Güneş üzerindeki plazma davranışlarının incelenmesi, manyetik sabitleme yoluyla füzyon reaktörleri inşa etmek için büyük çabaların sarf edildiği Dünya’daki davranış biçimiyle karşılaştırılmasına olanak sağlıyor. Bunlar, günümüzde enerji üretmek için kullandığımız ‘fisyon reaktörü’ denen kuzenlerinden çok daha güvenilir, temiz ve verimli olan nükleer enerji jeneratörleridir.
Geçtiğimiz hafta, İrlanda ve Fransa’dan bilim insanları, Güneş atmosferindeki aşırı koşullarda maddenin nasıl davrandığına dair yeni ve büyük bir keşfi kamuoyu ile paylaştılar.
Bilim insanları, ilgi çekici fakat tam olarak anlaşılamayan “maddenin dördüncü halini” daha derinlemesine anlayabilmek için bir NASA uydusunun taşıdığı büyük radyo teleskopları ve mor-ötesi ışığı tespit edebilen (UV) kameralar kullandılar. Maddenin ‘plazma’ adıyla bilinen bu hali, Dünya’da güvenilir, temiz ve verimli nükleer enerji jeneratörleri geliştirmek için yeni bir yöntem geliştirilmesini sağlayabilir. Bilim insanları elde edilen bulguları uluslararası alanda tanınırlığı olan Nature Communications adlı dergide yayınladı.
EVREN’İN BÜYÜK KISMI PLAZMA HALİNDE
Gündelik hayatta karşılaştığımız maddelerin birçoğu katı, sıvı ya da gaz halindedir ama Evren’in büyük bir kısmı aşırı dengesiz ve elektrik yüklü bir akışkan olan plazmadan meydana gelmiştir. Güneş de aynı şekilde, plazmadan oluşur.
Evren’de bulunan en yaygın madde hali olmasına karşın, plazma, bilhassa Dünya’daki doğal koşullarda nadir bulunması yüzünden, üzerinde çalışmayı zorlaştırır. Dünya genelindeki bazı özel laboratuvarlar, bu amaç doğrultusunda zorlu ortam koşullarını yeniden yaratırlar. Öte yandan, insan eliyle üretildiği Dünya laboratuvarları açısından, çoğunlukla aşırı olan koşullarda plazmanın nasıl davrandığını incelemek noktasında Güneş tam anlamıyla doğal bir laboratuvar işlevi görür.
Dublin Trinity Koleji’nde doktora sonrası araştırmacı ve Dublin İleri Araştırmalar Enstitüsü’nde (DIAS) görevli Dr. Eoin Carley, uluslararası bir ortak çalışmanın liderliğini yürüttü. Carley, “Güneş’in atmosferi, 1 milyon santigrat dereceyi aşan plazma ısısı ve ışık hızına yakın hareket eden parçacıklar ile aşırı aktiviteler barındıran bir ortam. Işık hızında hareket eden parçacıklar, radyo dalga boylarında güçlü biçimde parlıyor ve bu sayede büyük radyo teleskopları aracılığıyla, plazmaların nasıl davrandığını tam olarak gözlemleyebiliyoruz,” diyor.
UZAYDA VE DÜNYA’DA KONUŞLANAN ARAÇLAR KULLANILDI
“Paris Gözlemevi’ndeki bilim insanlarıyla yakın bir çalışma gerçekleştirdik ve orta Fransa’daki Nançay bölgesinde bulunan büyük bir teleskop yardımıyla Güneş üzerinde gözlemler yaptık. Radyo teleskobunu NASA’nın Solar Dynamics Observatory adlı uzay aracındaki ultraviyole kameralarla birleştirdik ve bulguları, Güneş’te bulunan plazmanın sıklıkla bir deniz feneri gibi kesintili (yani nabız atışına benzer) bir radyo ışığı yayabildiğini göstermek için kullandık. Güneş, çoğu zaman bir deniz fenerinin yaptığı gibi kesintili radyo ışıkları yayabilir: Güneş’teki bu etkinliği onlarca yıldan beridir biliyoruz ama uzay ve Dünya bazlı araçları birlikte kullanmamız, bu radyo titreşimlerini ilk kez görüntülememize ve Güneş atmosferindeki plazmanın nasıl dengesizleştiğini tam olarak görmemize olanak sağladı.”
Güneş üzerindeki plazma davranışlarının incelenmesi, manyetik sabitleme yoluyla füzyon reaktörleri inşa etmek için büyük çabaların sarf edildiği Dünya’daki davranış biçimiyle karşılaştırılmasına olanak sağlıyor. Bunlar, günümüzde enerji üretmek için kullandığımız ‘fisyon reaktörü’ denen kuzenlerinden çok daha güvenilir, temiz ve verimli olan nükleer enerji jeneratörleridir.
DIAS’da profesör ve proje katılımcısı olan Peter Gallagher şunları söylüyor: “Nükleer füzyon, plazma atomlarını bir araya getiren farklı bir tür nükleer enerji üretim biçimidir; fizyondaki gibi atomları parçalara ayırmaz. Füzyon daha kararlı ve güvenlidir; ayrıca yüksek miktarda radyoaktif yakıta ihtiyaç duymaz: Aslında, füzyondaki atık maddelerin büyük kısmı atıl durumdaki helyumdan oluşur.”
FÜZYON ALANINDA BÜYÜK BİR İLERLEME SAĞLAYABİLİR
“Karşımızdaki yegâne sorun, nükleer füzyonda kullanılan plazmaların aşırı kararsız yapısı. Plazma enerji üretmeye başladığında, bazı doğal süreçler çok kısa bir süre sonra reaksiyonu sonlandırıyor. Bu sonlandırma davranışı (zira füzyon reaktörleri kaçak reaksiyon gerçekleştiremiyor) doğal bir güvenlik anahtarı işlevi görse de bu durum, plazmanın enerji üretimi amacıyla kararlı bir halde tutulmasının çok güç olduğu anlamına geliyor. Plazmaların Güneş’te nasıl kararsız hale geldiğini inceleyerek onları Dünya’da nasıl kontrol altında tutabileceğimizi öğrenebiliriz.”
Araştırma, Trinity Koleji, DIAS ve Fransız araştırmacıların arasında kurulan yakın bağlarla başarıya ulaştı.
Araştırmanın Paris’teki lider ortağı Dr. Nicole Vilmer şunları söylüyor: “Paris Gözlemevi, 1950’lerden bu yana, Güneş üzerinde radyo gözlemleri gerçekleştirme hususunda uzun bir geçmişe sahip. Avrupa’da bulunan diğer radyo astronomi gruplarıyla birlikte çalışarak, buna benzer çığır açıcı keşifler gerçekleştirebilir ve Fransa’da Güneş odaklı radyo astronomi alanında kazandığımız önemli başarıları sürdürebiliriz. Yanı sıra, bu çalışma, Fransa ve İrlanda arasında gelecekte de süreceğini umut ettiğim bilimsel işbirliğini daha da güçlendirebilir.”
Dr. Carley, daha önce İrlanda Araştırma Konseyi ve Avrupa Komisyonu tarafından verilen bir ödenekle finanse edilen Paris Gözlemevi’nde görev yapmıştı. Günümüzde Fransız meslektaşlarıyla yakın bir şekilde çalışmalarına devam ediyor ve kısa zaman içerisinde hem Fransız gözlem araçlarını hem de İrlanda’da yeni inşa edilen modern araçları kullanarak aynı olayı araştırmaya devam etmeyi umuyor.
Dr. Carley, “Fransız bilim insanlarıyla işbirliği devam ediyor ve İrlanda’daki Düşük Frekans Gözlem Aracı (I-LOFAR) gibi yeni inşa edilen radyo teleskopları aracılığıyla ilerlemeler yaşadık. I-LOFAR, Güneş üzerinde keşfedilen yeni plazma fiziğini eskisinden çok daha ayrıntılı bir şekilde ortaya çıkarmak için kullanılabileceği gibi, plazmanın hem Güneş, hem Dünya hem de Evren genelinde nasıl davrandığını bizlere öğretebilir.”
