Güneşin Gama Işınlarındaki Yeni Bulgu: Evrenin Gizemli Yüzü Aydınlanıyor
Bazen bir sırrı saklamak için en iyi yer güneşin ışığıdır. Sadece güneşe sorun”.
Michigan Eyalet Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Meir Unnisa şöyle diyor. “Bu gezegeni çözdüğümüzü sanıyorduk ama çözememişiz.
Yakında MSU’da öğretim üyesi olacak olan Nisa, Physical Review Letters’da yayınlanan ve Güneş’ten şimdiye kadar gözlemlenen en enerjik ışığın keşfini detaylandıran yeni bir makalenin baş yazarı.
Keşfin arkasındaki uluslararası ekip, gama ışınları olarak bilinen bu ışık türünün şaşırtıcı derecede parlak olduğunu da keşfetti. Başka bir deyişle, bilim insanlarının daha önce beklediğinden daha fazla ışık var.
Bakınız HAWC.
Yüksek enerjili ışık yüzeye ulaşmasa da, bu gama ışınları Nisa ve Yüksek İrtifa Su Çerenkov Gözlemevi’nde (HAWC) çalışan meslektaşları tarafından tespit edildi.
HAWC önemli bir rol oynamaktadır. Diğer gözlemevlerinin aksine, günün her saati çalışmaktadır.
Doğa Bilimleri Fakültesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nde çalışan Nisa, “Birkaç yıl önce imkânsız olan gözlem teknikleri artık mümkün” diyor. ‘Diğer yer tabanlı teleskoplar sadece geceleri çalışıyor, bu yüzden Güneş’i bu özel enerji aralığında göremiyoruz. Bizim teleskopumuz 7/24 çalışıyor’. “
Geleneksel teleskoplardan farklı bir şekilde çalışmasının yanı sıra, HAWC’nin görünümü de tipik bir teleskoptan çok farklıdır.
HAWC, cam merceklerin takılı olduğu tüpler yerine, her biri yaklaşık 200 ton suyla dolu 300 büyük su tankından oluşan bir ağ kullanmaktadır. Bu ağ, Meksika’da, deniz seviyesinden 13.000 ft’den daha yüksekte, uykuda olan iki volkan arasında yer almaktadır.
Bu noktadan, atmosferle çarpışan gama ışınlarının sonuçlarını gözlemlemek mümkündür. Bu tür çarpışmalar, çıplak gözle algılanamayan bir tür parçacık patlaması olan hava duşları olarak bilinen olaylara neden olur.
Orijinal gama ışınlarının enerjisi serbest kalır ve daha düşük enerjili parçacıklara ve yeni ışık parçalarına yeniden dağıtılır; HAWC’nin ‘görebildiği’ şey bu parçacıklar ve aşağı inerken üretilen yenileridir.
Duş parçacıkları HAWC’nin tankındaki suyla etkileşime girdiğinde, gözlemevinin aletleri tarafından tespit edilebilen Cherenkov radyasyonu olarak bilinen radyasyonu üretirler.
Doğa Bilimleri Fakültesi Fizik ve Astronomi Bölümü’nde çalışan Nisa, “Birkaç yıl önce imkânsız olan gözlemsel teknikler artık mümkün” diyor. ‘Diğer yer tabanlı teleskoplar sadece geceleri çalışıyor, bu yüzden Güneş’i bu özel enerji aralığında göremiyoruz. Bizim teleskopumuz 7/24 çalışıyor’. “
Geleneksel teleskoplardan farklı şekilde çalışmasının yanı sıra, HAWC’nin görünümü de tipik bir teleskoptan çok farklı.
Nisa ve ekibi 2015’te veri toplamaya başladı; 2021’de ekip Güneş’in gama ışınlarını incelemek için yeterli veriye sahipti.
“Altı yıllık veriyi analiz ettikten sonra, bu fazla gama ışını ortaya çıktı. Bunu ilk gördüğümüzde ‘Bu bir hata’ diye düşündük. Güneş bu enerjiyle bu kadar parlak olamaz.
Güneş farklı enerjilerde ışık yayar.
Örneğin, Güneş nükleer reaksiyonlar nedeniyle büyük miktarlarda görünür ışık yayar. Bu ışığın enerjisi, fizikte kullanışlı bir birim olan yaklaşık bir elektron volttur.
Nisa ve meslektaşları tarafından gözlemlenen gama ışınlarının enerjisi ise yaklaşık bir trilyon elektron volt ya da bir teraelektron volttur (1 TeV olarak kısaltılır). Bu enerji seviyesi şaşırtıcı olmakla kalmadı, aynı zamanda bu kadar çok gama ışınının gözlemlenmiş olması da şaşırtıcıydı.
1990’larda bilim insanları gama ışınlarının yüksek enerjili kozmik ışınlar (kara delikler ve süpernova patlamaları gibi kozmik güç merkezleri tarafından hızlandırılan parçacıklar) Güneş’in protonlarıyla çarpıştığında ortaya çıkacağını öngörmüşlerdi. Bununla birlikte, kozmik ışınlar ve Güneş hakkında bilinenlere dayanarak, araştırmacılar bu gama ışınlarının nadiren Dünya’ya ulaştığı varsayımında da bulunmuşlardır. 2011 yılında NASA’nın Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu, bir milyar elektron voltu aşan enerjiye sahip gama ışınlarını gözlemleyen ilk araç oldu.
Sonraki birkaç yıl içinde Fermi görevi, bu gama ışınlarının sadece son derece enerjik değil, aynı zamanda bilim insanlarının başlangıçta beklediğinden yaklaşık yedi kat daha bol olduğunu ortaya çıkardı. Daha sonra, daha da yüksek enerjili gama ışınlarını tespit etme olasılığı olduğu anlaşıldı.
Teleskoplar uzaya fırlatıldığında, dedektörlerin boyutu ve performansında sınırlar vardır. Fermi teleskobunun Güneş’in gama ışınlarına ilişkin ölçümleri en iyi ihtimalle 200 milyar elektron volt civarındaydı.
Ohio Eyalet Üniversitesi’nden Profesör John Beacom ve Annika Peter liderliğindeki teorisyenler HAWC işbirliğini teşvik ettiler.
‘Bize yardımcı oldular. Bir şeyler görebiliriz’ dedi Nisa. HAWC işbirliği Kuzey Amerika, Avrupa ve Asya’da 30’dan fazla kurumu kapsıyor ve bunların önemli bir kısmı bu yeni makalenin yaklaşık 100 yazarı arasında yer alıyor. Bunlar arasında Michigan Eyalet Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi Daniel Salazar-Gallegos, Emeritus Profesör James Linnemann ve Fizik ve Astronomi Profesörü ve Dekan Yardımcısı Kirsten Tollefson da yer alıyor.
Ekip ilk kez güneş ışınlarının enerjisinin TeV bölgesine, yaklaşık 10 TeV’e kadar uzandığını gösterdi.
Şu anda bu bulgu, yanıtladığından daha fazla soruyu gündeme getiriyor. Nisa, gama ışınlarının bu kadar yüksek enerjilere nasıl ulaştığı ve Güneş’in manyetik alanının bu fenomende nasıl bir rol oynadığı gibi soruların güneş bilimcileri rahatsız etmeye devam edeceğini söylüyor.
Ancak söz konusu evren olduğunda, bu da heyecanın bir parçasıdır. Bize en yakın ve en sevgili yıldızlarımızı anlama biçimimizde bir şeylerin yanlış ya da eksik olduğunu ya da belki de her ikisinin de olduğunu söylüyor.”
“Bu, HAWC’nin galaksimiz hakkındaki bilgilerimize en yüksek enerjiyle katkıda bulunduğunu ve Güneşimiz hakkındaki soruları açtığını gösteriyor” diyen Nisa, sözlerini şöyle sürdürdü: “HAWC, olayları farklı bir perspektiften görmemizi sağlıyor. Kelimenin tam anlamıyla.”:
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Güneşin Gama Işınlarındaki Yeni Bulgu: Evrenin Gizemli Yüzü Aydınlanıyor
Güneş Sistemi Bir Milyon Yıldan Daha Yaşlı Olabilir.
Güneşin Gama Işınlarındaki Yeni Bulgu: Evrenin Gizemli Yüzü Aydınlanıyor