Solar Orbiter (SolO) tarafından çekilen ve Eylül 2024’te meydana gelen bir Güneş patlamasının oluşumunu gösteren görüntüler. 

Güneş patlamaları, Güneş fiziğinde en yakından izlenen süreçlerden biridir. Bunun bir nedeni, hem Dünya çevresindeki yaşam hem de aşırı durumlarda Dünya üzerinde bile tehlike oluşturabilmeleridir.

Ancak bir diğer nedeni de, ne kadar ilginç ve karmaşık olduklarıdır. Max Planck’dan Pradeep Chitta ve arkadaşları, Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) SolO uzay aracı tarafından toplanan verileri kullanarak devasa bir Güneş patlamasının oluşum sürecini incelediler.

Güneş patlamalarının nasıl oluştuğunu açıklamak için kullanılan geleneksel modelin doğru olmadığını ve bunların minyatürleştirilmiş “manyetik çığlar” tarafından kaynaklandığı şeklinde daha iyi düşünülebileceğini keşfettiler.

30 Eylül 2024’te SolO, sonunda bir Güneş patlamasının oluştuğu Güneş’in belirli bir bölgesini gözlemliyordu. Olayların gerçekleştiğine dair ilk ipucu, patlamanın kendisinden yaklaşık 30 dakika önce ortaya çıktı.

SolO’daki Aşırı Morötesi Görüntüleyici (EUI) teleskobunun Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleyicisi, Güneş koronasının (Güneş atmosferinin en dıştaki kısmı) o belirli bölgesinde “durmaksızın” zayıf manyetik yeniden bağlanma olayları tespit etti.

Manyetik yeniden bağlanma, Güneş fiziği üzerine çalışan araştırmacılar tarafından geliştirilmiştir. Bu, yeniden bağlanmanın çift yönlü doğasını yansıtır; yani, koşullara bağlı olarak önceden bağlı manyetik alanları ayırabilir veya önceden bağlantısız manyetik alanları bağlayabilir.

Kamera 2 saniyelik bir yakalama döngüsüne ayarlanmıştı ve her iki saniyede bir yeni manyetik plazma iplikleri oluşmaya ve dağılmaya başlıyordu.

İpler ayrıca hızla kıvrılıp açılıyor, Güneş fizikçilerinin uzun zamandır “halatlar” olarak adlandırdığı şeye uygun bir şekilde davranıyordu.

Ancak, en azından bu aşamada, araçtaki diğer cihazlardan biri olan STIX (sert X-ışını monitörü) tarafından tespit edilen yüksek enerjili parçacıklarda belirgin bir eksiklik vardı. Başka bir deyişle, henüz bir Güneş patlaması oluşmamıştı.

Bu göz kamaştırıcı Güneş patlaması, 30 Eylül 2024 tarihinde ESA liderliğindeki SolO misyonu tarafından kaydedildi.

Zaman geçtikçe ve SolO gözlemlerine devam ettikçe, manyetik teller enerji biriktirmeye başladı ve araştırmacıların “Kendiliğinden Organize Kritiklik” olarak adlandırdığı bir duruma ulaştı.

Örneğin, bir kum yığınını, tek tek biriktirebilirsiniz; sonunda bir tane daha kum tanesi bir yerde küçük bir kaymaya neden olur, bu da komşu kum tanelerinde kaymalara yol açar ve sonunda bir çığa ve kum yığınının çökmesine neden olur.

Benzer bir durum, manyetik plazma “ipleri” ile de yaşanıyor. Bölgede birbirine bağlı manyetik ipliklerde yeterli enerji biriktikten sonra, belirli bir kırılma, ana manyetik akı ipinin çökmesine ve ardından Güneş patlamasına neden oluyor.

Geleneksel olarak, bu süreç için model, manyetik akı ipinin arkasındaki gerilmiş manyetik alan çizgilerinin manyetik olarak yeniden bağlanmak üzere geri düştüğü bir “akım tabakası”nı içerir. Bu yeniden bağlanmanın, patlamayı besleyen enerjinin serbest bırakıldığı yer olduğu düşünülüyordu.

Yeni çalışma, ipin içinde kırılan küçük, tek tek ipliklerin çığ gibi yeniden bağlanmasının, çığa ve dolayısıyla patlamayı besleyen enerji salınımına neden olduğunu gösteriyor.

Güneş patlaması meydana geldikten sonra, yeni SolO verileri başka bir ilginç olayı daha ortaya koydu: yağmur damlalarına benzeyen plazma damlacıkları.

Patlama gerçekleştiğinde, Güneş yüzeyinde yılan benzeri çizgiler oluşturdu; bunlara patlama şeritleri deniyordu ve SolO verilerinde açıkça görülebiliyordu.

Ancak bu veriler, bir patlamanın önceki gözlemlerden çok daha yüksek çözünürlüğe sahip olduğundan, ipi oluşturan manyetik halkalar boyunca hareket eden ve şeritlere çarpan küçük, süper parlak noktaları da görebildiler.

Parlayan yağmur damlaları gibi görünüyorlardı, ancak sadece birkaç saniye sürdüler ve SolO’nun algılayabileceği sınırın (sadece birkaç yüz km genişliğinde) kenarında kaldılar.

Çalışma, Güneş yüzeyine geri düşen fiziksel plazma parçaları yerine, bunların aslında yukarıda meydana gelen manyetik kopmalardan dolayı döngü boyunca fırlatılan yüksek enerjili parçacıkların çarpma bölgeleri olduğu sonucuna varıyor.

Yani, fiziksel bir madde yığını yerine, bunlar, yukarıda devam eden manyetik kaostan ileriye doğru itilen yüksek enerjili elektronların Güneş yüzeyine çarptığı yerel ısı ve ışık patlamalarıdır.

NASA’nın Güneş Dinamiği Gözlemevi, 2 Ekim 2014’te M7.3 sınıfı bir Güneş patlamasının bu görüntüsünü yakaladı. 

Sonuç olarak bu durum hala Güneş’teki süreçler hakkında ne kadar çok şey öğrenmemiz gerektiğini gösteriyor. En güçlü Güneş gözlem araçlarından biri olan SolO bile sadece yüzlerce km ölçeğindeki özellikleri çözebiliyor.

Bu da Güneşimizi daha ince özellikler konusunda iyileştirme için çok fazla alan bırakıyor ve ekip, bu kopma ve yeniden bağlanma döngülerinin çığ sürecine nasıl neden olduğunu izlemek için daha fazla veriye ihtiyaç duyulduğunu kabul ediyorlar.

Ancak, en azından şimdilik, inanılmaz bir veri seti ve onu toplamayı ve analiz etmeyi başaran bilim insanları ve mühendisler sayesinde Güneş fiziği hakkındaki anlayışımız bir adım daha ileriye gitti.