Laboratuvarda Güneş Patlamalarını Simüle Ettiler – Güneş’in En Büyük Gizemlerinden Birini Çözmüş Olabilirler

Ateşten uzaklaştıkça serinlemeyi beklersiniz. Ancak Güneş ile işler çok farklı işler.

Güneş’in dış atmosferi, görünür yüzeyinden yüzlerce kez daha sıcaktır. Bu farkın ardındaki enerji nereden geliyor?

Görünür yüzey yaklaşık 5.500 °C iken, korona adı verilen dış atmosfer milyon dereceden fazla sıcaklığa ulaşabilir.

Bilim insanları, bu ince tabakanın nasıl bu kadar sıcak kalabildiğini açıklamaya onca yıldır çalışıyor.

Çinli araştırmacılar şimdi, bu ısınmanın bir kısmını açıklamaya yardımcı olabilecek bir süreci laboratuvarda ortaya koydu.

Lazerle üretilmiş plazmada büyüyen yapılar manyetik alanları bir araya getirerek manyetik enerjinin ısınmaya dönüşmesini sağladı.

Bir deneyde, en yüksek elektron sıcaklığı, karşılaştırma deneyinde ölçülen değerden neredeyse iki katına çıktı.

2012 Temmuz’unda NASA’nın Solar Dynamics Observatory tarafından gözlemlenen korona yağmuru, soğuyan plazmanın manyetik alan çizgileri boyunca Güneş’e geri düşmesiyle oluştu. (NASA Goddard Uçuş Merkezi Bilgisel Görselleştirme Stüdyosu/SDO Bilim Ekibi/Virtual Solar Observatory)

Çin Atom Enerjisi Enstitüsü’nden Wei Sun ve Beijing Normal Üniversitesi’nden Yongli Ping’in de aralarında bulunduğu ekip, Güneş’teki küçük enerji salınımlarının nasıl başlayabileceğini anlamak istiyordu.

Bilim insanları, nanoflare olarak adlandırılan sayısız küçük patlamanın koronanın sıcaklığını korumaya katkıda bulunabileceğini düşünüyor. Yeni deney, bu olaylardan bazılarının olası bir tetikleyicisini inceliyor.

Güneş, içinde elektrik yüklü parçacıklar barındıran ve plazma adı verilen bir madde durumundan doludur. Manyetik alanlar bu maddeyi delerek geçer.

Zıt yönlü alanlar bir araya gelip bağlantılarını değiştirdiğinde, depolanmış enerji serbest bırakılabilir ve parçacıklar ısınabilir. Bu sürece manyetik yeniden bağlanma denir.

Bu alanların nasıl bir araya gelebileceğini incelemek için araştırmacılar, Shanghai’daki Shenguang-II lazer tesisinde, ince dalgacıklı bir yüzeğe sahip plastik bir hedefe örtüşen dört lazer ışını fırlattı. Darbeler bir milyarlık bir saniye sürdü ve hedefin malzemesini plazmaya dönüştürdü.

Plazma, çok daha seyrek olan çevresindeki havaya yayılıp yavaşladıkça, sınırdeki dalgacıklar parmaklar ve mantar biçiminde yapılara dönüştü. Bu davranış Rayleigh–Taylor kararsızlığı olarak biliniyor.

Plazma, aynı zamanda bu parmakların etrafında kendi manyetik alanlarını üretti ve komşu yapılar zıt yönlü alanlar taşıyordu.

Bilgisel simülasyonlar, genişleyen parmakların bu alanları nasıl bir araya getirdiğini, yeniden bağlanıp çevre plazmayı ısındırdıklarını gösterdi.

Karıştırmak için araştırmacılar, deneyi düz bir plastik hedefle tekrarladı. Bu, parmak benzeri yapılar olmadan daha pürüzsüz bir plazma akışı üretti.

Dalgacıklı hedefle en yüksek elektron sıcaklığı yaklaşık 820.000 °C’ye eşdeğer bir değere ulaşt. Düz hedefle ölçülen değer ise yaklaşık yarısı kadarındaydı.

NASA’nın IRIS görevi tarafından gözlemlenen küçük plazma püskürtmeleri, manyikin yeniden bağlanmasının Güneş’in dış atmosferini nasıl ısındırdığına ipuçları veriyor. (NASA Goddard Uçuş Merkezi/Bilgisel Görselleştirme Stüdyosu)

Manyikin alanlarının oluşumunu engelleyen ayrı bir bilgisel simülasyonda, ek ısınma büyük ölçüde kayboldu ve bu da alanların rolünü daha da destekledi.

Güneş’te, benzer koşullar, nispeten soğuk ve yoğun plazmanın çevresindeki atmosferi deleerek düşmesiyle ortaya çıkabilir. Korona yağmuru olarak adlandırılan bu olgu, kararsızlığın geliştiği sınırları oluşturabilir.

Deney, bilim insanlarına, Güneş’te gözlemlemek için çok küçük ve çok hızlı olan süreçleri inceleme imkanı veriyor. Manyikin alanları bir araya getiren koşulların hangileri olduğunu ve ortaya çıkan enerji salımının plazmayı ne kadar verimli ıcındırdığını test edebilirler.

Laboratuvar plazması, güneş nanoflare’larına göre çok daha yoğundu ve süreç çok daha kısa bir zaman ölçeğinde gelişti. Araştırmacılar, hangi yönlerin koronaya uygulanabileceğini değerlendirmek için fiziksel oranların anahtarlarını karşılaştırdı, ancak kurulum Güneş’in tamamını oluşturan manyikin enerjisinin birikimini yeniden üretmedi.

Bulgular, koronayı ısındırmaya yardımcı olabilecek bir mekanizmayı destekliyor. Bu mekanizmanın Güneş’te ne kadar sıklıkla işlediğini ve ısınmanın ne kadarını sağladığını belirlemek için daha fazla gözlem ve deney gerekecek.

Araştırma, Physical Review Letters dergisinde yayımlandı.

Bu makale Rachel Garner tarafından doğrulandı ve Peter Dockrill tarafından düzenlendi. Sürecimize gurur duysak da, biz yalnızca insanız. Bir hata fark ederseniz, lütfen bize bildirin.