Güneş'teki spiküllerin dönme gizemi: Dönen jetler değil, kıvrımlı plazma perdeleri

Güneş'in görünen yüzeyi ile milyon derecelik koronası arasındaki bölgede her an yüz binlerce, hatta milyonlarca ince plazma jeti yukarı fışkırıyor. Spikül denen bu jetlerin bazıları gözlemlerde hızla dönüyormuş gibi görünüyor ve bu dönmenin kaynağı uzun süredir çözülemeyen bir soruydu. Sheffield Üniversitesi, Hindistan Astrofizik Enstitüsü (IIA) ve Avustralya'daki Newcastle Üniversitesi'nden araştırmacıların The Astrophysical Journal'da yayımlanan çalışması yeni bir yanıt öneriyor: Tek tek jetler aslında dönmüyor olabilir.

Spiküller nedir?

Spiküller, Güneş'in fotosfer denen görünen yüzeyi ile en dış katmanı korona arasındaki bölgede, kütleçekimine karşı yarı düzenli aralıklarla yukarı fırlayan plazma jetleri. Sheffield Üniversitesi'nin açıklamasına göre çalışmada incelenenler 6-8 megametre, yani 6.000-8.000 kilometre uzunluğunda. Jetlerdeki maddenin çoğu yeniden yüzeye geri düşüyor. Plazma, elektronlar ve iyonlardan oluşan, çok sıcak ve manyetik alanla etkileşen gaz benzeri bir madde hâli.

Spiküller yalnızca yukarı aşağı hareket etmiyor; sık sık yana doğru salınıyor ve hızla dönüyor gibi görünüyor. Fışkırma ve salınım davranışı görece iyi anlaşılmış olsa da dönmenin kaynağı açık değildi. Konu, Güneş fiziğinin büyük sorularından biriyle de ilişkili: korona neden Güneş yüzeyinden çok daha sıcak? Spiküllerin taşıdığı kütle ve enerji akışı, üst kromosferi ve alt koronayı ısıtmada ve Güneş rüzgârını besleyen plazmayı sağlamada önemli kabul ediliyor.

Çubuk değil, pileli perde

Spiküller şimdiye dek, gökyüzü düzlemindeki iki boyutlu gözlemlere dayanarak diken ya da silindir biçimli yapılar olarak yorumlanıyordu. Ekibin üç boyutlu ışınımsal manyetohidrodinamik simülasyonları ise farklı bir tablo çiziyor: Jetler, pileli bir perdeyi andıran, kıvrılmış yoğun plazma tabakaları biçiminde ortaya çıkıyor. Gözlemlerde görülen dönme hareketi, bu daha karmaşık üç boyutlu dinamiğin iki boyutlu bir izdüşümü.

Simülasyonlarda spiküllerle birlikte, çapları yüzlerce kilometreye varan yüzlerce sarmal plazma sütunu da oluşuyor. Bu sütunların davranışı Dünya'daki kasırgaları andırıyor. Yazarlar bu dönen yapılara "Koronal Girdaplı Kanallar" (CoSCos) adını verdi; yapılar çoğu zaman koronaya kadar uzanıyor ve Güneş atmosferinin farklı katmanlarını birbirine bağlıyor. Açıklamaya göre spikül kümelerindeki kısa süreli dönmeler, genişliği Büyük Britanya'yı aşan yaygın plazma girdaplarınca üretiliyor ve bu girdapların her an binlercesinin, belki milyonlarcasının Güneş atmosferinde bulunduğu düşünülüyor.

Enerji taşıyan girdaplar

Çalışmayı Newcastle Üniversitesi'nden doktora sonrası araştırmacı Sahel Dey yönetti; ekipte IIA'dan Piyali Chatterjee ve Sheffield Üniversitesi Güneş Fiziği ve Uzay Plazması Araştırma Merkezi'nden Robertus Erdélyi yer alıyor. Chatterjee'ye göre modeldeki girdaplar, enerjilerini jetlerin ısı ve manyetik enerji rezervlerinden alıyor ve koronaya taşıyor. Erdélyi ise çalışmanın, Güneş atmosferindeki bu yaygın girdapların alt atmosferden alt koronaya enerji taşıyan manyetik plazma dalgaları üretebileceğine dair ilk kuramsal kanıtı sunduğunu söylüyor. Simülasyonlar kısmen Birleşik Krallık'ın yüksek başarımlı hesaplama altyapısında yürütüldü.

Gözlemle doğrulama bekleniyor

Bulgu şimdilik kuramsal. Chatterjee, girdaplı kanalların gözlemle doğrulanmasının henüz yapılmadığını ve bunun için koronadaki manyetik alanın ve hız alanının yüksek çözünürlükle ölçülmesi gerektiğini vurguluyor. Dey de spiküllerin ve onlara eşlik eden dönen plazma perdelerinin oluşumunu doğrudan gözlemenin, çok yüksek çözünürlüklü teleskoplar ve farklı açılardan bakan uydu gözlemleri gerektirdiği için şu an çok zor olduğunu belirtiyor. Erdélyi'nin ekibi sıradaki adımda bu yapıların enerjinin yanı sıra kütleyi de atmosferin alt ve üst katmanları arasında taşıyıp taşımadığını araştıracak. Korona ısınması sorusuna yönelik başka yaklaşımlar için laboratuvar deneylerini anlattığımız yazıya bakabilirsiniz.