Bilim insanları, Güneş'in onlarca yıldır açıklanmaya çalışılan gizemlerinden birinin çözümüne yaklaşmış olabilir.
Çinli araştırmacılar, laboratuvarda lazerlerle oluşturdukları plazma üzerinde yaptıkları deneylerde, Güneş'in dış atmosferindeki aşırı yüksek sıcaklıkların nasıl oluştuğuna ilişkin yeni bulgular elde etti.
ScienceAlert'in 25 Ekim'de aktardığı, Physical Review Letters dergisinde yayımlanan araştırma, Güneş'in dış atmosferinin neden görünen yüzeyinden çok daha sıcak olduğunu açıklayabilecek bir fiziksel süreci ortaya koydu.
Güneş'in görünen yüzeyinin sıcaklığı yaklaşık 5 bin 500 santigrat dereceyken korona olarak bilinen dış atmosferinde sıcaklık bir milyon derecenin üzerine çıkabiliyor. Isı kaynağından uzaklaştıkça sıcaklığın düşmesi beklenirken Güneş'te bunun tersinin yaşanması, bilim insanlarının uzun yıllardır yanıt aradığı sorulardan biri.
LAZERLERLE GÜNEŞ'TEKİ KOŞULLARI CANLANDIRDILAR
Çin Atom Enerjisi Enstitüsü'nden Wei Sun ve Pekin Normal Üniversitesi'nden Yongli Ping'in de aralarında bulunduğu araştırmacılar, koronanın ısınmasında etkili olabileceği düşünülen küçük ölçekli enerji salınımlarını incelemek için laboratuvar ortamında bir deney gerçekleştirdi.
Araştırmacılar, Şanghay'daki Shenguang-II lazer tesisinde dalgalı yüzeye sahip plastik bir hedefe dört lazer ışını yöneltti. Saniyenin milyarda biri ölçeğinde gerçekleşen lazer darbeleri, hedefteki maddeyi plazmaya dönüştürdü.
Elektrik yüklü parçacıklardan oluşan plazma genişledikçe yüzeyinde parmak ve mantar biçiminde yapılar ortaya çıktı. Bilim insanlarının "Rayleigh-Taylor kararsızlığı" olarak adlandırdığı bu süreç sırasında plazmanın oluşturduğu manyetik alanlar birbirine yaklaştı.
Zıt yönlü manyetik alanların yeniden birleşmesiyle depolanan manyetik enerji açığa çıktı ve plazmadaki parçacıklar ısındı.
SICAKLIK NEREDEYSE İKİ KATINA ÇIKTI
Araştırmacılar, sonuçları karşılaştırmak amacıyla deneyi bu kez düz yüzeyli bir plastik hedef kullanarak tekrarladı.
Düz yüzeyde parmak benzeri yapıların oluşmadığı, buna karşılık dalgalı yüzeyde manyetik alanların etkileşiminin daha güçlü olduğu görüldü.
Deneyde plazmadan yayılan X ışınlarını inceleyen araştırmacılar, dalgalı yüzey kullanıldığında elektronların ulaştığı en yüksek sıcaklığın yaklaşık 820 bin santigrat dereceye karşılık geldiğini hesapladı.
Bu değer, düz yüzeyle gerçekleştirilen karşılaştırma deneyinde ölçülen sıcaklığın yaklaşık iki katıydı.
Bilgisayar simülasyonlarında manyetik alanların oluşumu engellendiğinde ise ek ısınmanın büyük ölçüde ortadan kalktığı görüldü.
Bu sonuç, sıcaklık artışında manyetik alanların yeniden birleşmesinin belirleyici bir rol oynadığını destekledi.
GÜNEŞ'İN ATMOSFERİ NEDEN BU KADAR SICAK?
Bilim insanları, Güneş'in dış atmosferindeki yüksek sıcaklığın nedenlerinden birinin "nanoparlamalar" (nanoflares) olarak adlandırılan çok küçük enerji salınımları olabileceğini düşünüyor.
Bu olaylar, Güneş'in manyetik alanlarında biriken enerjinin küçük ölçeklerde serbest kalmasıyla gerçekleşiyor. Çok sayıda nanoparlamanın birlikte koronanın milyonlarca derecelik sıcaklığını korumasına katkıda bulunabileceği değerlendiriliyor.
Yeni araştırma ise söz konusu enerji salınımlarının nasıl başlayabileceğine ilişkin bir mekanizmayı gösteriyor.
Güneş'in atmosferinde zaman zaman daha soğuk ve yoğun plazma, manyetik alan çizgileri boyunca aşağı doğru hareket ediyor. "Koronal yağmur" olarak adlandırılan bu olay sırasında oluşan yoğunluk farklılıkları, laboratuvarda gözlemlenen kararsızlıklara benzer koşullar yaratabiliyor.
Araştırmacılara göre bu koşullar, manyetik alanların yeniden birleşmesini ve enerjinin ısıya dönüşmesini tetikleyebilir.
GİZEM TAMAMEN ÇÖZÜLDÜ MÜ?
Araştırmanın sonuçları, Güneş'in dış atmosferindeki sıcaklığın nasıl oluştuğuna ilişkin önemli bir açıklama sunmasına karşın sorunun bütünüyle çözüldüğü anlamına gelmiyor.
Çünkü laboratuvarda oluşturulan plazma, Güneş'in atmosferindekinden çok daha yoğun. Deneyde gerçekleşen süreçler de Güneş'teki olaylardan çok daha kısa zaman dilimlerinde yaşanıyor.
Araştırmacılar, elde ettikleri sonuçların Güneş'te hangi koşullarda geçerli olabileceğini değerlendirmek için bilgisayar simülasyonlarından ve fiziksel karşılaştırmalardan yararlandı.
Ancak ortaya konulan mekanizmanın Güneş'te ne sıklıkla gerçekleştiği ve koronanın toplam ısınmasına ne ölçüde katkı sağladığı henüz bilinmiyor.
Bilim insanları, bu soruların yanıtlanabilmesi için yeni gözlemler ve deneyler yapılması gerektiğini belirtiyor.
Bununla birlikte araştırma, Güneş'in dış atmosferindeki milyonlarca derecelik sıcaklığın oluşumunu açıklamak için uzun süredir üzerinde çalışılan nanoparlama kuramına yeni deneysel kanıtlar sunuyor.
