Aşırı gelen radyasyon nedeniyle büyük bir güneş patlamasının CCD görüntüsünde ortaya çıkan görüntü bozuklukları (difraksiyon sivri uçları ve dikey çizgiler).

Güneş en şiddetli patlamalarını gerçekleştirdiğinde, sadece plazma ve parçacıkları uzaya fırlatmaz. Bu patlamalar aynı zamanda evrendeki en enerjik ışık türü olan yoğun gama radyasyonu patlamaları da üretir.

Güneş fizikçileri bu gama ışın sinyallerini on yıllardır tespit ediyor, ancak bunları üreten kesin mekanizma son derece gizemli kalmıştı. Şimdi New Jersey Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılar kaynağı belirledi.

Bu keşif, büyük güneş patlamaları sırasında güneş koronasında (Güneş atmosferinin en dış katmanı) olağanüstü enerjilere hızlandırılan, daha önce bilinmeyen bir parçacık sınıfını ortaya koyuyordu.

Birkaç milyon elektron volt olarak ölçülen bu parçacıklar, tipik patlama parçacıklarından yüzlerce ila binlerce kat daha fazla enerji taşıyor ve neredeyse ışık hızında hareket ediyordu.

Farklı dalga boylarında gözlemlenen X3.2 sınıfı bir güneş patlaması. Soldan sağa, yukarıdan aşağıya doğru: 304, 335, 131 ve 193 Å.

Çığır açan buluş, 10 Eylül 2017’de meydana gelen güçlü bir X8.2 sınıfı güneş patlamasının analizinden geldi. Ekip, Fermi Uzay Teleskobundan elde edilen gama ışını gözlemlerini, NJIT‘nin mikrodalga görüntüleme verileriyle birleştirerek, gama ışınlarının tam olarak nereden kaynaklandığını belirledi.

NJIT’den Prof. Gregory Fleishman, “Güneş patlamalarının benzersiz bir gama ışını sinyali ürettiğini biliyorduk, ancak bu veri tek başına kaynağını veya nasıl üretildiğini ortaya koyamıyordu. Bu kritik bilgi olmadan, sorumlu parçacıkları tam olarak anlayamıyorduk” dedi.

Gama ışınları ve mikrodalga sinyallerinin birleşmesi, güneş atmosferinde trilyonlarca parçacığın aşırı seviyelerde enerji kazandığı belirli bir bölgeye işaret etti.

Araştırmacılar, gama ışınlarının izini, hafif yüklü parçacıkların güneş atmosferindeki maddeye çarptıklarında yüksek enerjili ışık yaydığı bremsstrahlung adı verilen bir sürece kadar sürdürdü. Bu parçacık popülasyonunu sıra dışı kılan şey, enerji dağılımıdır.

Tipik güneş patlaması sırasında elektronların enerjileri arttıkça sayıları azalır. Yeni keşfedilen bu popülasyon farklı davranıyor; parçacıkların çoğu çok yüksek enerjilerde yoğunlaşmış durumda ve nispeten az sayıda düşük enerjili elektron bulunuyor.

Gözlemler ayrıca güneş patlamalarının parçacıkları nasıl hızlandırdığına dair önemli ipuçları da ortaya koydu. Yüksek enerjili parçacık bölgesi, manyetik alanların hızla azaldığı ve yoğun ivmelenmenin meydana geldiği bölgelerin yakınında yer alıyordu.

Gama ışını dalga boyunda güneşin görüntüsü.

Bu da manyetik enerji salınımının bu aşırı ivmelenme olaylarını tetiklediğine dair uzun süredir var olan teorileri destekliyor. Bu keşif, güneş patlamaları fiziğindeki kritik boşlukları dolduruyor ve nihayetinde uzay hava durumu tahminlerini de geliştirebilir.

Büyük güneş patlamaları, Dünya’daki uyduları, iletişim sistemlerini ve elektrik şebekelerini bozabilir; bu nedenle, teknolojik altyapımız uzay hava olaylarına karşı daha savunmasız hale geldikçe, iyi tahminlerde bulunmak giderek daha önemli hale gelir.

Ancak önemli sorular hâlâ cevapsız kalıyor. Araştırmacılar bu parçacıkların elektron mu yoksa karşı madde karşılıkları olan pozitron mu olduğunu hâlâ bilmiyorlar.

Şu anda on beş yeni anten ve gelişmiş enstrümanlarla yükseltilmekte olan NJIT’nin teleskop dizisinden yapılacak gelecekteki gözlemler, benzer olaylardan kaynaklanan mikrodalga emisyonlarının polarizasyonunu ölçerek cevabı bulabilir.