Parker Solar Probe Güneş’e Dokunan İlk Uzay Aracı Oldu

Tarih boyunca ilk kez bir uzay aracı Güneş’e dokundu. NASA’nın Parker Solar Probe’u Güneş’in üst atmosferinden parçacık ve manyetik alanla ilgili örnekler topladı. Yeni kilometre taşı, hem Parker Solar Probe için hem güneş bilimi adına çok büyük bir adımı işaret ediyor. Ay’a iniş bilim adamlarının Ay’ın nasıl oluştuğuyla ilgili sorularını cevaplamıştı. Şimdi Güneş’in yapıldığı maddeye dokunmak da bilim adamlarının en yakın yıldızımız ve onun Güneş Sistemi üzerindeki etkisi hakkında kritik bilgileri ortaya çıkarmalarına yardımcı olacak.

Güneşe Dokunmak

Peki Güneş’e dokunmak derken neyi kastediyoruz ? Bunu anlamak için önce Güneş’in yapısını iyi anlamamız gerekir.

Güneş’in yapısını yer çekimi tarafından bir arada tutulan devasa bir sıcak plazma topu olarak tanımlayabiliriz. Solar materyaller yıldızın yüzeyinden dışarı doğru akar. Etrafında ise yer çekimi ve manyetik alan sayesinde Güneş’e bağlı kalır. Bu şekilde Güneş’in atmosferini oluşturur: Korona. Eninde sonunda bu sıcak ve hızlı materyalin bir kısmı bu çekimden kurtulur. Uzaya güneş rüzgarları olarak fışkırır. Güneş’in atmosferinin bittiği nokta olarak tanımlanan bu sınır Alfvén kritik yüzeyidir. Bugüne kadar bu sınırın nerede olduğunu tam olarak bilemiyorduk. Fakat tarihte ilk kez bir uzay aracı o sınırı geçti. Parker Solar Probe koronadan içeri girerek Güneş’e bağlı solar materyale ulaştı!

Güneş’e Her Zamankinden Daha Yakınız

Bilindiği gibi Dünya’nın aksine, Güneş’in kendine ait katı bir yüzeyi yoktur. Ancak aşırı sıcak bir atmosfere sahiptir. Atmosfer, güneşe yerçekimi ve manyetik kuvvetlerle bağlı solar materyallerden oluşur. Yükselen ısı ve basınç bu materyalleri Güneş’ten uzaklaştırır. Yerçekimi ve manyetik alan uzaklaşan bu materyaller üzerinde çok zayıf kalır. İşte tam bu nokta Alfvén kritik yüzeyi olarak tanımlanır. Güneş’e ait atmosferin sonu ve solar rüzgarların başladığı yerdir. Solar materyal bu sınırı geçerken içindeki enerjiyle birlikte solar rüzgara dönüşür. Bu solar rüzgarlar Güneş’in manyetik alanını da kendileriyle birlikte sürüklerler. En önemlisi, Alfvén kritik yüzeyinin devamında solar rüzgarlar o kadar hızlıdır ki içindeki dalgalar tekrar Güneş’e geri gidecek kadar hızlı hareket edemez ve irtibatı kopar.

Şimdiye kadar araştırmacılar, Alfvén kritik yüzeyinin tam olarak nerede olduğundan emin olamamışlardı. Bilim adamları, koronanın uzaktan görüntülerine dayanarak Güneş’in yüzeyinden 10 ila 20 güneş yarıçapı (4,3 ila 8,6 milyon mil) arasında bir yerde olduğunu tahmin etmişlerdi. Parker dairesel yörüngesinde ilerlerken Güneş’e yaklaşıyor, sürekli olarak 20 güneş yarıçapının altında seyrediyordu. Bu da onu her an sınırı geçecek konumda tutuyordu.

Parker Solar Probe, Nisan 2021’de, Güneş yüzeyinden 18,8 güneş yarıçapı (yaklaşık 8,1 milyon mil) mesafede spesifik manyetik ve parçacık koşullarıyla karşılaştı. Böylelikle bilim adamlarına Alfvén kritik yüzeyini ilk kez geçerek Güneş atmosferine girdiğinin haberini verdi.

Parker Solar Probe ile Fırtınanın Merkezine Doğru

Parker Solar Probe görevi boyunca Güneş’in atmosferine (korona) birçok defa girip çıktı. Bu sayede tahmin edildiği gibi bu atmosfer sınırının kusursuz bir top şeklinde olmadığı kanıtlandı. Atmosfer yüzeyi sivri çıkıntı ve çukurlara sahipti. Bu çıkıntıların yüzeyden gelen güneş aktivitesiyle nerede olduğunu keşfetmek, bilim adamlarının Güneş’teki olayların atmosferi ve güneş rüzgarını nasıl etkilediğini öğrenmelerine yardımcı olacaktır.

Görevine devam eden Parker Solar Probe, 15 güneş yarıçapının (yaklaşık 6,5 milyon mil) hemen altına indiğinde, koronada pseudostreamer adı verilen özel bir yapıdan geçti. Pseudostreamer‘lar, Güneş yüzeyinin üzerinde yükselen ve güneş tutulmaları sırasında Dünya’dan görülebilen devasa yapılardır.

Bu yapıların içinden geçmek fırtınanın merkezine ilerlemek gibidir. Güneş rüzgarında karşılaşılan yoğun parçacıkların aksine, yapının içinde parçacıklar yavaş ve koşullar çok daha sakindir. Bu kısım manyetik alanların, parçacıkların hareketine hakim olacak kadar güçlü olduğu bir bölgedir. Bu koşullar, uzay aracının Alfvén kritik yüzeyini geçtiğinin ve güneş atmosferine girdiğinin kesin kanıtıydı.

Parker’ın birkaç saat süren korona macerası, görev için planlanan pek çok geçişten sadece biri. Parker, 2025‘e kadar sürecek görevi boyunca Güneş’e yaklaşmaya devam edecek. Sonunda yüzeyden 8,86 güneş yarıçapına (3,83 milyon mil) kadar yaklaşacak. Ocak 2022’de gerçekleşecek olan sıradaki yakın uçuş, muhtemelen Parker Solar Probe‘un tekrar koronadan geçmesini gerektirecek. Bu da bize buradaki fizik ve davranışlar hakkında önemli bilgiler sağlayacak.

Switchback Yapılarının Kaynağı Nerede ?

1990’ların ortalarında, NASA-Avrupa Uzay Ajansı uzay aracı Ulysses, Güneş’in kutuplarının üzerinde incelemeler gerçekleştirdi. Güneş rüzgarlarının manyetik alan çizgilerinde, zikzak yol üzerindeki yüklü parçacıkları saptıran tuhaf S şekilli bükülmeler keşfetti. Onlarca yıl boyunca bilim adamları, bu ender zikzak yapıların Güneş’in kutup bölgeleriyle sınırlı tuhaflıklar olduğunu düşündüler.

2019’da Parker, zikzak yapıların nadir olmadığını, güneş rüzgarlarında yaygın olduğunu keşfetti. Bu keşif yeni soruları da gündeme getirdi. Bu yapılar nereden geliyordu ? Güneş’in yüzeyinde mi, yoksa güneş atmosferindeki bazı manyetik alanların bükülmesiyle mi şekillenmişlerdi ?

Astrophysical Journal’da yayınlanan yeni bulgular, kaynak noktalarından birinin güneş yüzeyine yakın olduğunu doğruluyor.

Parker’ın Güneş’in yörüngesindeki 6. uçuşunda yeni ipuçları ortaya çıktı. Toplanan data gösterdi ki zikzak yapılar (switchback) bilinen bütün elementlerden daha fazla oranda helyum (fotosferden gelmiş olabileceğinin bir işareti) içeriyor. Uzay aracı Güneş’in yüzeyine yaklaştıkça patlayan zikzak yapılar keşfetti. Bilim adamları bu patlamaları Güneş’in görünür yüzeyine kadar takip etti. Bu yüzeyde birbirinden bağımsız konveksiyonel (ısı yayan) hücreler vardır. Yüzeyin altında ısı arttıkça bu hücreler köpürerek yüzeyin üzerinde manyetik enerji bacaları oluşturur. Bilim adamları zikzak yapıların bu bacaların içinde oluştuktan sonra korona ve ötesine yükseldiğini tespit etti. Bilim adamları solar rüzgarların bir bileşeninin de bu manyetik bacalarda oluştuğunu tahmin ediyor.

Parker Solar Probe Hakkında Cevaplanmayı Bekleyen Sorular

Hızlı güneş rüzgarlarının nerede ve nasıl ortaya çıktığını ve bunların zikzak yapılarla bağlantılı olup olmadıklarını anlamak, bilim adamlarının uzun süredir devam eden güneşle ilgili gizemleri çözmesine yardımcı olacaktır. Örneğin güneşin atmosferinin, güneşin yüzeyinden çok daha yüksek sıcaklıklara, milyonlarca dereceye nasıl ısıtıldığı sorusu gibi.

Yeni keşifler zikzak yapıların nerede oluştuğu sorusunu cevaplasa da bilim adamları hala nasıl oluştuklarını cevaplayamıyor. Bir teori bölgenin içinden yuvarlanan plazma dalgalarından oluşabileceğini öne sürüyor. Parker’ın Güneş’e daha fazla yaklaştıkça manyetik bacalar ve zikzak yapılarla ilgili çok daha aydınlatıcı bilgilere ulaşmamız muhtemel.

Gelecek veriler, koronayı aşırı derecede ısıtan ve güneş rüzgarını süpersonik hızlara iten kritik bölgeyi daha iyi anlamamızı sağlayacak. Telekomünikasyonu bozan ve Dünya çevresindeki uydulara zarar veren uzay-hava olaylarını anlamak ve tahmin etmek için elde ettiğimiz bu datalar büyük öneme sahip. Önümüzdeki birkaç yıl boyunca Parker Güneş’teki araştırmalarına devam ederek yeni ipuçları arayacak. Güneş aynı zamanda yaşamı desteklediği bilinen tek yıldız. Bu yüzden onu anlamak, Güneş sisteminin ötesinde bir yaşamın varlığını sorgulayan insanoğlu için çok kritik.

Uzaydaki gelişmeler hakkında ilginizi çekeceğini düşündüğümüz diğer bir konu için ‘Kara Delik Nasıl Tespit Edilir ?’ yazımızı inceleyebilirsiniz.