SolO tarafından 2022’de tespit edilen geri dönüşlü yol (sola doğru uzanan parlak mavi-beyaz özellik). Gözlem, bu yolların S şeklinde olduğunu doğruladı. 

SolO uzay aracı, güneş rüzgarının manyetik alanındaki “geri dönüş” olarak bilinen S şeklindeki bir kıvrımdan geçti. SolO, bu geri dönüş içindeki gizemli parçacıkların parmak izlerini alarak, kökenini güneş yüzeyine kadar takip etti.

Ayrıca, tehlikeli güneş fırtınalarının düzensiz tetikleyicisi olan güneş manyetizması hakkında daha fazla bilgi ortaya çıkardı. Güneş, yoğun ve sürekli hareket eden bir manyetik alana sahiptir. Bu alan sadece yıldızın kendisini yönetmekle kalmaz.

Aynı zamanda güneşten sürekli olarak uzaya yayılan sıcak yüklü parçacıklar (plazma) akımı olan güneş rüzgarı tarafından manyetik alan çizgileri boyunca dışarı doğru sürüklenir. Bu çizgiler, güneş sistemi içindeki yolculukları sırasında bükülebilir, kırılabilir veya kendi üzerlerine katlanabilir.

Güneş rüzgarı dinamik manyetik alan çizgileriyle birlikte, yıldızımızda ve çevresinde neler olup bittiğini anlamak için inceleyebileceğimiz her türlü güneş aktivitesini ortaya çıkarır.

2022 yılında SolO güneş rüzgarının manyetik alanında “geri dönüş” olarak bilinen bir bükülme tespit ettiğini bildirmişti. Geri dönüşler güneşin yakınlarında sık gözlenmiş olsa da, bilim insanları bunların nasıl oluştuğu konusunda hala tartışırlar.

SolO, uzaktan gözlem yaparak bu bulmacanın bir parçasını çözmeye yardımcı oldu ve geri dönüşün S şeklinde olduğunu doğruladı; bu, bilim insanlarının tahmin ettiği ancak doğrudan gözlemlemediği bir şeydi.

Uzay aracı, güneşteki kaynağına kadar uzanan bir geri dönüşü izleyerek bu bulmacaya bir başka parça daha ekledi. Fransa’daki CNRS/LPP’den Jesse Coburn, “SolO çok büyük bir geri dönüşten geçti. Bu sayede, kökenlerinin belirgin izlerini taşıyan, nadiren gözlemlenen parçacıkları örnekleyebildik” dedi.

Güneş, SolO tarafından 26 Mart 2022’de görüntülendi. Manyetik alan halkaları yaklaşık olarak saat 2, 4, 8 ve 10 pozisyonlarında görülebiliyor. 

Ya o ya da bu değil, ikisi birden

Bu bağlantıyı kurmak için Coburn ve arkadaşları, SolO’nın Güneş Rüzgarı Analiz Cihazı (SWA) aletini kullanarak, dönüş yönünü oluşturan plazmadan örnekler aldılar. O sırada SolO, Dünya ile Güneş arasında yaklaşık yarı yolda bulunuyordu.

Güneş yüzeyindeki sıcak manyetik alan halkaları içinde oluşması mümkün olan, yüklü oksijen ve karbon parçacıklarından oluşan bir karışım buldular.

Coburn, “geri dönüşün ve dolayısıyla güneş rüzgarının nasıl oluştuğuna dair birbiriyle rekabet eden iki ana teori var. SolO tarafından tespit edilen parçacıkların özel karışımı, ‘değişimli yeniden bağlanma’ olarak bilinen bir oluşum süreci için kesin kanıt niteliğinde” dedi.

Bu tür yeniden bağlantı, güneşin farklı manyetik özelliklere sahip kısımları etkileşime girdiğinde olur. Güneş atmosferinde, açık bölgelerde manyetik alan çizgileri otoyollar gibi uzanır ve maddelerin bu çizgiler boyunca uzaya doğru hızla hareket etmesine olanak tanır.

Kapalı bölgelerdeyse çizgiler başlangıçta uzaya doğru uzanır, ardından güneşe doğru kıvrılarak kapalı döngüler oluşturur. Açık bir bölge kapalı bir bölgeyle etkileşime girdiğinde, çizgiler birbirine yaklaşabilir.

Böyle olduğunda çizgiler aniden açılabilir ve farklı şekillerde yeniden bağlanabilir; bu da daha önce bir döngü içinde hapsolmuş plazmanın uzaya kaçmasına olanak tanır.

SolO’ın 2022’de dönüşlerin S şeklinde olduğunu doğrulamasının ardından oluşturulan infografik. 

Northumbria Üniversitesi’nden Stephanie Yardley, “bu ani dönüşte olan şeydi, ama hepsi bu değil. Ani dönüş oluşumuna dair alternatif teori, dalgalar ve türbülansla ilgili süreçleri içeriyor. SolO’nın güneş rüzgarını ısıtmada ve hızlandırmada önemli bir rol oynadığını bulduğu türden dalgalar.”

“Heyecan verici bir şekilde, bunların işaretlerini de görüyoruz, ancak muhtemelen yalnızca geri dönüş yolu uzaya çıktıktan sonra ve geri dönüş yolu güneşten ayrıldıktan sonra, dalgalar ve türbülans devreye giriyor ve hareketini belirliyor.”

“Genel olarak, hem bağlantı kurma hem de dalgalar ve türbülans süreçlerinin, virajların oluşumunda ve uzayda hareketinde rol oynadığı görülüyor. Bulgumuz bu iki süreci uzlaştırarak, bunların bir virajın ömrünün farklı aşamalarında işlediğini gösteriyor” dedi.

Virajlardan fırtınalara

Bu keşfi yapmak için araştırmacılar, SWA’dan elde edilen geri dönüşlü dalganın parçacıklarına ilişkin yerinde gözlemleri incelediler, güneş diskinin görüntülerini analiz ettiler ve hem güneşin hem de çevresindeki uzayın manyetik alanlarını modellediler.

Plazmanın nereden geldiğini belirlemek için yeni bir model oluşturdular; SolO’dan alınan ölçümler Güneş Dinamiği Gözlemevi’nden (SDO) alınan verilerle birleştirildiğinde, bu model, plazmanın güneş kaynağını eşi benzeri görülmemiş bir ayrıntıyla ortaya çıkardı.

Geri dönüşlerin ötesine bakıldığında, bu bulgu güneşin atmosferini nasıl ısıttığını ve güneş rüzgarı parçacıklarını uzaya nasıl hızlandırdığını ortaya koyuyor.

Dahası, güneş atmosferinin bu rüzgarı oluşturan parçacıklara kendi izini bıraktığını göstererek, güneşten çok uzakta bile güneş plazmasının tarihini okumanın olası bir yolunu sunuyor.

SolO projesinden Daniel Müller, “Dünya’da ve uzayda yaşayan insanlar olarak, hayatlarımız yıldızımızda olup bitenlerle iç içe geçmiş durumda.”

“Güneş rüzgarı Dünya’yı güneşe bağlıyor ve dinamiklerini anlamamız, gezegenimizi aşırı uzay hava olaylarından nasıl koruyacağımız konusunda önemli sonuçlar doğuruyor.”

“Ne kadar çok şey bilirsek, uzay tabanlı altyapımızı ve teknolojimizi korumak için güneş fırtınalarına o kadar iyi hazırlanabiliriz.”

“Bu keşif SolO olmadan mümkün olmazdı; başka hiçbir uzay aracı hem güneşe bu kadar yakın değil hem de bu bağlantıyı kurmak için gereken doğru araçlara sahip değil.”

“Bu, görevin tam olarak yapabileceğini bildiğimiz türden bilimsel sonuçlar verdiğinin, güneşi daha geniş çevresiyle ilişkilendirdiğinin ve yıldızımız hakkında daha fazla ayrıntı ortaya çıkardığının harika bir örneği” dedi.