Bilim insanları Güneş'i şimdiye kadarki en yüksek ayrıntıyla görüntüledi

Bilim insanları, Güneş’in görünen yüzünü şimdiye kadarki en yüksek ayrıntı düzeyiyle görüntüledi. Fotoğraflarda ilk kez doğrudan gözlemlenen girdap benzeri yapılar, Güneş’in dış atmosferinin yüzeyinden neden yüzlerce kat daha sıcak olduğunu açıklamaya yardımcı olabilir.

Hawaii’deki Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu kullanılarak elde edilen görüntüler, Güneş’in “fotosfer” olarak adlandırılan görünen yüzündeki yaklaşık 20 kilometrelik yapıları ortaya çıkarıyor.

Nature dergisinde yayımlanan araştırma, yalnızca Güneş’in en ayrıntılı görüntülerini sunmakla kalmadı. Bilim insanları, yaklaşık iki asırdır bilinen ancak Güneş’in yüzeyinde daha önce doğrulanamayan bir fizik olayının izlerini de belirledi.

Görüntülerde dalgaları ve dönen girdapları andıran küçük ölçekli yapılar dikkat çekiyor. Araştırmacılar bunların “Kelvin-Helmholtz kararsızlığı” adı verilen fiziksel olaydan kaynaklandığını belirledi.

Bu olay, iki sıvı veya gaz katmanının farklı hızlarda birbirinin yanından geçmesiyle meydana geliyor. Katmanların birleştiği noktadaki küçük bozulmalar zamanla büyüyerek dalga ve spiral biçiminde girdaplar oluşturuyor.

Benzer oluşumlar Dünya’daki bulutlarda ve okyanuslarda görülebiliyor. Jüpiter ile Satürn’ün atmosferlerinde de tespit edilen bu olayın Güneş’in fotosferinde gerçekleşebileceği uzun süredir tahmin ediliyordu. Ancak mevcut teleskopların çözünürlüğü, bu küçük yapıları doğrudan ayırt etmek için yeterli değildi.

Dört metre genişliğinde aynaya sahip Inouye Güneş Teleskobu ise Güneş’in yüzeyindeki plazma hareketlerini daha önce mümkün olmayan bir ayrıntı seviyesinde görüntüledi. Böylece Kelvin-Helmholtz kararsızlığının Güneş’in görünen yüzündeki ilk deneysel kanıtı elde edildi.

Keşif, Güneş fiziğinin en eski sorularından biri olan “koronal ısınma probleminin” çözümüne katkıda bulunabilir.

Güneş’in görünen yüzeyindeki sıcaklık yaklaşık 5 bin 500 derece seviyesinde. Ancak yıldızın dış atmosferini oluşturan korona, bir milyon derecenin üzerine çıkabiliyor.

Bu durum ilk bakışta fizik kurallarına aykırı görünüyor. Normal şartlarda bir ısı kaynağından uzaklaştıkça sıcaklığın düşmesi beklenirken Güneş’in yüzeyinden uzaklaşıldığında sıcaklık yüzlerce kat artıyor.

Bilim insanları uzun süredir manyetik dalgaların, yeniden bağlantı olaylarının ve küçük plazma girdaplarının enerjiyi koronaya taşıyor olabileceğini düşünüyor. Kelvin-Helmholtz kararsızlığı da bu olası mekanizmalardan biri.

Yeni görüntüler tek başına koronal ısınma problemini çözmüyor. Ancak araştırmacılara, girdapların ne kadar enerji taşıdığını ve bu enerjinin Güneş’in üst atmosferine ulaşıp ulaşmadığını ilk kez ayrıntılı biçimde ölçme fırsatı veriyor.

Gözlemler, Güneş’in yaklaşık 11 yıllık manyetik döngüsünün anlaşılmasına da yardımcı olabilir. Bu döngünün sonunda Güneş’in kuzey ve güney manyetik kutupları yer değiştiriyor.

Kozmik zaman ölçekleri düşünüldüğünde bu değişim oldukça hızlı gerçekleşiyor. Mevcut modeller, Güneş’in manyetik alanlarının nasıl bu kadar verimli biçimde dağılıp yeniden düzenlenebildiğini tam olarak açıklayamıyor.

Kelvin-Helmholtz girdaplarının manyetik alanları parçalama, dağıtma ve yeniden düzenleme konusunda etkili olabileceği düşünülüyor. Bu nedenle yeni keşfedilen yapılar, 11 yıllık döngünün eksik parçalarından biri olabilir.

Araştırma ekibi şimdi bilgisayar programları geliştirerek görüntülerdeki girdapları otomatik biçimde tespit etmeyi planlıyor. Böylece bu oluşumların Güneş yüzeyinde ne kadar yaygın olduğu, koronaya ne kadar enerji taşıdığı ve manyetik alanların davranışını nasıl etkilediği hesaplanabilecek.