2023 yılının Ekim ayı sonlarında, Güneş’in inanılmaz miktarda helyum-3 saldığı kaydedildi. Bu, Güneş Sistemi’nin merkez yıldızından şimdiye kadar görülen en büyük helyum-3 salınımıydı. Astronomlar, yaptıkları incelemeler sonucunda bu izotopun kaynağını, bir koronal delik kenarından fırlayan ve yalnızca hafif elementler içeren nadir bir güneş patlamasının parçası olan bir jet olarak belirledi.
ABD’deki Southwest Araştırma Enstitüsü’nden astrofizikçi Radoslav Bučík, “Bu nadir izotop, daha yaygın olan helyum-4’ten bir nötron daha hafif ve Güneş Sistemi’mizde oldukça az bulunuyor. Ortalama olarak her 2.500 helyum-4 iyonuna karşılık yalnızca bir helyum-3 iyonu mevcut” diye açıklıyor. “Ancak güneş jetleri, helyum-3’ü benzersiz yük-kütle oranı nedeniyle yüksek hızlara veya enerjilere tercihli olarak hızlandırıyor gibi görünüyor.”
Helyum-3 neden nadir?
Helyum-4, helyumun en yaygın izotopu olup Evren’deki tüm normal maddenin kütlesinin yaklaşık dörtte birini oluşturur. Evren’de bol bulunan helyum-3 ve helyum-4’ün çoğu, Büyük Patlama’dan sonraki anlarda oluştuğu düşünülüyor. Ancak bu iki izotop arasında, daha küçük olan helyum-3 çok daha az yaygın.
Normalde, güneş rüzgârında helyum-3 oranı yaklaşık yüzde 0,002 civarındadır. Ancak güneş jetleri, bu izotopu güneş atmosferinde alışılageldiği üzere yaklaşık 10.000 kat daha yüksek konsantrasyonlara çıkarabilir. 24 ve 25 Ekim 2023 tarihlerinde ise, ESA ve NASA’nın Güneş Yörünge Aracı (Solar Orbiter), helyum-3’ün güneş atmosferindeki normal konsantrasyonunun 180 bin katına ulaşarak, diğer maddelere kıyasla çok daha yüksek hızlarla Güneş’ten fırladığını tespit etti.
Koronal delik nedir?
Bu tarihlerde, güneş gözlemevleri Güneş’in yüzeyinde büyük bir koronal delik gözlemledi. Koronal delikler, güneş koronasında, yani atmosferinde, manyetik alanda bir boşluk oluştuğunda ortaya çıkan geçici bölgelerdir. Görünür ışıkta görülemezler, ancak ultraviyole ve X-ışını görüntülerinde oldukça karanlık görünürler. Bunun nedeni, bu bölgelerdeki plazmanın çevresindeki maddelere kıyasla daha soğuk ve daha az yoğun olmasıdır.
Manyetik alanların normalden daha geçirgen olduğu bu bölgelerde, güneş rüzgârı daha kolay kaçabilir ve yüklü parçacıkları yüksek hızlarla uzaya fırlatabilir. Bu özel koronal deliğin kenarlarında, Bučík ve ekibi, yüksek miktarda helyum-3 içeren bir güneş parçacık olayının kaynağı olarak, yüksek derecede odaklanmış bir plazma akışı olan bir güneş jetini tanımladı.
Bučík, “Şaşırtıcı bir şekilde, bu bölgedeki manyetik alan gücü zayıftı; aktif bölgelerden ziyade sakin güneş alanlarına daha tipikti” diyor. “Bu bulgu, helyum-3 zenginleşmesinin, türbülansın az olduğu zayıf manyetize plazmalarda daha olası olduğunu öne süren önceki teorileri destekliyor.”
Daha önce yaşandı mı?
Bu jetin daha da ilginç olan yanı, içinde bulunan diğer maddelerdi. Güneş parçacık olayları, parçacıkların güneş koronasında veya koronasından hızlandırıldığı durumlarda, yüksek konsantrasyonlarda helyum-3 içerebilir; ancak helyum-3 içeriği ne olursa olsun, genellikle neon’dan demire kadar daha ağır elementlerin yüksek konsantrasyonlarını da içerirler.
Ancak Ekim 2023’teki güneş parçacık olayında demir miktarı belirgin bir şekilde artmamıştı. Bunun yerine, akışta karbon, azot, silikon ve kükürt gibi elementler bol miktarda bulunuyordu. 1999 ve 2023 yılları arasında benzer kimyasal profillere sahip yalnızca 19 başka güneş parçacık olayı kaydedilmişti.
Bu tür olayların nadir olması bir olasılık. Diğer bir olasılık ise, bu olayların oldukça yaygın olduğu, ancak genellikle çok zayıf oldukları ve Güneş’e yeterince yakın olmadığımız için bunları tespit edip ölçemediğimizdir. Güneş Yörünge Aracı, Dünya ile Güneş arasında yaklaşık yarı yolda konumlanarak, en yakın yıldızımızın gizemli patlamalarının vahşi çeşitliliğini yakalamak için rahat bir konumda bulunuyor.
Araştırma, The Astrophysical Journal dergisinde yayımlandı.
