Umbral parlak noktaların güneş leke morfolojisine göre davranışlarının incelenmesi
Investigation of the behavior of umbral bright dots according to solar spot morphology
Yazar: AHMET BURAK KARSLIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. ALİ KILÇIK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Güneş'in dinamik yapısı ve güneş aktivitesinde değişikliğe neden olan süreçler tam olarak anlaşılamamıştır. Yine de bu konularda devam eden birçok araştırma bulunmaktadır. Astronomik gözlem ve yöntemlerdeki önemli gelişmeler, Güneş'in fiziksel özelliklerini daha iyi anlamak için büyük fırsatlar yaratır.
Gelişen gözlem araçları ve ileri teknoloji ile Güneş'in atmosferini ve yüzeyini daha ayrıntılı bir şekilde inceleme olanağımız olmuştur. Bu yeni teknolojilerle Güneş'in farklı katmanlarında çok küçük ölçeklere ve farklı dinamiklere sahip yeni yapılar keşfedilmektedir. Yüksek çözünürlüklü cihazlara sahip teleskoplardan elde edilen yüksek çözünürlüklü görüntüler, bu yapıları gözlemlemek için oldukça önemlidir.
Bu tez çalışmasında, Big Bear Güneş Gözlemevi'nde (BBSO) Goode Solar Telescope (GST) ile çekilen güneş görüntüleri kullanılarak parlak umbral noktalar (Umbral Dots, UDs) ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu teleskop şu anda dünyanın en yüksek çözünürlüklü güneş görüntülerini sunmaktadır. Bu yapıların temel özellikleri ile parlaklık, basıklık, yarıçap, yaşam süreleri, güneş lekesi alanları ve hızları gibi bazı fiziksel parametreler hesaplanmış ve bu özellikler arasındaki ilişkiler incelenmiştir.
Bu çalışmada, National Oceanic Atmospheric Administration (NOAA) aktif bölge (AR) numaraları AR 12177, AR 12384 ve AR 12541 olan üç farklı aktif bölge ve beş adet Güneş lekesi incelenmiştir. AR 12177 ve AR 12384 birer Güneş lekesi bulundururken, AR 12541 üç adet güneş lekesi bulundurmaktadır.
İlk olarak, güneş lekesi görüntülerine eş hizalama analizi uygulanmış ve görüntü işleme için hazır hale getirilmiştir. Daha sonra incelenecek güneş lekesinin umbra alanı, umbra-penumbra sınırı belirlenerek bir maske kullanılarak görüntüden çıkarıldı. Umbra alanı elde edildikten sonra Umbral parlak noktalar bulundu. Görüntüde gürültü olarak kabul edilebilecek pikseller filtreler kullanılarak kaldırıldı. Bu özellikleri tespit etmeye ve takip etmeye başlamadan önce bu özellikleri daha da belirgin hale getirmek için görüntü normalizasyonu işlemi uygulandı. UD'ler siyah bir arka plan üzerinde beyaz noktalar olarak görünür. Son olarak, gerekli parametreleri değiştirerek ve literatürde zaten mevcut olan IDL'de (Interactive Data Language) yazılmış kodun geri kalanını düzenleyerek görüntülere görüntü geliştirme adımları uygulandı. Her Güneş lekesinin umbrasındaki UD'ler tespit edilerek takip edildi ve bu UD'lerin fiziksel parametreleri bulunarak analiz edildi. UD'lerin bulunduğu lekenin morfolojisine bağlı olarak değişkenlik gösterdiği bulunmuştur.

Abstract:
The dynamic structure of the Sun and processes which cause the change in the solar activity has not fully understood. Even though, there are many ongoing research on this topics. The significant developments in astronomical observation and methods create great opportunities to better understand the physical properties of the Sun.
With the introduction of advanced technology and observation tools led the opportunity to study the atmosphere and the surface of the Sun in more details. The new structures with very small scales and different dynamics in different layers of the Sun are being discovered with these new technologies. High resolution images obtained from telescopes having a high-resolution instruments onboard was crucial in this for observing these structures.
In this thesis, bright umbral dots (Umbral Dots, UDs) were studied in detail using the solar images taken with Goode Solar Telescope (GST) in Big Bear Solar Observatory (BBSO). This telescope takes the highest resolution solar images in the World right now. Basic properties
and some physical parameters such as brightness, eccentricity, radius, lifetimes, sunspot areas and velocities of these structures were calculated and the relationships between these features were studied.
In this study, three active regions and five sunspots with National Oceanic Atmospheric Administration (NOAA) active region (AR) numbers 12177, 12384 and 12541 were used. AR 12177 and AR 12384 have 1 sunspot, while AR 12541 has 3 sunspots.
First, co-align analysis was applied to the sunspot images and they were made ready for image processing. Then, the umbral area of the sunspot to be studied was removed from the image by using a mask to determine the umbra-penumbra boundary. After obtaining the umbral UDs are located after obtaining the umbral area. Pixels on the image that can be considered as noise in the image are removed with filters. UDs appear as white dots on a black background. Image normalization was performed to make these features even more distinctive before starting to detect and follow these features. Finally, image enhancement steps have been applied to the images by changing the required parameters and modifying the rest of the code written in IDL (Interactive Data Language) which is already available in the literature. The UDs in the umbra of each sunspot were detected and followed and the physical parameters of these UDs were found and analyzed. It was found that the sunspot with UD varies according to the morphology.