Güneş rüzgârı
Tarihçe

Güneş'ten dışarıya doğru çıkan devamlı parçacık dalgalarının var olduğu düşüncesi ilk olarak İngiliz astronom Richard C. Carrington tarafından ortaya atılmıştır. 1859'da, Carrington ve Richard Hodgson bağımsız bir şekilde daha sonra Güneş patlaması adı verilen gözlemler yaptılar. Bu, Güneş'in atmosferinden gelen ani enerji patlamasıdır. Ertesi gün, bir jeomanyetik fırtına gözlemlendi ve Carrington bu iki olay arasında bir bağlantı olduğundan şüphelendi. George FitzGerald daha sonra, maddenin, Güneş'ten uzağa doğru düzenli olarak ivmelendiğini ve birkaç gün sonra da Dünya'ya ulaştığını öne sürdü.
1910 yılında İngiliz astrofizikçi Arthur Eddington, Comet Morehouse'daki bir makalenin dipnotunda, temel bir şekilde ve isim vermeden Güneş rüzgârının varlığını öne sürdü. Eddington ayrıca bir önceki yıl Royal Institution adresinde benzer bir tahmin yapmış olmasına rağmen bu fikir hiçbir zaman tam olarak kavranamadı. Sonraki durumda, Comet Morehouse çalışmalarında, dışarıya fışkıran bu materyalin, içerisinde iyon olduklarını düşündüğü elektronlar içerdiği fikrini ortaya attı. Bunların her ikisi de olduğu fikrini öne süren ilk kişi ise Norveçli fizikçi Kristian Birkeland'dı. Birkeland'ın jeomanyetik araştırmaları da auroral aktivitelerin kesintisiz olduğunu gözler önüne serdi. Bu görüntüler ve diğer jeomanyetik aktivite, Güneş'ten gelen parçacıklar tarafından üretildiğinden, Dünya'nın sürekli bir şekilde " Güneş'ten gelen elektrik parçacıklarından oluşan ışınlar" tarafından bombalandığı sonucuna vardı. 1916 yılında, Birkeland “ Fiziksel bir bakış açısından, bu Güneş ışınları sadece negatif veya pozitif ışınlar değil, her iki türdendirler.” düşüncesini öne sürdü. Başka bir deyişle, Güneş rüzgârları hem negatif elektronlar, hem de pozitif iyonlar içerir. 3 yıl sonra 1919'da, Frederick Lindemann da, her iki polaritedeki parçacıkların, protonların da tıpkı elektronlar gibi Güneş'ten geldiğini öne sürdü.
1930'lu yıllarda bilim adamları, bu solar koronaların sıcaklıklarının, uzayın içerisinde gittikleri yollardan dolayı bir milyon Celcius olduğunu saptadılar (tam tutulmalarda görüldüğü gibi). Daha sonra spektroskopik çalışmalar da bu olağandışı sıcaklığı doğruladı. 1950'li yılların ortalarında İngiliz matematikçi Sydney Chapman, böyle bir sıcaklıktaki gazın özelliklerini hesapladı ve çok iyi bir süper iletken olduğu için Dünya'nın yörüngesinden öteye doğru bir yol izlemesi gerektiğini kararlaştırdı. Yine 1950'lerde, Alman bir bilim insanı olan Ludwig Biermann, bir kuyrukluyıldız, Güneş'e doğru veya Güneş'ten uzağa doğru gidiyor olsa da kuyruğunun her zaman Güneş'ten uzağa doğru yönlenmesi durumuna merak saldı. Biemann bu durumun sebebinin, Güneş'in dışarıya doğru, parçacıklardan oluşan sabit bir dalga yaymasından dolayı kuyrukluyıldızların kuyruklarının bu dalgalardan dolayı dışarıya doğru olması gerektiğini öne sürdü. Wilfried Schröder, Who First Discovered the Solar Wind? adlı kitabında, Alman astronom Paul Ahnert'in Whipple-Fedke (1942g) kuyrukluyıldızı üzerindeki araştırmalarına dayanarak, bir Güneş fırtınası ile kuyrukluyıldız kuyruğunun yönünün birbiri ile alakalı olduğunu öne süren ilk kişi olduğunu ortaya koymaktadır.
Eugene Parker, Chapman'ın modelinde Güneş'te yayılan ısının ve Bermann'ın hipotezindeki kuyrukluyıldızın kuyruğunun dışarıya doğru olması durumunun aynı fenomenin sonucu olması gerektiğini fark etti ve bu terimi "Güneş fırtınası" olarak isimlendirdi. 1958'de Parker, Güneş'in koronasının Güneş'in kütleçekiminden güçlü bir şekilde etkileniyor olmasına rağmen yine de ısıyı, uzak mesafelerde halen çok sıcak olmasında rağmen, iyi ileten bir iletken olduğunu gösterdi. Güneş'ten olan uzaklık arttıkça kütleçekimi azalığı için, dışarı koronal atmosfer süpersonik bir şekilde yıldızlararası uzaya doğru kaçar. Bunun da ötesinde, yerçekiminin azalması etkisinin, bir de Laval başlığı (ses altıdan süpersonik akışa dönüşümü tetikler) gibi aynı şekilde hidrodinamik akış üzerinde de etkisi olduğunu fark eden ilk kişi Parker'dı.
Parker'ın Güneş rüzgârı hipotezine muhalefet güçlüydü. Parker'ın 1958 yılında Astrophysical Journal'a sunduğu kâğıt iki yorumcu tarafından şiddetle reddedildi. Bu kâğıt, editör Subrahmanyan Chandrasekhar (daha sonra 1983 Nobel Fizik Ödülü'nü aldı) tarafından kurtarıldı.
Ocak 1959'da, Sovyet uydusu Luna 1 ilk doğrudan Güneş rüzgârı gözlemiş ve gücünü ölçülmüştür. Bu rüzgârlar yarıküre iyon tuzakları ile tespit edilmiştir. Konstantin Gringauz tarafından yapılan keşif, Luna 2, Luna 3 tarafından ve daha uzakta olan Venera 1 ölçümleri ile doğrulanmıştır. Üç yıl sonra kendi ölçümleri Mariner 2 uzay aracı kullanan Amerikalılar (Neugebauer ve iş arkadaşları) tarafından gerçekleştirilmiştir.
1990'ların sonlarında SOHO uzay aracı üzerindeki Ultraviyole koronal Spektrometre (UVCS) cihazı Güneş'in kutuplarından kaynaklanan hızlı Güneş rüzgârının ivmelenme bölgesini gözlemledi ve bu rüzgârın, yalnız başına termodinamik genişlemeden daha hızlı hızlandığını buldu. Parker'ın modeli, rüzgârın fotosferden yaklaşık 4 Güneş yarıçapı rakımda süpersonik akışına geçiş yapması gerektiğini öngördü; ancak bu geçiş (veya "ses noktası"), belki de fotosferden sadece 1 Güneş yarıçapı yukarıda, bazı ek mekanizmaların da bu Güneş rüzgârını Güneş'ten uzağa hızlandırdığı düşünüldüğünde, çok daha düşük görünüyor. Hızlı rüzgârın ivmelenmesi hala tamamen anlaşılmış değildir ve Parker'ın teorisi ile bütün bir halde izah edilemez. Fakat bu hızlanma için olan yerçekimi ve elektromanyetik açıklamalar daha önce Hannes Alfvén'in 1970 Nobel ödülü kağıdında detaylı bir şekilde anlatılmıştır.
Kapalı ve açık alan çizgileri dahil, Güneş koronasında oluşan Güneş rüzgârının ilk sayısal simülasyonu, 1971 yılında Pneuman ve Kopp tarafından gerçekleştirildi. Sabit durumdaki manyetohidrodinamik denklemleri, bir başlangıç dipolar dizilimiyle başlayıp iteratif bir şekilde çözüldü.
1990 yılında, Ulysses probu kutuplara yakın yerlerdeki Güneş rüzgârlarını inceleme için çalıştırıldı. Bütün öncelikli gözlemler Güneş Sistemi'nin tutulum düzlemlerinde yapıldı.