Jüpiter elektronları neredeyse ışık hızına çıkarıyor, tıpkı süpernovalar gibi

Jüpiter’in tam önünde, güneş rüzgârının gezegenin devasa manyetik alanına ilk çarptığı yerde, NASA’nın Juno sondası neredeyse ışık hızında giden elektronlar ölçtü. Parçacıklar bu kadar hızlı doğmadı. Gezegenin önünden geçen çalkantılı sınırda, oracıkta hızlandırıldılar ve aynı sürecin Dünya yakınında ürettiğinden bile daha yüksek hızlara ulaştılar.

Bu tek ölçüm Jüpiter’in çok ötesine uzanıyor. Dev gezegenin sıradan parçacıkları uç enerjilere savurma biçimi, galaksinin kozmik ışınları üretme biçiminin küçültülmüş bir sürümüne benziyor; bu yüksek enerjili parçacıklar uzayı baştan başa kat eder ve her saniye Dünya atmosferine yağar. On yıllar boyunca bu bağ güçlü bir şüpheydi. Artık mekanizmanın gezegen ölçeğinde iş başında olduğuna dair doğrudan bir ölçüm var.

Her şey, ön şok adı verilen bir bölgede olup biter: gezegenin manyetik kalkanına güneş rüzgârının yığıldığı keskin cephe olan yay şokunun hemen önünde oluşan, çalkalanan manyetik alanlar ve geri yansıyan parçacıklardan oluşan bir kuşak. O çalkantının içinde manyetik koşullar, geçen parçacıkların bir kısmını yakalayıp tekrar tekrar öne fırlatabilir; her geçişte enerji eklenir ve sonunda küçük bir grup göreli hıza ulaşır.

Jüpiter’i belirleyici kılan, boyutudur. Yay şoku Dünya’nınkini cüce gibi gösterir ve Juno’nun saptadığı elektronlar onunla birlikte büyüyerek, gezegenimizin yakınında aynı ortamda ölçülen her şeyden daha yüksek enerjilere çıktı. İşte asıl ödül bu ölçeklenme. Daha büyük bir şok, parçacıkları öngörülebilir biçimde daha yüksek hızlara çıkarıyorsa, aynı kural patlayan yıldızların savurduğu çok daha geniş şok cephelerine de uzatılabilir; bunlar galaktik kozmik ışınların kaynağı için başlıca adaylardır.

Ekip yalnızca Jüpiter’e güvenmedi. Juno’nun verilerini, Dünya yakınında aynı fiziği izleyen iki görevin ölçümleriyle karşılaştırdı; orada araçlar ön şokun tam içine yerleşip onu ince ayrıntısına dek örnekleyebiliyor. Bu denli farklı ölçekler arasındaki uyum, araştırmacıların Jüpiter’e özgü yerel bir tuhaflık değil, tek ve evrensel bir süreç gördüklerini ileri sürmesini sağlıyor.

İddia hâlâ tek bir gezegenin şokuna, belirli yörünge geçişlerinde yakalanmış verilere dayanıyor ve elektronlar, daha ağır protonlar ile atom çekirdeklerinin baskın olduğu kozmik ışın öyküsünün yalnızca bir parçası. Sonucu süpernova kalıntılarına genişletmek, aynı fiziğin boyut ve enerjide muazzam bir sıçramaya rağmen geçerli kaldığını varsayar; bu köprü doğrudan gözlenmedi. Ölçüm soruyu daraltıyor, kapatmıyor.

Kozmik ışınların nereden geldiğini anlamak soyut bir bilmece değil. Bu parçacıklar astronotlar ve araç elektroniği için radyasyon riskini belirler, gezegen atmosferlerinin kimyasını işletir ve galaksi boyunca enerji taşır. Hızlanmayı, kendi Güneş Sistemimizde izleyebildiğimiz bir sürece bağlamak, kozmik bir gizemi sınanabilir bir şeye dönüştürüyor.

Sonuçlar Nature dergisinde yayımlandı. 2016’dan beri yörüngede olan Juno, Jüpiter çevresindeki uzun ilmeklerini sürdürüyor ve her biri araçlarını yeniden ön şokun içinden geçiriyor; bu hızlanmanın bir sonraki ölçümleri orada yapılacak.

Etiketler: astronomi