Opea modeli ile güneş aktivitesinde X-ışın flare davranışının belirlenmesi
Determination of X-ray flare behavior in solar activity with the opea model
Yazar: EZGİ YOLDAŞ
Danışman: DOÇ. DR. HASAN ALİ DAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı / Astrofizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Bu tez kapsamında, GOES uydularının 1974-2020 yılları arasındaki X-ışın verileri kullanılarak Güneş'in flare aktivitesi incelenmiştir. Mevcut literatür incelendiğinde, Güneş'te meydana gelen flarelerin yalnızca enerji sınıflaması ya da bireysel modellemesinin yapıldığı, ancak flare süresine karşılık enerji dağılımını gösteren iki boyutlu bir sınıflama olan OPEA modeli gibi bir istatistiksel analiz yapılmadığı görülmektedir. Güneş'te ortaya çıkan flarelerin enerji doyum (satürasyon) seviyelerinde çevrimsel bir değişim olup olmadığı henüz incelenmemiştir. Literatürde böyle bir incelemenin olmamasının nedeni, özellikle X-ışın verisi ile enerji doyum seviyesinin nasıl belirleneceğinin daha henüz tam olarak bir kurala bağlanamamasıdır. Güneş'in sergilediği aktivite çevrimi boyunca OPEA modelinin sahip olduğu doyum seviyesi olarak kabul edilen Plateau parametresinin değişip değişmeyeceği, merak konusu olup çalışmanın esas sorusunu oluşturmaktadır. Bu amaç doğrultusunda literatürde ilk kez Güneş'in OPEA modeli oluşturulmuş ve ilk kez beyaz ışık yerine X-ışın verisi kullanılarak OPEA modelleri elde edilmiştir. 
1974 yılından 2020 yılına kadar olan zaman aralığını içeren veri seti kullanılarak, 20., 21., 22., 23., 24. ve 25. Güneş Leke Çevrimi'ne ilişkin flareler incelenmiş ve farklı çevrimlerde, çevrimlerin farklı evrelerine karşılık gelen tarihlerdeki 45 nokta seçilmiştir. Belirlenen tarihlerde toplamda 7500 adet flare tespit edilmiştir.  Her bir flare için, flare parametreleri olan flare başlangıç ile maksimum anı arasındaki zaman flare parlama süresi (Tr), maksimum ile bitiş anı arasındaki zaman flare sönümlenme süresi (Td) ve bu iki parametrenin toplamı olan flare toplam süresi (Tt) ve flare eşdeğer süresi (P) parametreleri hesaplanmıştır. Elde edilen flare parametreleri, literatürde beyaz ışık flareleri için uygulanan yöntem takip edilerek OPEA fonksiyonu (One-Phase-Exponential-Association) ile modellenmiştir. Seçilen her bir tarih için tespit edilen flareler kullanılarak OPEA modelleri oluşturulmuş ve toplamda 47 adet OPEA modeli üretilmiştir. Elde edilen OPEA model parametreleri birbirleri ile karşılaştırılıp, birbirlerine ve zamana göre değişimleri istatistiksel yöntemlerle analiz edilmiş ve değişimleri belirlenmiştir. Üretilen OPEA modellerinin yanı sıra aynı veri seti kullanılarak literatürde oldukça yaygın kullanılan bir yöntem olan Kümülatif Flare Frekans dağılımları oluşturulmuş ve bu dağılımların zamana göre değişimi incelenmiştir.
Bununla beraber, 1970'li yıllardan beri Wilcox Güneş Gözlemevi'nin düzenli olarak ölçtüğü Güneş manyetik alan ölçümleri veri tabanlarından alınmış, benzer istatistiksel analizler bu veri için de tekrarlanmıştır. Özellikle doyma seviyesi olarak tanımlanan Plateau parametresinin zamanla değişimi, Wilcox Güneş Gözlemevi tarafından ölçülen kutupsal manyetik alan ölçümleri ile karşılaştırılmış ve her iki parametrelerinin birbirine göre değişimleri ile bu iki paremetre arasındaki fiziksel ilişki ortaya çıkarılmıştır.

Abstract:
Within the scope of this thesis, the flare activity of the Sun was examined using X-ray data from GOES satellites between 1974 and 2020. When the existing literature is examined, it is seen that only energy classification or individual modeling of flares occurring on the Sun has been done, but no statistical analysis such as the OPEA model, which is a two-dimensional classification showing the energy distribution against the flare duration, has been done. It has not yet been examined whether there is a cyclical variation in the energy saturation levels of flares occurring on the Sun. The reason for the lack of such an examination in the literature is that it has not yet been fully established how to determine the energy saturation level with X-ray data. Whether the Plateau parameter, which is accepted as the saturation level of the OPEA model during the activity cycle exhibited by the Sun, will variate is a matter of curiosity and constitutes the main question of the study. For this purpose, the OPEA model of the Sun was modelled for the first time in the literature and for the first time, OPEA models were obtained using X-ray data instead of white light. 
Using the data set covering the time period from 1974 to 2020, flares related to the 20th, 21st, 22nd, 23rd, 24th, and 25th Solar Cycles were examined and 45 points on dates corresponding to different phases of the cycles were selected in different cycles. A total of 7500 flares were detected on the determined dates. For each flare, flare parameters (flare duration (Tr) between the flare start and maximum), flare extinction time (Td) between the maximum and end, and the sum of these two parameters (flare total duration (Tt) and flare equivalent duration (P)) were calculated. The obtained flare parameters were modeled with the OPEA function (One-Phase-Exponential-Association) following the method applied for white light flares in the literature. OPEA models were created using the flares detected for each selected date and a total of 47 OPEA models were produced. The obtained OPEA model parameters were compared with each other, their variations with respect to each other and time were analyzed with statistical methods and their variations were determined. In addition to the produced OPEA models, Cumulative Flare Frequency distributions, which is a widely used method in the literature, were created using the same data set and the variations of these distributions with respect to time were examined. 
In addition, the solar magnetic field measurements regularly measured by the Wilcox Solar Observatory since the 1970s were taken from the databases and similar statistical analyses were repeated for this data. In particular, the variation of the Plateau parameter defined as the saturation level with respect to time was compared with the polar magnetic field measurements measured by the Wilcox Solar Observatory and the physical relationship between these two parameters was revealed with the variations of both parameters with respect to each other.