Muz büyüklüğünde bir ölçekte güneş patlamalarını simüle etmek, ABD Ulusal Bilim Vakfı-desteklenen araştırmacılar Caltech bu devasa patlamaların potansiyel olarak zararlı enerjik parçacıkları ve X-ışınlarını kozmosa nasıl patlattığını çözümlediler.
Koronal döngüler, manyetik alan çizgileri boyunca hizalanmış, güneşin yüzeyinden çıkıntı yapan plazma kemerleridir. Çizgiler, plazmayı oluşturan elektronların ve iyonların hareketine rehberlik ederek yüklü parçacıklar için otoyollar gibi davranır.
Güneş yüzeyinin 100.000 kilometre yukarısına çıkabilen döngüler, dakikalarca ve saatlerce devam edebilir. Döngüler genellikle yavaş büyür ve gelişir, ancak bazen Dünya’daki en güçlü nükleer patlamadan milyarlarca kat daha güçlü olan muazzam miktarda enerjiyi aniden uzaya patlatabilir. Bu ani enerji patlamasına güneş patlaması denir.
Parlamadaki enerjinin bir kısmı, doktor muayenehanesinde kemikleri görüntülemek için kullanılanlar gibi yüksek enerjili elektromanyetik dalgalar olan yüklü parçacıklar ve “sert X-ışınları” şeklini alır. Dünyanın kendi manyetik alanı ve atmosferi, yüzeydeki yaşamı bu enerji selleri tarafından pişmekten koruyan bir kalkan görevi görür, ancak bazen iletişim ve elektrik şebekelerini bozarlar. Ayrıca uzay araçları ve uzaydaki astronotlar için tehdit oluşturuyorlar.
Güneş patlamalarının enerjik parçacıklar ve X-ışını patlamaları oluşturduğu gerçeği uzun zamandır bilinmesine rağmen, bilim adamları bunu yapan mekanizmayı ancak parçaları bir araya getirmeye başlıyor.
Araştırmacıların koronal döngülerin nasıl ve neden oluştuğunu ve değiştiğini deşifre etmek için iki seçeneği var. Birincisi, güneşi gözlemlemek ve ilgili bilgileri elde etmek için fenomeni yeterince ince ayrıntılarla yakalamayı ummaktır. İkincisi, bir laboratuvarda döngüleri simüle etmektir. Uygulamalı bir fizikçi olan Caltech’ten Paul Bellan ikincisini seçti.
Bellan ve diğer bilim adamları, içinde ikiz elektrot bulunan bir vakum odası inşa ettiler. Fenomeni simüle etmek için, bir kondansatörü Pasadena Şehri’ni birkaç mikrosaniye çalıştırmaya yetecek kadar enerjiyle doldurdular, ardından minyatür bir güneş koronal döngüsü oluşturmak için elektrotların içinden boşalttılar.
Her döngü yaklaşık 10 mikrosaniye sürer ve yaklaşık 20 santimetre uzunluğa ve yaklaşık 1 santimetre çapa sahiptir. Ancak yapısal olarak, döngüler gerçek şeyle aynıdır ve onları istediğiniz zaman simüle etme ve inceleme fırsatı sunar. A Son zamanlardaki en önemli keşif, her güneş koronal döngüsünün tek bir yapı olmayıp, laboratuvarda yeniden üretilmiş bir yapı olan büyük halatlara benzeyen fraktal olarak örülmüş ipliklerden oluşmasıdır.
Güneş patlamaları üzerine bir makalenin kıdemli yazarı Bellan, “Her deney, 100 watt’lık bir ampulü yaklaşık bir dakika çalıştırmak için gereken kadar enerji tüketiyor ve kapasitörün şarj edilmesi sadece birkaç dakika sürüyor” diyor. yayınlanan Doğa Astronomisi. Bellan, saniyede 10 milyon kare çekebilen bir kamerayla her döngüyü yakalıyor ve ardından ortaya çıkan görüntüleri inceliyor.
NSF Plazma Fiziği program direktörü Vyacheslav (Slava) Lukin, “Güneşin fiziğini bir laboratuvarda çoğaltma ve inceleme yeteneği, ileriye doğru atılmış önemli bir adımdır” diyor. “Laboratuvar ölçümlerini güneş gözlemleriyle ilişkilendirerek, plazma ve onun Dünya’daki olası kullanımları hakkındaki temel soruları keşfederken güneş hakkında daha fazla şey öğreniyoruz.”