Caltech araştırmacıları, Güneş’in koronasındaki plazma ve kozmik yapılar arasında örtüşen bir manyetik denge durumu tespit etti. Bu “çift sarmal” dengesi, hem masaüstü ölçekli laboratuvar deneylerinde hem de galaksilerdeki devasa plazma ipliklerinde aynı fizik yasalarının işlediğini kanıtlıyor.
ÇİFT SARMAL MANYETİK DENGE NASIL OLUŞUYOR
Güneş’in koronasındaki plazma, yüzeye kıyasla çok daha seyrek olmasına rağmen milyonlarca derece sıcaklığa ulaşıyor. Bu aşırı sıcak bölge, manyetik akı ipliklerinin oluşturduğu yapılarla kontrol ediliyor. Paul Bellan ve Yang Zhang, plazmayla dolu iki manyetik akı ipinin iç içe geçerek çift sarmal oluşturduğunu ve bu yapının kendi kendini dengede tuttuğunu keşfetti.
LABORATUVARDA MİNYATÜR GÜNEŞ PARLAMALARI
Araştırmacılar, vakum odasında yerleştirilmiş elektrot ve bobinlerle 10–50 cm boyunda minyatür güneş patlamaları simüle etti. Bu deneylerde iki akı ipi birleşip örgülü bir yapı oluşturdu. Plazma, ne çözülüp ne sıkışarak sönüyor; tam tersine otomatik olarak sabit bir sarmal form alıyordu.
ÇEKİM VE İTMENİN İNCELİKLİ DENGESİ
Önceki varsayıma göre aynı yönlü akımların mutlaka birleşmesi beklenirdi. Oysa deneylerde iplikler birbirinden sıçradı. Bellan’a göre; paralel akım bileşenleri birbirini çekerken, sarmal bileşenler itiyor. Bu iki zıt kuvvet, belirli bir bükülme açısında dengelenerek yapıyı en düşük enerji durumuna getiriyor.
MATEMATİKSEL MODEL VE GALAKTİK ÖLÇEKTE DOĞRULAMA
Yang Zhang, çift sarmal dengesini matematiksel olarak tanımladı. Model, akı tüplerinin içindeki ve dışındaki manyetik alan şiddetlerini ile basınç dağılımını doğru şekilde öngörebiliyor. Zhang, Dünya’dan 25 000 ışık yılı uzaklıktaki Çift Sarmal Bulutsusu’nda yalnızca bükülme periyodu ve tel çapı verileri kullanarak hesaplamalar yaptı; sonuçlar gözlemlerle tam uyum gösterdi.
MANYETOHİDRODİNAMİĞİN ÖLÇEK BAĞIMSIZLIĞI
Bu bulgu, manyetohidrodinamik yasalarının hem laboratuvarda hem de evrenin en büyük plakalarında aynı işlediğini doğruluyor. Bellan, güneş parlamalarından galaksilerin plazma ipliklerine kadar her ölçekte tek bir fizik dilinin hüküm sürdüğünü vurguluyor.
Gelecekte bu çift sarmal dengesi, güneş patlaması ve uzay hava durumu tahminlerinin yanı sıra nükleer füzyon cihazlarının manyetik kavrama tasarımında da yol gösterici olabilir.