Solar Orbiter uzay aracı, güneş rüzgarına güç verebilecek küçük uçakları keşfediyor

Avrupa Uzay Ajansı/NASA Solar Orbiter uzay aracı, güneşin dış atmosferinden kaçan çok sayıda küçük malzeme jeti tespit etti. Her jet 20 ila 100 saniye sürer ve söner plazma yaklaşık 100 km/s (60 mil/saat) veya 360.000 km/saat (220.000 mil/saat) hızla. Bu jetler güneş rüzgarının uzun zamandır beklenen kaynağı olabilir.

Güneş rüzgarını anlamak

Güneş rüzgarı, sürekli olarak güneşten kaçan, plazma adı verilen yüklü parçacıklardan oluşur. Gezegenler arası uzayda dışarıya doğru yayılıyor ve yoluna çıkan her şeye çarpıyor. Güneş rüzgarı Dünya’nın manyetik alanıyla çarpıştığında aurora borealis’i üretir.

Güneş rüzgarı güneşin temel bir özelliği olmasına rağmen, güneşe yakın bir yerde nasıl ve nerede oluştuğunun anlaşılmasının zor olduğu kanıtlanmıştır ve onlarca yıldır önemli bir araştırma odağı olmuştur. Artık Solar Orbiter, üstün enstrümantasyonuyla bizi ileriye doğru önemli bir adım attı.

Bu görüntü mozaiği, güneşin dış atmosferinden kaçan çok sayıda küçük malzeme jetini gösteriyor. Görüntüler ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracından geliyor. Bu mozaikte Güneş’in yüzeyinde koyu çizgiler halinde görünüyorlar. Görüntüler “negatif”tir; bu, jetlerin karanlık olarak gösterilmesine rağmen Güneş’in yüzeyindeki parlak parlamalar olduğu anlamına gelir. Resim kaynak: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Ekibi; Teşekkür: Lakshmi Pradeep Cheetah, Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü, CC BY-SA 3.0 IGO

Güneş yüzeyinin yüksek çözünürlüklü görüntülenmesi

Veriler Solar Orbiter’ın Aşırı Ultraviyole Görüntüleme Aracından (EUI) geliyor. Güneş’in güney kutbunun EUI tarafından 30 Mart 2022’de çekilen görüntüleri, güneş atmosferinden dışarı atılan küçük plazma jetleriyle ilişkili bir dizi soluk, kısa ömürlü özelliği ortaya koyuyor.

Almanya’daki Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’nden Lakshmi Pradeep Chitta ve bunu açıklayan makalenin baş yazarı, “Bu küçük jetleri yalnızca EUI tarafından üretilen benzeri görülmemiş yüksek çözünürlüklü, yüksek frekanslı görüntüler nedeniyle tespit edebildik” diyor iş. . Özellikle görüntüler, EUI’nin 17,4 nanometre dalga boyunda milyonuncu büyüklükte güneş plazmasını gözlemleyen yüksek çözünürlüklü görüntüleyicisinin aşırı ultraviyole kanalında çekildi.

Özellikle ilgi çekici olan, analizin bu özelliklerin plazmanın güneş atmosferinden fırlatılmasından kaynaklandığını göstermesidir.

Bu film, ESA/NASA Solar Orbiter uzay aracı tarafından 30 Mart 2022’de 04:30 ile 04:55 arasında alınan gözlemlere dayanarak oluşturuldu. UTCDaha önce geçen yıl yayınlanmıştı. Güneşin güney kutbuna yakın bir koronal delik gösterir. Daha sonraki analizler, gözlem sırasında birçok küçük uçağın fırlatıldığını ortaya çıkardı. Görüntünün üzerinde parlayan küçük ışık parıltıları olarak görünürler. Her biri plazma olarak bilinen yüklü parçacıkları uzaya fırlatır. Daire, hacmine göre Dünya’nın boyutunu gösterir. Resim kaynak: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Ekibi; Teşekkür: Lakshmi Pradeep Cheetah, Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü

Manyetik yapılar ve güneş rüzgarı

Araştırmacılar, güneş rüzgârının çoğunun, güneşin manyetik alanının güneşe geri dönmediği bölgeler olan koronal delikler adı verilen manyetik yapılarla ilişkili olduğunu onlarca yıldır biliyorlar. Bunun yerine manyetik alan güneş sisteminin derinliklerine kadar uzanır.

Plazma “açık” manyetik alan çizgileri boyunca akarak güneş sistemine doğru ilerleyerek güneş rüzgarını oluşturabilir. Ancak soru şuydu: Plazma nasıl ateşlendi?

Geleneksel varsayım, koronanın sıcak olması nedeniyle doğal olarak genişleyeceği ve bir kısmının alan çizgileri boyunca kaçacağı yönündeydi. Ancak bu yeni bulgular, güneşin güney kutbunda bulunan bir koronal deliğe bakıyor ve tespit edilen bireysel jetler, güneş rüzgarının yalnızca sürekli ve sabit bir akışta üretildiği varsayımını çürütüyor.

Belçika Kraliyet Gözlemevi’nden Andre Zhukov, “Buradaki bulgulardan biri, bu akışın pek tekdüze olmadığı ve jetlerin her yerde bulunması, koronal deliklerden gelen güneş rüzgarının çok düzensiz bir akış olarak ortaya çıkabileceğini gösteriyor” diyor. Solar Orbiter izleme kampanyasını yöneten çalışma ortaklarından biri.

Avrupa Uzay Ajansı’nın Solar Orbiter misyonu, Merkür’ün yörüngesinden güneşe en yakın noktada karşılaşacak. Kaynak: ESA/ATG medialab

Uçak enerji analizi

Her bir düzlemle ilişkili enerji küçüktür. Koronal fenomenin üst ucunda X Sınıfı güneş patlamaları, alt ucunda ise nano alevler adı verilen patlamalar yer alıyor. X parlamasında nano alevden milyarlarca kat daha fazla enerji var. Solar Orbiter tarafından tespit edilen küçük jetler bundan daha az enerjiye sahip, bir nanoflare’den yaklaşık bin kat daha az enerji yayıyor ve bu enerjinin çoğunu plazmayı fırlatmaya yönlendiriyor.

Yeni gözlemlerin gösterdiği gibi her yerde bulunmaları, güneş rüzgarında gördüğümüz malzemenin büyük bir kısmını dışarı attıklarını gösteriyor. Daha fazlasını yapan daha küçük, daha sık olayların olması mümkündür.

Belçika Kraliyet Gözlemevi ve EUI baş araştırmacısı David Bergmans, “Disk üzerinde güneş rüzgarına kesinlikle katkıda bulunan bir şey bulmanın önemli bir adım olduğunu düşünüyorum” diyor.

Gelecekteki gözlemler ve daha geniş çıkarımlar

Şu anda Solar Orbiter hala ekvatorun yakınında Güneş’in etrafında dönüyor. Yani bu gözlemlerde EUI Güney Kutbu’na doğru bir açıyla bakıyor.

“Bu küçük jetlerin bazı özelliklerini kenardan bakıldığında ölçmek zor, ancak birkaç yıl içinde onları diğer teleskoplardan veya gözlemevlerinden farklı bir perspektiften göreceğiz, bu ikimize de çok yardımcı olacak, ” diyor. Daniel Müller, Solar Orbiter’ın ESA proje bilimcisi.

Bunun nedeni, görev devam ettikçe uzay aracının da devam etmesidir. Yörüngesi yavaş yavaş eğiliyor kutup bölgelerine doğru. Bu arada, Güneş’teki aktivite güneş döngüsü boyunca ilerleyecek ve farklı enlemlerde koronal delikler ortaya çıkmaya başlayacak ve benzersiz yeni bir bakış açısı sağlanacak.

Tüm katılımcılar, bu çalışma güneş sistemimizin çok ötesine uzandığı için ne gibi yeni bilgiler toplayabileceklerini görmekten heyecan duyacak.

Güneş, atmosferini bu kadar detaylı gözlemleyebildiğimiz tek yıldızdır ancak aynı sürecin diğer yıldızlarda da yaşanması muhtemeldir. Bu, bu gözlemleri temel bir astrofiziksel sürecin keşfine dönüştürür.

Referans: LP Chitta, AN Zhukov, D. Berghmans, H. Peter, S. Parenti, S. Mandal, R. Aznar Cuadrado, U. Schühle, “Güneşteki Koronal Delikten Ortaya Çıkan Güneş Rüzgarını Güçlendiren Picoflare Jets” L. Triaka, F. Oşer, K. Barzynski, E.; Bushlin, L.; Hara, E. Kreikamp, ​​​​DM, Uzun, L. Rodriguez, C. Schwanitz, BJ Smith, C. Verbeek, DB Seton, 24 Ağustos 2023, Buradan Erişilebilir. Bilimler.
doi: 10.1126/science.ade5801

Solar Orbiter, Avrupa Uzay Ajansı ile NASA arasındaki uluslararası işbirliğinin bir uzay görevidir ve Avrupa Uzay Ajansı tarafından işletilmektedir.