Bilim insanları Güneş atmosferinin aşırı ısınma sırrını çözdü

Güneş’in görünen yüzeyi yaklaşık 5 bin 500 santigrat dereceyken dış atmosferi olan koronanın sıcaklığının 1 milyon dereceyi aşması, güneş fiziğinin uzun süredir araştırılan soruları arasında yer alıyor. Çin Atom Enerjisi Enstitüsü’nden Wei Sun ve Pekin Normal Üniversitesi’nden Yongli Ping liderliğindeki ekip, bu sıcaklık farkına yol açabilecek süreçleri laboratuvar ortamında inceledi.

Şanghay’daki Shenguang-II lazer araştırma tesisinde gerçekleştirilen deneyde, yüksek güçlü lazer atımlarıyla oluşturulan plazmanın sınırlarında gelişen küçük ölçekli kararsızlıkların manyetik alanları birbirine yaklaştırdığı gözlendi. Alanların yeniden bağlanmasıyla depolanan manyetik enerjinin ısıya dönüşmesi, koronayı ısıttığı düşünülen ‘nanoparlama’ mekanizmasına ilişkin deneysel veriler sağladı.

LAZERLE PLAZMA OLUŞTURULDU

Araştırmacılar, yüzeyinde mikroskobik dalgalanmalar bulunan plastik bir hedefe, saniyenin milyarda biri süren dört örtüşen yüksek enerjili lazer ışını yönlendirdi. Katı malzeme plazmaya dönüşerek düşük yoğunluklu ortama doğru genişledi.

Bu genişleme sırasında sınır bölgesinde, akışkanlar mekaniğinde ‘Rayleigh-Taylor kararsızlığı’ olarak tanımlanan mantar ve parmak biçimli yapılar oluştu. Ekip, gelişen plazma parmaklarının çevresinde zıt yönlü güçlü yerel manyetik alanlar meydana geldiğini belirledi.

MANYETİK ENERJİ ISIYA DÖNÜŞTÜ

Zıt yönlü alanların birbirine yaklaşarak bağlantı düzenini değiştirmesi, ‘manyetik yeniden bağlanma’ sürecini başlattı. Bu sırada açığa çıkan enerji plazmayı ısıttı ve elektron sıcaklığı 820 bin santigrat dereceye ulaştı.

Düz yüzeyli hedeflerle yapılan kontrol deneylerinde ise elektron sıcaklığı bu değerin yaklaşık yarısında kaldı. İki düzenek arasındaki fark, yüzeyde başlayan kararsızlıkların ve bunların oluşturduğu manyetik etkileşimlerin ısınmadaki rolünü gösterdi.

KORONAL YAĞMURLA BAĞLANTI

Araştırmacılar, laboratuvarda gözlenen sürecin Güneş atmosferindeki ‘koronal yağmur’ olgusuyla bağlantılı olabileceğini belirtiyor. Koronada soğuyup yoğunlaşan plazma kütleleri, yerçekiminin etkisiyle manyetik alan çizgileri boyunca yüzeye doğru düşüyor.

Bu hareketin, deneydekine benzer dalgalı sınırlar ve Rayleigh-Taylor kararsızlıkları oluşturabileceği değerlendiriliyor. Bilim insanlarına göre teleskoplarla doğrudan gözlenmesi güç, çok küçük ölçekli ve mikrosaniyelik manyetik yeniden bağlanmalar, korona genelinde milyonlarca nanoparlamayı tetikleyebilir.

Bu küçük enerji salınımlarının toplam etkisinin, Güneş’in dış atmosferini sürekli olarak 1 milyon derecenin üzerinde tutan ısı kaynaklarından biri olabileceği üzerinde duruluyor.