Bilim insanları, Güneş'in görünür yüzeyinde daha önce yalnızca teorik olarak öngörülen son derece küçük girdapları ilk kez doğrudan gözlemledi. Dünyanın en büyük Güneş teleskobu olan Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu'yla yapılan keşif, Güneş'in dış atmosferinin neden milyonlarca derece sıcaklığa ulaştığından güneş patlamalarının nasıl enerji kazandığına kadar bir dizi önemli sorunun yanıtlanmasına yardımcı olabilir.ABD Ulusal Bilim Vakfı Ulusal Güneş Gözlemevi (NSF NSO), 5 Ağustos'ta yaptığı açıklamada Güneş yüzeyinde “Kelvin-Helmholtz kararsızlığı” (KHI) adı verilen fiziksel olgunun ilk kez kesin biçimde gözlemlendiğini duyurdu.Saygın bilimsel dergi Nature'da yayımlanan araştırmada bilim insanları, Güneş yüzeyindeki manyetik bölgelerin kenarlarında küçük, hızla değişen ve girdapları andıran yapılar tespit etti.Araştırmacılara göre keşif, Güneş'teki enerji aktarımının nasıl gerçekleştiğine ilişkin düşünceleri değiştirebilir ve nihayetinde Dünya'yı etkileyebilen uzay hava olaylarının arkasındaki fiziksel süreçlerin daha iyi anlaşılmasını sağlayabilir.Kelvin-Helmholtz kararsızlığı nedir?Kelvin-Helmholtz kararsızlığı aslında yalnızca Güneş'e özgü bir olay değil.
Birbirinin yanından farklı hızlarda hareket eden iki akışkanın sınırında ortaya çıkan temel bir fizik olgusu.İki akış arasındaki hız farkı bir “kayma” oluşturuyor. Başlangıçta çok küçük olan bozulmalar zamanla büyüyerek dalga ve girdaplara dönüşebiliyor. Ortaya çıkan görüntü, rüzgârın üzerinden geçtiği deniz yüzeyinde kırılmaya başlayan dalgalara benziyor.Aynı fiziksel süreç atmosferde bulutlarda, okyanuslarda ve farklı astrofiziksel plazmalarda da görülebiliyor.Güneş'te ise durum daha karmaşık.
Çünkü buradaki madde sıradan bir gazdan ziyade elektrik yüklü parçacıklardan oluşan plazma halinde ve güçlü manyetik alanlarla etkileşim içinde.Bilim insanları Kelvin-Helmholtz kararsızlığının Güneş'te meydana gelmesi gerektiğini uzun zamandır teorik modeller ve bilgisayar simülasyonlarından biliyordu. Ancak bu yapıların son derece küçük olması nedeniyle bunları doğrudan gözlemlemek mümkün olmamıştı.Dünyanın en büyük Güneş teleskobu yakaladıBu engel, Hawaii'nin Maui Adası'nda bulunan 4 metre çapındaki ana aynaya sahip Daniel K. Inouye Güneş Teleskobu sayesinde aşıldı.Uluslararası araştırma ekibi, teleskobun olağanüstü uzamsal çözünürlüğü sayesinde manyetik alan yoğunlaşmalarının kenarlarında sürekli oluşup kaybolan küçük girdaplar tespit etti.Zaman atlamalı görüntülerde, bu manyetik bölgelerin sınırlarında küçük girdapların yanı sıra son derece ince ve hızlı hareket eden koyu şeritler de görüldü.Araştırmacılar gözlemleri gelişmiş bilgisayar simülasyonları ve teorik hesaplamalarla karşılaştırdı.
Üç yöntemin birbiriyle uyuşması, hem girdapların hem de “striations” olarak adlandırılan ince koyu şeritlerin Kelvin-Helmholtz kararsızlığından kaynaklandığını doğruladı.Güneş'in şimdiye kadarki en ayrıntılı yüzey görüntüsüNSO, keşifle birlikte Güneş'in fotosferinin şimdiye kadar elde edilen en yüksek çözünürlüklü görüntüsünü de yayımladı.Inouye Güneş Teleskobu tarafından 416 nanometre dalga boyunda çekilen görüntüde, manyetik yapıların bozulmuş sınırları ile Kelvin-Helmholtz kararsızlığıyla bağlantılı son derece ince şeritler görülebiliyor.Bu ayrıntılar kritik önemde, çünkü Güneş'in çok büyük ölçeklerde gözlemlediğimiz davranışlarının arkasında son derece küçük ölçekli plazma hareketleri olabilir.Güneş'in yüzeyi neden dışından daha soğuk? Keşfin en önemli sonuçlarından biri, Güneş fiziğinin yaklaşık bir asırdır devam eden en büyük bilmecelerinden birine yeni bir ipucu sunması.Güneş'in yüzeyinin sıcaklığı yaklaşık 5 bin 500 santigrat derece civarında. Ancak yüzeyden binlerce kilometre yukarıdaki dış atmosferi, yani korona, bazı bölgelerde milyonlarca dereceye ulaşabiliyor.Normal şartlarda bir ısı kaynağından uzaklaştıkça sıcaklığın düşmesi beklendiğinden, koronanın yüzlerce kat daha sıcak olması uzun zamandır bilim insanlarını düşündürüyor.Araştırmacılar, yeni gözlemlenen Kelvin-Helmholtz girdaplarının bu problemin çözümünün parçalarından biri olabileceğini düşünüyor.Girdaplar, Güneş'in alt atmosferindeki hareket enerjisinin üst katmanlara aktarılmasını sağlayabilir.
Bu süreç sırasında enerji daha küçük ölçeklere taşınarak sonunda ısıya dönüşebilir ve koronanın ısıtılmasına katkıda Ancak keşif, gizemin tamamen çözüldüğü anlamına gelmiyor. Araştırmacılar şimdilik girdapların bu enerji aktarımına ne kadar büyük bir katkıda bulunduğunu belirlemeye çalışıyor.Güneş patlamalarını anlamaya da yardımcı olabilirKeşfin bir diğer önemli boyutu ise manyetik enerjiyle ilgili.Güneş patlamaları ve fırtınaları gibi şiddetli olayların temel enerji kaynağı Güneş'in manyetik alanı. Manyetik alanlarda biriken enerji aniden serbest kaldığında büyük miktarda radyasyon ve plazma uzaya fırlatılabiliyor.Bu plazma Dünya'ya çarptığında uyduların çalışmasını, radyo iletişimini, navigasyon sistemlerini ve bazı durumlarda elektrik şebekelerini etkileyebilen jeomanyetik fırtınalara yol açabiliyor.Kelvin-Helmholtz girdaplarının manyetik alanların Güneş'in alt atmosferinde nasıl hareket ettiğini ve enerjinin nasıl dağıldığını etkileyebileceği düşünülüyor.
Bu nedenle çok küçük ölçekte gerçekleşen girdapların incelenmesi, çok daha büyük ölçekli güneş patlamalarının enerji mekanizmasını anlamaya katkıda bulunabilir.Sırada yapay zekâyla binlerce girdabı bulmak varAraştırmacıların bir sonraki hedefi, Inouye Güneş Teleskobu'nun ürettiği yüksek çözünürlüklü veriler içinde Kelvin-Helmholtz girdaplarını otomatik olarak tespit edebilecek algoritmalar geliştirmek.Böylece bu yapıların ne kadar yaygın olduğu, ne kadar enerji taşıdığı ve enerjinin ne kadarının Güneş'in üst atmosferine ulaşabildiği hesaplanabilecek.
