Umbral dot parametrelerinin güneş leke manyetik alanı ile ilişkisi
Relationship of umbral dot parameters with sunspot magnetic field
Yazar: MUHAMMED ALİ ÇALIŞIR
Danışman: PROF. DR. ALİ KILÇIK
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı / Uzay Bilimleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Güneş lekeleri Güneş'te manyetik alanın yoğunlaştığı bölgelerdir. Manyetik alan leke içindeki ve çevresindeki fiziksel koşulları kontrol eder ve başta leke umbrasında gözlenen umbral noktalar (UD'ler) olmak üzere çeşitli ince yapılar üretir. Bu tez çalışmasında Big Bear Güneş Gözlemevi'ndeki Goode Solar Telescope (GST) arşiv verilerinden 2013-2022 yıllarını kapsayan 18 Güneş leke verisi seçilmiştir. UD'lerin fiziksel parametreleri (parlaklık, çap, eksentirisite, yaşam süresi ve dinamik hız) hesaplanmıştır. Literatürde UD parametrelerinin birbirleri ile ilişkisi yaygın şekilde çalışılmış olmasına rağmen UD parametreleri ve umbral manyetik alan arasındaki ilişkiye dair sadece birkaç çalışma bulunmaktadır. Literatürdeki bu eksiği bir ölçüde giderebilmek için bu tez kapsamında her bir lekede gözlenen UD'lere ait fiziksel parametrelerin umbral manyetik alanla ilişkisi araştırılmıştır. Manyetik alan ölçümleri GST/Near InfraRed Imaging Spectropolarimeter (NIRIS) ile Solar Dynamics Observatory (SDO)/Helioseismic and Magnetic Imager (HMI) olmak üzere iki farklı alete ait gözlemlerden elde edilmiştir. Manyetik alan şiddeti ve UD parametrelerinin iki farklı yöntem (manuel ve otomatik) kullanılarak detaylı analizi yapılmış ve UD'lerin manyetik alanla ilişkisi net bir şekilde ortaya çıkarılmıştır. Görüntü işleme teknikleri, parçacık bulma ve takip algoritmaları, regresyon ve Pearson korelasyon analizi kullanılan başlıca metodlardır. Çalışmalar sonucunda; i) UD fiziksel parametrelerinin aralıkları: çap 92.17 - 246.53 km, eksentirisite 0.02 - 0.65, yaşam süresi 0.75 - 120.00 dakika ve dinamik hız 0.01 - 3.80 km/s olarak bulunmuştur, ii) şiddet-çap ve çap-eksentirisite çiftleri en yüksek korelasyon derecesini gösterirken, en düşük korelasyon çap-yaşam süresi ilişkileri için tespit edilmiştir, iii) Güneş leke umbrasında manyetik alanın şiddeti arttıkça aynı konumda gözlenen ortalama UD parlaklıklarının azaldığı sonucu elde edilmiştir, iv) hesaplanan diğer UD fiziksel parametreleri (ortalama UD çap ve eksentirisite) değerlerinin hem NIRIS hem de HMI verilerinde aynı konumdaki manyetik alan şiddeti ile belirgin bir ilişki göstermediği sonucu elde edilmiştir.

Abstract:
Sunspots are the regions of the sun where the magnetic field is concentrated. Magnetic field controls the physical conditions in and around sunspots and produces a variety of fine structures, notably umbral dots (UDs), observed in the sunspot umbra. In this thesis study, 18 sunspot data covering the years 2013-2022 were selected from the archive data of the Goode Solar Telescope (GST) at the Big Bear Solar Observatory. The physical parameters of UDs (brightness, diameter, eccentricity, lifetime and dynamic velocity) were calculated. Although the relationship between UD parameters has been extensively studied in literature, there are only a few studies on the relationship between UD parameters and umbral magnetic field. In order to fill this gap in literature to some extent, within the scope of this thesis, relationship between the physical parameters of the UDs observed in each sunspot and umbral magnetic field was investigated. Magnetic field measurements were obtained from observations of two different instruments: GST/Near InfraRed Imaging Spectropolarimeter (NIRIS) and Solar Dynamics Observatory (SDO)/Helioseismic and Magnetic Imager (HMI). Magnetic field intensity and UD parameters were compared with two different methods (manual and automatic) and analyzed in detail, and relationship of UDs with the magnetic field was clearly revealed. Image processing techniques, particle detection and tracking algorithms, regression and Pearson correlation analysis are main methods used. As a result of the studies; i) The ranges of UD physical parameters were found to be: diameter 92.17 - 246.53 km, eccentricity 0.02 - 0.65, lifetime 0.75 - 120.00 minutes and dynamic velocity 0.01 - 3.80 km/s, ii) Intensity-diameter and diameter-eccentricity pairs showed the highest degree of correlation while lowest correlation was determined for diameter-lifetime relationships, iii) It has been concluded that as the intensity of the magnetic field increases in the sunspot umbra, the mean UD brightness observed at the same location decreases, iv) It was concluded that other calculated UD physical parameters (mean UD diameter and eccentricity) values did not show a significant relationship with magnetic field intensity at the same location in both NIRIS/HMI data.