Dünya’nın manyetosferindeki büyük ölçekli manyetik dalgaların enerjilerini daha küçük ölçekli akustik dalgalara aktararak plazmayı nasıl ısıttığını açıklayan teorik bir model gözlemlerle desteklenmektedir.
Okyanus akıntıları büyük girdaplar yaratır, bunlar daha sonra kinetik enerjilerini, su molekülleri termal rastlantısallıkla titreyene ve viskozite hız gradyanlarını ortadan kaldırana kadar giderek daha küçük türbülanslı yapılara aktarır. Güneş rüzgarı, Dünya’nın manyetik alanının dış kenarı olan manyetopoz ile çarpıştığında, uzayda benzer bir kademelenme meydana gelir. Bu karşılaşma sonucunda büyük ölçekli manyetik dalgalar ya da Alfven dalgaları oluşur ve bunların enerjisi manyetosfer plazmasının ısınmasına neden olur. Ancak bu durumda plazma, kademelenmeye viskozite aracılık edemeyecek kadar incedir. 1971’den bu yana bilim insanları, uzay plazmalarında Alfven dalgaları tarafından ısının nasıl üretildiğine dair bilgilerini giderek geliştirdiler.
Yapılan araştırmalar nihayetinde belirli bir teoriye yol açtı: Alfven dalgaları, ısı üreten küçük akustik dalgalar üreten iyon ışınlarını hızlandırır. Ayrıca, mekanizma muhtemelen güneş rüzgârı gibi diğer uzay plazmalarında da aktiftir. Yeniden bağlanma, Güneş’in fotosferinden çıkan muazzam döngülerle karşılaştırılabilecek boyutta önemli alan düzenlemelerine neden olabilir. Ancak, yakın alan çizgilerinin birleştiği çok daha küçük bir alan olan X hattı, yeniden bağlanmayı başlatan olayların meydana geldiği yerdir. MMS’nin dört uzay aracından biri, daha önce hiçbir uzay aracının bilinçli olarak gönderilmediği bir yer olan X hattından geçerken, diğer üçü de dördünün de büyük ölçekli topolojik dönüşümü gözlemlediği bir konfigürasyonda uçabilir.
MMS uzay aracı 8 Eylül 2015 tarihinde Dünya’nın alacakaranlık tarafındaki manyetopozdan geçmiştir. Ayrılmaları, çevreleyen plazmadaki iyonların hareketlerini bireysel olarak tespit etmelerine izin verirken, toplu olarak büyük ölçekli bir Alfven dalgasının geçişini tespit edebildiler. Daha sonra An ve meslektaşları, bu sonuçların Alfven dalgası enerjisinin ısıya dönüşümüne iyon ışınları ve ürettikleri akustik dalgaların aracılık ettiği hipotezini test etmek için kullanılabileceğini fark ettiler.
Enerji kademelenmesini yönlendiren bileşenlerin üçü de MMS uzay aracındaki çeşitli araçlardan gelen verilerde temsil edilmektedir:
50-1500 m uzunluk ölçeğine sahip akustik dalgalar, iyon ışınları ve her biri yaklaşık 2000 km uzunluk ölçeğine sahip Alfven dalgaları.
İyon ışınlarının hızları yerel Alfven dalgaları ya da akustik dalgaların hızlarıyla eşleşirken, Alfven dalgalarının manyetik basınç değişimleri yerel elektrik alan ve iyon yoğunluğundaki değişimlerle ilişkiliydi.
Yerinde uzay aracından yapılan ölçümler, bir sürecin gelişirken fotoğrafını çekmeye benzer. 2,4 saat uzunluğunda olmasına rağmen, MMS gözlemleri tam bir film değildir.
Araştırmacılar, gördükleri bağlantıların gerçek olduğuna dair güvenlerini artırmak için ABD Ulusal Atmosferik Araştırma Merkezi’nin süper bilgisayarı Derecho ile simülasyonlar kullandılar. O zamandan bu yana ,MMS verilerinde enerji aktarım mekanizmasının örneklerini keşfettiler. Mekanizmanın elverişli koşulları güneş rüzgarında daha yaygın olabilir . “Parker Solar Probe ve Solar Orbiter verileri araştırmacılar tarafından çalışmalarını ilerletmek için kullanılacak.” Bu ek gözlemlerle uzay plazmalarındaki bu enerji aktarım mekanizmasının kapsamını daha iyi anlayacağız “diye açıklıyorlar
Kaynak: physics.aps.org/articles/v17/168
Haberi Derleyen :
Berfin Akay – Kırıkkale Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi – Fizik Bölümü
