Parker Solar Probe için önemli ve güneş bilimi için dev bir adımı işaret ediyor. Ay'a iniş bilim insanlarının Ay'ın nasıl oluştuğunu anlamalarına izin verdiği gibi, Güneş'in yapıldığı maddeye dokunmak da bilim insanlarının en yakın yıldızımız ve onun güneş sistemi üzerindeki etkisi hakkında kritik bilgileri ortaya çıkarmasına yardımcı olacaktır.
Washington'daki NASA Genel Merkezinde Bilim Misyonu Müdürlüğü'nün yardımcı yöneticisi Thomas Zurbuchen, "Parker Solar Probe'un "Güneş'e dokunması" güneş bilimi için anıtsal bir an ve gerçekten dikkate değer bir başarıdır" diyor ve devam ediyor:
"Bu kilometre taşı bize sadece Güneşimizin evrimi ve güneş sistemimiz üzerindeki etkileri hakkında daha derin bilgiler sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda kendi yıldızımız hakkında öğrendiğimiz her şey bize evrenin geri kalanındaki yıldızlar hakkında daha fazla şey öğretiyor."
Güneş yüzeyine daha yakın daireler çizerken, Parker, güneş rüzgarı da dahil olmak üzere diğer uzay araçlarının göremeyecek kadar uzakta olduğu yeni keşifler yapıyor - Güneş'ten gelen ve bizi Dünya'da etkileyebilecek parçacıkların akışı gibi -.
2019'da Parker, güneş rüzgarında geri dönüş adı verilen manyetik zikzak yapıların Güneş'e yakın bol miktarda olduğunu keşfetti. Ama nasıl ve nerede oluştukları bir sır olarak kaldı. O zamandan bu yana Güneş'e olan mesafeyi yarıya indiren Parker Güneş Sondası, artık ortaya çıktıkları bir yeri tanımlayacak kadar güneş yüzeyine yakın geçti.
Koronadan ilk geçiş uzaktan incelenmesi imkansız olan fenomenler hakkında veri sağlamaya devam edecek.
Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı'nda Parker proje bilimcisi Nour Raouafi, "Güneş'e çok yakın uçan Parker Solar Probe, güneş atmosferinin manyetik olarak baskın katmanındaki - korona - daha önce hiç bilmediğimiz koşulları algılıyor.” diyor.
HER ZAMANKİNDEN DAHA YAKIN
Parker Solar Probe, Güneş'in gizemlerini keşfetmek için 2018'de fırlatıldı.
Dünya'nın aksine, Güneş'in katı bir yüzeyi yoktur. Ancak, yerçekimi ve manyetik kuvvetlerle Güneş'e bağlı güneş malzemesinden yapılmış aşırı ısıtılmış bir atmosfere sahiptir. Yükselen ısı ve basınç bu malzemeyi Güneş'ten uzaklaştırırken, yerçekimi ve manyetik alanların onu etkilemeyecek kadar zayıf olduğu bir noktaya ulaştırır..
Alfvén kritik yüzeyi olarak bilinen bu nokta, güneş atmosferinin sonunu ve güneş rüzgarının başlangıcını işaret ediyor. Bu sınırı aşmak için enerjiye sahip güneş enerjisi malzemesi, güneş sistemi boyunca, Dünya'ya ve ötesine geçerken Güneş'in manyetik alanını kendisiyle birlikte sürükleyen güneş rüzgarı olur. Daha da önemlisi, Alfvén kritik yüzeyinin ötesinde, güneş rüzgarı o kadar hızlı hareket eder ki, rüzgardaki dalgalar asla Güneş'e geri dönecek kadar hızlı hareket edemez.
Şimdiye kadar araştırmacılar, Alfvén kritik yüzeyinin tam olarak nerede olduğundan emin değildi. Koronanın uzak görüntülerine dayanarak, tahminler onu Güneş'in yüzeyinden 10 ila 20 güneş yarıçapı (güneş yarıçapı 695 milyon 500 bin km-İ.V.)– 6 milyon 920 bin km ila 13 milyon 84 bin km arasında bir yere koymuştu. Parker'ın sarmal yörüngesi onu yavaşça Güneş'e yaklaştırıyor ve son birkaç geçiş sırasında, uzay aracı sürekli olarak 20 güneş yarıçapının) (Dünya'nın Güneş'e olan mesafesinin ((yaklaşık 149 milyon 600 bin km – İ.V.) yüzde 91'i) altındaydı ve tahminler doğruysa bu da onu sınırı geçme konumuna getiriyordu.
28 Nisan 2021'de, Güneş'ten sekizinci uçuşu sırasında, Parker Solar Probe, . ilk kez ve nihayet güneş atmosferine girdi ve güneş yüzeyinin 18,8 güneş yarıçapında belirli manyetik ve parçacık koşullarıyla karşılaştı ve bu durum bilim adamlarına Alfvén kritik yüzeyini geçtiğini söyledi
Baş teknoloji yetkilisi yardımcısı Justin Kasper, “Er ya da geç, en azından kısa bir süre korona ile karşılaşacağımızı tamamen bekliyorduk” dedi ve ekledi; “Ama buna çoktan ulaşmış olmamız çok heyecan verici.”
FIRTINANIN GÖZÜNE
Uçuş sırasında, Parker Solar Probe birkaç kez koronaya girip çıktı. Alfvén kritik yüzeyinin pürüzsüz bir top gibi şekillendirilmediği aksine, yüzeyi kırışan sivri uçlara ve vadilere sahip olduğu görüldü. Bu çıkıntıların yüzeyden gelen güneş aktivitesiyle nerede hizalandığını keşfetmek, bilim adamlarının Güneş'teki olayların atmosferi ve güneş rüzgarını nasıl etkilediğini öğrenmelerine yardımcı olabilir.
Parker Solar Probe, dokuzuncu karşılaşmada koronadan geçerken, uzay aracı koronal flamalar adı verilen yapıların yanından uçtu. Bu yapılar, üst görüntülerde yukarı doğru hareket eden ve alt sırada aşağı doğru açılı parlak özellikler olarak görülebilir. Böyle bir görüş, ancak uzay aracı korona içindeki flamaların üstünde ve altında uçtuğu için mümkündür. Şimdiye kadar, flamalar sadece uzaktan görüldü. Tam güneş tutulmaları sırasında Dünya'dan görülebilirler.
Kredi: NASA/Johns Hopkins APL/Deniz Araştırma Laboratuvarı
Bir noktada, Parker Solar Probe, Güneş yüzeyinden 15 güneş yarı çapının hemen altına daldığında, koronada pseudostreamer adı verilen bir özellikten geçti. Pseudostreamers, Güneş yüzeyinin üzerinde yükselen ve güneş tutulmaları sırasında Dünya'dan görülebilen devasa yapılardır.
Sahte akıştan geçmek, bir fırtınanın gözüne uçmak gibiydi. Pseudostreamer'ın içinde koşullar sakinleşti, parçacıklar yavaşladı ve geri dönüşlerin sayısı azaldı.
Uzay aracı ilk kez kendisini manyetik alanların parçacıkların hareketine hakim olacak kadar güçlü olduğu bir bölgede buldu. Bu koşullar, uzay aracının Alfvén kritik yüzeyini geçtiğinin ve manyetik alanların bölgedeki her şeyin hareketini şekillendirdiği güneş atmosferine girdiğinin kesin kanıtıydı.
Sadece birkaç saat süren koronadan ilk geçiş, görev için planlanan birçok geçişten biri. Parker, Güneş'e yaklaşmaya devam edecek ve sonunda yüzeyden 8,86 güneş yarıçapına kadar yaklaşacak.
NASA Genel Merkezi Heliofizik Bölümü bölüm direktörü Nicola Fox, “Önümüzdeki yıllarda tekrar tekrar koronadan geçerken Parker'ın ne bulduğunu görmek beni heyecanlandırıyor. Yeni keşifler için fırsatlar sınırsızdır." diyor.
Koronanın boyutu da güneş aktivitesi tarafından yönlendirilir. Güneş'in 11 yıllık faaliyet döngüsü - güneş döngüsü - rampa arttıkça, koronanın dış kenarı genişleyecek ve Parker Solar Probe'un daha uzun süre korona içinde olma şansını artıracaktır.
Kasper, "Her türlü fiziğin potansiyel olarak işe yaradığını düşündüğümüz için, girilmesi gerçekten önemli bir bölge. Ve şimdi o bölgeye giriyoruz ve umarım bu fizik ve davranışlardan bazılarını görmeye başlayacağız."
Switchback (Bir yolda keskin bir viraj veya dik bir yokuşta patika )Kökenlerini Daraltma
Koronadan geçen ilk yolculuklardan önce bile, bazı şaşırtıcı fiziksel olaylar zaten yüzeye çıkıyordu. Son güneş karşılaşmalarında, Parker Solar Probe, güneş rüzgarındaki zikzak şeklindeki yapıların kökenini belirleyen ve geri dönüşler olarak adlandırılan verileri topladı. Veriler, geri dönüşlerin ortaya çıktığı bir noktanın Güneş'in görünür yüzeyinde (fotosfer) olduğunu gösterdi.
Güneş rüzgarı, Dünya'ya ulaştığında, parçacıklardan ve manyetik alanlardan oluşan amansız bir karşı rüzgardır. Ancak Güneş'ten kaçarken, güneş rüzgarı yapılandırılmış ve düzensizdir. 1990'ların ortalarında, NASA-Avrupa Uzay Ajansı misyonu Ulysses, Güneş'in kutuplarının üzerinden uçtu ve güneş rüzgarının manyetik alan çizgilerinde, kaçarken zikzak bir yol üzerinde yüklü parçacıkları saptıran bir avuç tuhaf S-şekilli bükülme keşfetti. Onlarca yıldır bilim insanları, bu ara sıra geri dönüşlerin Güneş'in kutup bölgeleriyle sınırlı tuhaflıklar olduğunu düşündüler.
2019'da, Güneş'ten 34 güneş yarıçapında Parker, geri dönüşlerin nadir değil, güneş rüzgarında yaygın olduğunu keşfetti . Bu, özelliklere olan ilgiyi yeniledi ve yeni soruları gündeme getirdi: Nereden geliyorlardı? Güneş'in yüzeyinde mi , yoksa güneş atmosferindeki bazı manyetik alanların bükülmesiyle mi şekillendiler?
İpuçları, Parker'ın 25 güneş yarıçapından daha az olan altıncı uçuşunda Güneş'e daha yakın yörüngede dönmesiyle geldi. Veriler, geri dönüşlerin yamalar halinde gerçekleştiğini ve diğer elementlere göre fotosferden geldiği bilinen daha yüksek bir helyum yüzdesine sahip olduğunu gösterdi. Bilim insanları, süper granüller olarak adlandırılan konveksiyon hücre yapıları arasında fotosferden çıkan manyetik hunilerle hizalanmış yamaları bulduğunda, geri dönüşlerin kökenleri daha da daraltıldı .
Bilim insanları, geri dönüşlerin doğum yeri olmasının yanı sıra, manyetik hunilerin güneş rüzgarının bir bileşeninin kaynaklandığı yer olabileceğini düşünüyorlar. Güneş rüzgarı, hızlı ve yavaş olmak üzere iki farklı çeşitte gelir ve huniler, hızlı güneş rüzgarındaki bazı parçacıkların geldiği yer olabilir.
Berkeley'deki California Üniversitesi'nde profesör ve yeni geri dönüşler raporunun başyazarı Stuart Bale, “Geçişli bölgelerin yapısı koronanın tabanındaki küçük bir manyetik huni yapısıyla uyuşuyor” diyor.
Hızlı güneş rüzgarının bileşenlerinin nerede ve nasıl ortaya çıktığını ve bunların geri dönüşlerle bağlantılı olup olmadığını anlamak, bilim insanlarının uzun süredir devam eden bir güneş gizemini yanıtlamasına yardımcı olabilir: korona milyonlarca dereceye kadar ısıtılır,ve bu aşağıdaki güneş yüzeyinden çok daha sıcaktır.
Yeni bulgular, geri dönüşlerin nerede yapıldığını tespit ederken, bilim insanları henüz nasıl oluştuklarını doğrulayamıyorlar. Bir teori, okyanus sörfü gibi bölgede dolaşan plazma dalgaları tarafından yaratılabileceğini öne sürüyor. Bir diğeri, manyetik hunilerin bir araya geldiği sınırlarda meydana geldiği düşünülen, manyetik yeniden bağlantı olarak bilinen patlayıcı bir süreçle yapıldığını iddia ediyor.
Bale, "İçgüdülerim, görevin derinliklerine indikçe ve Güneş'e yaklaştıkça manyetik hunilerin geri dönüşlere nasıl bağlı olduğu hakkında daha fazla şey öğreneceğiz. Ve umarım onları hangi sürecin yaptığı sorusunu çözeriz.” diyor.
Artık araştırmacılar neyi arayacaklarını bildiklerine göre, Parker'ın daha yakın geçişleri, geri dönüşler ve diğer güneş olayları hakkında daha fazla ipucu ortaya çıkarabilir. Gelecek veriler, bilim adamlarının koronayı aşırı ısıtmak ve güneş rüzgarını süpersonik hızlara itmek için kritik olan bir bölgeye bir bakış atmalarını sağlayacak. Koronadan gelen bu tür ölçümler, telekomünikasyonu bozabilecek ve Dünya çevresindeki uydulara zarar verebilecek aşırı uzay hava olaylarını anlamak ve tahmin etmek için kritik öneme sahip olacak.
NASA Genel Merkezi'ndeki Parker program yöneticisi Joseph Smith, "Önümüzdeki yıllarda uydu güneşe daha da yaklaşırken, misyonun başka neler keşfedeceğini görmek için sabırsızlanıyoruz." diyor.
Parker Solar Probe, Güneş-Dünya sisteminin yaşamı ve toplumu doğrudan etkileyen yönlerini keşfetmek için NASA'nın Living with a Star programının bir parçasıdır. Bir Yıldızla Yaşamak programı, NASA'nın Washington'daki Bilim Misyonu Müdürlüğü için Maryland, Greenbelt'deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından yönetilmektedir. Maryland, Laurel'deki Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı, NASA için Parker Solar Probe misyonunu yönetiyor, uzay aracını tasarlıyor, inşa ediyor ve işletiyor.
Kaynak: NASA, Goddard Uzay Uçuş Merkezi , Parker Güneş Sondası
