Güneşimiz düzenli olarak o kadar büyük ısı ve öfke dillerinde patlar ki, kendi gezegenimiz onların boyutlarına göre birçok kez cüce kalırdı. Nasıl çalıştıklarını daha iyi anlamak için araştırmacılar beslenme çantanıza sığabilecek bir versiyon oluşturdular.
Fizikçilerden oluşan bir ekip, güçlü elektrik patlamalarını ip benzeri plazma döngülerine dönüştüren bir aparat kullanarak, Güneş Sistemi boyunca akan güçlü X-ışınlarını ve enerjik parçacıkları incelemek için güneş patlamalarını modelledi.
“Güneş gözlemleri, enerjik parçacıkları ve sert X-ışınlarını tespit eder, ancak üretim mekanizmasını ortaya çıkaramaz çünkü parçacık ivmesi, gözlem çözünürlüğünden daha küçük bir ölçekte gerçekleşir. Böylece, enerjik parçacıkların ve sert X’in oluşumunu açıklayan çapraz ölçekli fiziğin ayrıntıları -ışınları bir sır olarak kalıyor” bir takım yaz Caltech’ten fizikçi Yang Zhang liderliğinde.
“Burada, güneş koronal döngü fiziğini simüle eden bir laboratuvar deneyinden gözlemler sunuyoruz.”
Güneş, nükleer füzyondan güç alan oldukça dinamik, sallanan bir plazma topudur, bu nedenle bazı maskaralıklara kalkışması şaşırtıcı değildir. Çevresindeki boşluğa ışık ve parçacıklar fırlatan güçlü patlamalar, Güneş Sistemini önemli mesafeler boyunca etkileyebilir.
Bu etkileri burada, Dünya’da kesinlikle yaşıyoruz. Manyetosfer ve atmosfer bizi yüksek enerjili sert X-ışınlarından korur, ancak güneş fışkırması, navigasyon ve iletişim teknolojisi dahil olmak üzere uyduları ve uzay araçlarını etkileyebilir ve elektrik şebekesinde dalgalanmalara ve kesintilere neden olabilir. Dolayısıyla bilim adamları, doğal olarak, öncelikle Güneş’in nasıl madde yarattığı ve maddeyi nasıl dışarı attığı hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyor.
Ancak Güneş’in kendisine bakarak öğrenebileceğimiz çok şey var; mevcut teknolojiyi kullanarak yapabileceğimiz gözlemlerin ölçeğinin bir sınırı var. Bu küçük ayrıntıları incelemek için fizikçiler bir sonraki en iyi şeye yöneldiler: bir laboratuvarda güneş patlamalarını kopyalamak.
Caltech’ten fizikçi Paul Bellan, özellikle koronal döngüler olarak bilinen yapıları oluşturmak için deneysel bir aparat tasarladı. Bunlar, güneş koronasına doğru çıkıntı yapan manyetik alan çizgileri boyunca, güneş fotosferinden püsküren uzun, kapalı ipimsi parlayan plazma yaylarıdır. Bunlar genellikle parlamalar ve koronal kütle fırlatmaları gibi artan güneş aktivitesi ile ilişkilendirilir.
Bu aparat, bir vakum odasında gaz memeleri, elektromıknatıslar ve elektrotlardan oluşur.
İlk olarak, elektromıknatıslar açılır ve vakum odası içinde bir manyetik alan oluşturulur. Daha sonra elektrot bölgesine gaz enjekte edilir.
Daha sonra elektrotlar aracılığıyla milisaniye ölçeğinde güçlü bir elektrik deşarjı uygulanır; bu, gazı iyonlaştırarak plazmaya dönüştürür ve daha sonra manyetik alan tarafından sınırlanan bir döngü oluşturur.
“Her deney, 100 watt’lık bir ampulü yaklaşık bir dakika çalıştırmak için gereken kadar enerji tüketiyor ve kapasitörün şarj edilmesi sadece birkaç dakika sürüyor.” Bellan açıklıyor.
Her döngü yalnızca 10 mikrosaniye sürer ve çok küçüktür, yaklaşık 20 santimetre (7,9 inç) uzunluğunda ve bir santimetre çapındadır. Ancak yüksek hızlı kameralar, döngünün oluşumunun ve yayılmasının her anını kaydederek araştırma ekibinin oluşumunu, yapısını ve evrimini ayrıntılı olarak analiz etmesine olanak tanır.
Bilim adamları son zamanlarda koronal döngülerin sadece ip gibi görünmediğini, aynı zamanda onun gibi yapılandıklarını da öğrendiler. Yeni çalışma, ekibin bu yapının güneş püskürmesi üretiminde oynadığı rolü anlamasını sağladı.
“Bir ip parçasını parçalara ayırırsanız, bunun ayrı ayrı ipliklerden oluşan örgülerden oluştuğunu görürsünüz.” Zhang diyor. “Bu iplikleri birbirinden ayırın ve bunların daha da küçük ipliklerden oluşan örgüler olduğunu göreceksiniz. Plazma döngüleri aynı şekilde çalışıyor gibi görünüyor.”
Ve bu iplikçiklerin X-ışını patlamalarından sorumlu olduğu ortaya çıktı. Plazma güçlü bir iletken olduğu için akım döngülerden geçer; ama ara sıra akım, bir hortumun içinden çok fazla su akması gibi bir döngünün kapasitesini aşar.
Bu olduğunda, ekibin görüntüleri, döngüde tirbuşon benzeri bir dengesizlik geliştiğini ve tek tek şeritlerin kopmaya başladığını ve bu da kalan şeritler üzerinde daha da fazla baskı oluşturduğunu gösteriyor.
Bir iplik koptuğunda, bu, içinde bir bükülme olan bir su hortumundaki basıncın düşmesine benzer şekilde, negatif voltaj yükselmesinin eşlik ettiği bir X-ışınları patlaması üretir. Bu voltaj düşüşü, plazmadaki yüklü parçacıkları hızlandırır; bu parçacıklar yavaşladığında, bir X-ışınları patlaması yayılır.
Araştırmacılar, Güneş’teki koronal döngülerin görüntülerini tarayarak, laboratuvarda gözlemlenenlere benzer bir kararsızlık belirlediler ve bu, aynı zamanda bir X-ışını patlamasıyla da ilişkilendirildi. tüm gezegen – iki fenomen aynı şekilde üretildi.
Gelecekteki Güneş çalışmaları, bu sürecin daha fazla çözülmesine yardımcı olacak, ancak manyetik alan çizgilerinin kırılmasının ve yeniden bağlanmasının nasıl güçlü enerji patlamalarına yol açtığını bulan diğer çalışmalarla tutarlı görünüyor. Ekip, bu aktivitenin ne tür patlamalar ürettiğini görmek için koronal döngülerin birleşip yeniden yapılandırılabileceği farklı yolları inceleyerek devam etmeyi planlıyor.
Araştırma yayınlandı Doğa Astronomisi.
Kaynak : https://www.sciencealert.com/physicists-have-successfully-generated-tiny-solar-flares-in-the-lab