Güneş rüzgârı türbülansında manyetik dönüş yönü belli bir ölçekte tersine dönüyor
Parker Solar Probe verileri, düzensiz görünen Güneş rüzgârı türbülansında gizli bir düzen gösterdi: manyetik alanın dönme yönü, plazmanın akışkanlıktan parçacık davranışına geçtiği ölçekte ters çeviriyor.
Güneş'ten dışa doğru esen yüklü parçacık akışı olan Güneş rüzgârı, manyetik alanı rastgele dalgalanan türbülanslı bir ortam. Tokyo Üniversitesi Fen Fakültesi'nin 13 Ekim'de yayımladığı duyuruya göre uluslararası bir ekip, NASA'nın Parker Solar Probe aracından gelen yüksek hassasiyetli manyetik alan ve parçacık verilerini kullanarak bu rastgeleliğin içinde beklenmedik bir düzen buldu: manyetik alanın dönme yönü belirli bir dalga boyunda tersine dönüyor. Sonuçlar The Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlandı.
Çalışmayı Technische Universität Braunschweig Teorik Fizik Enstitüsü ile Tokyo Üniversitesi yürüttü; Tohoku, Kyushu ve Osaka üniversitelerinin yanı sıra toplam on ülkeden araştırma kurumları katkı verdi. Makalenin ilk yazarı Dr. Masatomi Iizawa (TU Braunschweig).
Uzaydaki türbülans neden farklı işliyor
Türbülans gündelik bir olgu: kahveye süt karıştırırken ya da fırtınalı denizde gördüğümüz düzensiz hareketler bunun örneği. Uzayda ve astrofizik sistemlerde de türbülans gelişiyor, ama fiziği farklı. Çünkü ortam iyonlaşmış durumda — plazma hâlinde — ve akış hareketi elektromanyetik alanlarla sıkıca bağlı. Dahası uzay plazması çarpışmasız: ortam o kadar seyrek ki parçacıklar birbirine çarpmıyor. Bu yüzden plazmanın türbülansa nasıl geçtiği ve dalgalanma enerjisinin çarpışmasız türbülansta nasıl dağıldığı, fizikte hâlâ açık bir soru.
Büyük ölçekte bir yön, küçük ölçekte tersi
Duyuruda anlatıldığına göre büyük uzunluk ölçeklerinde uzay plazması akışkan gibi davranıyor; türbülans girdapların ve elektromanyetik dalgaların uyarılmasıyla gelişiyor ve dalgalanmalar rastgeleleşiyor. Ancak manyetik alanın dönme yönü rastgele değil: Güneş'ten radyal olarak dışa doğru bakıldığında alanlar ağırlıklı olarak saat yönünün tersine dönüyor.
Küçük ölçeklere inildiğinde tablo değişiyor ve dönüş saat yönüne geçiyor. Kritik nokta şu: bu ölçek, plazmanın akışkan benzeri davranıştan parçacık benzeri davranışa geçtiği eşikle çakışıyor. Yani dönüş yönünün tersinmesi, plazma fiziğinde iki ayrı tanımın (büyük ölçekli manyetohidrodinamik ve küçük ölçekli kinetik tanım) birbirine devrettiği yerde oturuyor. Makalenin başlığı da olguyu bu çerçeveye yerleştiriyor: manyetohidrodinamik-kinetik arayüz boyunca manyetik helisitenin yerel olmayan evrimi. Manyetik helisite, manyetik alan çizgilerinin ne yönde ve ne kadar burulduğunu ölçen bir nicelik.
Ekibin ikinci bulgusu ise konumla ilgili: tersinme, Güneş'ten radyal olarak uzaklaştıkça güçleniyor ve daha uzun dalga boylarına kayıyor. Bu, olgunun tek bir noktada rastlanan bir tuhaflık değil, Güneş rüzgârı dışa doğru yol alırken gelişen bir süreç olduğunu düşündürüyor.
Iizawa bulguyu şöyle özetliyor: “Türbülans yapısız hareketleri temsil etse de spektrumda açık bir yapı görüyoruz.”
Neden önemli
Tokyo Üniversitesi'nden Dr. Nobumitsu Yokoi sonucun ağırlığını vurguluyor: “Sonuçlar hem plazma fiziği hem astrofizik için büyük önem taşıyor.”
Nedeni şu: plazma türbülansı astrofizikte her yerde karşımıza çıkıyor — Dünya'nın manyetosferinde, Güneş rüzgârında, Güneş patlamalarında, gezegenler arası uzayda ve kara delikler ile yıldızların çevresindeki yığılma disklerinde. Duyuruya göre uzay plazmasındaki türbülans, Güneş patlamalarının gezegenler arası uzayda ürettiği şok dalgalarını ve manyetik bulutları etkileyebiliyor; bu da jeomanyetik fırtınaların tahmininde çok önemli bir etken. Jeomanyetik fırtınalar uydu elektroniğinden elektrik şebekelerine kadar yerdeki altyapıyı doğrudan ilgilendirdiği için, türbülansın küçük ölçekli davranışını daha iyi tanımlamak pratik sonuçları olan bir kazanım.
Bulgunun sınırı
Duyuru, dönüşün tersine döndüğü ölçeği ya da ölçümlerin yapıldığı Güneş uzaklıklarını sayıyla vermiyor; tersinmenin arkasındaki mekanizma da tek bir açıklamaya indirgenmiş değil. Sonuç tek bir aracın — Parker Solar Probe'un — verisine dayanıyor. Olgunun Güneş rüzgârının her bölgesinde ve farklı Güneş etkinlik dönemlerinde de görülüp görülmediği, Solar Orbiter gibi başka araçların verileriyle yapılacak bağımsız sınamalarla netleşecek. Şimdilik elde olan şey, yıllardır modellerde tartışılan bir geçiş bölgesinin gerçek ölçümlerde ilk kez doğrudan görülmesi.
Bu haberi nasıl buldunuz?
İlk oyu siz verin
