Yaşlanmış bir uzay aracının yolladığı verileri inceleyen füzyon araştırmacıları güneş rüzgârının kaynağı olan enerji kaynağını bulduklarını ileri sürdüler. Kuramları NASA’nın Güneş’in yakınında yollayacağı yeni bir gözlem aracıyla test edilecek.
Güneş rüzgârını ne ısıtır ve ne hızlandırır? Bu, gökbilimcilerin onlarca yıldır yanıtlayamadığı ve sırrını koruyan bir soru olarak kaldı.
Güneş rüzgârı, Güneş’in üst atmosferindeki gazın etkisiyle manyetize olup hızlanır. Bu hidrojen ve helyum iyonlarıyla bir miktarda ağır metallerle yapılır. Araştırmacılar buradaki durumu yanan bir sobanın üzerinde kaynayan sudan çıkan buhara benzetiyor, tıpkı güneşin uzakta kaynaması gibi. “Ama” diyor NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Adam Szabo ve ekliyor: “Güneş rüzgârı mutfağınızda oluşan buhardan daha farklıdır. Buhar yükselirken hızı azalır ve soğur. Güneş rüzgârı ise Güneş’in üst katmanı olan koronadan ayrılırken hızını üç katına çıkarır.”
İşte bu sıradışı görünen durum araştırmacıların ilgisiyle karşılaşmıştır. 1970 ve 1980’lerde Alman ve ABD tarafından uzaydaki plazma dengesizliklerini izlemek için çeşitli kuramlar öne sürdüler. Olasılıkları azaltarak önceki söylenenlerden farklı bir kuram belirlediler. NASA’nın Rüzgâr (Wind) adlı eski sondasından elde edilen verilerde bu kuramı onaylar görünüyor.
1994’de göreve başlayan sondanın kullandığı teknoloji eski manyetik band benzeri bir teknolojidir. Olası kesintilere ve kopmalara karşı çift yedekli sistemle donatılan araç şimdiye kadar neredeyse iki güneş çevrimini ve sayısız güneş fişeklerini gördü.
“Rüzgâr, bunca yıl sonra hala işe yarar verilerle hayatta olduğunu kanıtlıyor. Üstelik 60 yıl daha görevini sürdürecek yakıtı var” diyor Szabo.
Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden Justin Kasper: “Gizemi çözebilmek için rekor diyebileceğimiz 19 yıllık güneş rüzgârı sıcaklıkları, manyetik alan ve enerji verilerini okuduk” diyor ve ekliyor:
“Sonunda güneş rüzgârını ısıtan kaynağın iyon siklotron dalgalar olduğunu belirledik.”
İyon siklotron dalgaları güneşin manyetik alanı çevresindeki protonların dairesel dalga-ritimleri sonucunda oluşur. Phil Isenberg (New Hampshire Üniversitesi), Vitaly Galinsky ve Valentin Shevchenko (San Diego Kaliforniya Üniversitesi) tarafından geliştirilen güneşten yayılan iyon siklotron dalgaları kuramına göre, akan güneş rüzgârını milyonlarca dereceye kadar ısıtıp saatte milyonlarca kilometreye kadar hızlandırır. Kasper verileri, Rüzgâr aracıyla Dünya çevresindeki iyon siklotron dalgaları gözlemiyle onaylandı.
Kasper: “İyon siklotron dalgaları güneş rüzgârını çok fazla ısıtıp hızlandırabilir. Böylece bu garip rüzgârların bazı davranışlarını açıklayabiliriz” diyor.
Güneş rüzgârı Dünya’da esen rüzgârlara benzemez. Bununla birlikte Dünya’daki rüzgârlar ısıyı azot, oksijen, su buharıyla birlikte taşır. Güneş rüzgârı bu açıdan Dünya’daki rüzgârlarla benzerlik gösterebilir. Güneş rüzgârı beraberinde hidrojen, helyum gibi hafif iyonlar ile onlardan farklı sıcaklığa sahip ağır kimyasal elementleri farklı hız ve yönlerle taşır.
“Güneş rüzgârının ağır elementleri hafif elementler gibi yüksek sıcaklık ve hızlarla nasıl olupta taşıyabildiğini uzun zamandır merak ediyorduk. Bu oldukça tuhaf bir durumdur” diyor Kasper.
İyon siklotron kuramının açıklaması şöyle: Ağır iyonlar iyon siklotron dalgalarıyla iyi rezonans halindedir. Onlar hafif iyonlara göre daha fazla enerji ve ısıya sahiptir.
Güneş rüzgârındaki ağır elementlerin davranışı füzyon araştırmacılarına ne gibi farklı durumların olduğunu gösteriyor. Eğer buradaki süreç tersine çevrilebilirse güneş rüzgârı oluşturulabilir. Kuramsal olarak füzyon fırınlarında plazma ısısı ancak ağır iyonlarla dengelenebilir.
Kasper ve Szabo’nun sonraki adımı ise güneş rüzgârının iyon siklotron dalgasıyla etkileşmeden önceki güneşin atmosferinin dernliklerinde neler olup bittiğini ve kuramın burada da aynı şekilde işleyip işlemediğini test etmek olacak. Bunun için NASA güneş yakınlarına bir gözlem aracı yollamayı planlıyor.
2018 yılında fırlarılması planlanan Güneş Probe Plus aracı ile Güneş’in atmosferi olduğundan 23 kat daha ayrıntılı gözlenecek. Aracın Güneş’e 7 milyon km kadar yaklaşabilmesi için 1400 C derecelik sıcaklığa ve önceki uzay araçlarının görmediği kadar ışımaya (radyasyon) dayanıklı olması gerekiyor.
“Güneş Probe Plus’da Rüzgâr’a göre çok daha gelişmiş algılayıcılar kullanarak iyon siklotron kuramını farklı yönlerle de test edeceğiz. Bu da bizim, güneş rüzgârındaki enerjinin kaynağını anlamamızı sağlayacak” diyor Kasper.
