim verileriyle sınandı, ardından NASA'nın IRIS uydusunun 22 Haziran 2015'te gözlediği gerçek bir patlamaya uygulandı.

Sonuç açık bir ilişki ortaya koydu: Şeritler pek çok ölçekte daha zengin ve girift desenler gösterdiğinde patlama en yoğun evresindeydi. Bu evrede enerji daha hızlı açığa çıkıyor ve X ışını yayılımı güçleniyordu. Desenler sıcak Güneş maddesinin hızlı hareketleriyle de bağlantılıydı. NSO'nun özetlediği temel bulguya göre enerjinin dönüştüğü bölge tek ve düzgün bir kaynak gibi davranmıyor; farklı boyutlarda çok sayıda parçaya bölünüyor ve enerjiyi sürekli bir akış yerine patlamalar hâlinde bırakıyor.

Corchado Albelo, gözlenen düzensiz şekillerle enerji dönüşüm bölgesinin yapısı arasında fiziksel bir ilişkiyi ilk kez deneysel olarak gösterdiklerini söyledi. Çalışmanın ortak yazarı ve Corchado Albelo'nun danışmanı NSO bilim insanı Maria Kazachenko da benzetimlerin yıllardır şerit sınırlarının belirli bir biçimde davranması gerektiğini öngördüğünü, bu çalışmanın ise bunun ilk nicel gözlem sınamasını sunduğunu belirtti. Kazachenko'ya göre yöntem bambaşka bir alandan uyarlandı.

Asıl sınav Inouye'da

Çalışmada IRIS verileri kullanıldı, ancak yöntem çok daha keskin gözlemler için tasarlandı. Hawaii'deki Inouye Güneş Teleskobu'nun Görünür Geniş Bant Görüntüleyicisi, 24 kilometre kadar küçük ayrıntıları ayırt edebiliyor; bu, IRIS'in görebildiğinden yaklaşık 20 kat küçük yapılar demek. NSO, yöntemin doğrudan bu teleskobun verileriyle bütünleşecek şekilde kurgulandığını belirtiyor.

Bulgunun sınırı da var: Sonuçlar tek bir gerçek patlamaya dayanıyor. İlişkinin farklı güçteki patlamalarda da geçerli olup olmadığını görmek için daha fazla olay incelenmesi gerekecek. Bu doğrulanırsa şeritlerin şekli, uzay havasının Dünya'ya etkilerini anlamada yeni bir tanı aracına dönüşebilir.