Farklı astrofiziksel laboratuvarlarda dalga-parçacık etkileşimi
Farkli astrofiziksel laboratuvarlarda dalga-parçacik etkileşimi
Yazar: SUZAN DOĞAN
Danışman: PROF. DR. VAROL KESKİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Dalga-parçacık etkileşimi, evrende pek çok astrofiziksel plazma ortamında karşımıza çıkan bir olgudur. Bu astrofiziksel ortamlardan Güneştacı delikleri ile yeğin manyetik alana sahip yıldızların disk-manyetikküre sınırı bu tezin araştırma alanlarını oluşturur. Bu tez kapsamında, öncelikle Güneştacı deliği plazmasının iyon-cyclotron dalgaları ile ısıtılma ve ivmelendirilme süreci incelendi. Güneştacı deliğinin plume ve plumelerarası şeritler biçimindeki ince yapısının rezonans süreci üzerindeki etkisi araştırıldı. Bu amaçla, basınç gradyenti terimi de dikkate alınarak O VI iyonları için Vlasov eşitliğinin çözümü yapıldı. Elde ettiğimiz sonuçlar, plumlerarası bölgelerde rezonans sürecinin daha etkin olduğunu ortaya koymuştur. Bu sonuç, hızlı Güneş rüzgarı kaynağının plumelerarası bölgeler olduğunu ortaya koyan gözlemler ile uyum içindedir. Tezin ikinci aşamasında ise, disk-manyetikküre etkileşimi incelendi. Huni akışlarının oluşumunda manyetik-dönme kararsızlığı tarafından üretilen durgun/yavaş dalgaların tetikleyici etkisi araştırıldı. Diyamanyetik akımların ortaya çıkardığı manyetik alan gradyenti ve bugüne kadar dikkate alınmamış olan dikine hız gradyenti de dikkate alınarak Manyetohidrodinamik (MHD) eşitlikler çözüldü. Geliştirilen model, hem nötron yıldızı (NY) hem de Klasik T Tauri yıldızlarına (KTTY) uygulandı. Çalışmada diyamanyetik akımların değişime uğrattığı manyetik-dönme kararsızlığının plazmayı disk düzleminden kaldırabilecek durgun ve yavaş biçem üretebildiği görülmüştür. Kararsızlık, manyetik alan gradyenti ve dikine hız gradyentinin hesaba katılmasıyla çok daha güçlü hale gelmektedir.

Abstract:
Wave-particle interaction is a very common phenomena in various astrophysical plasmas in the universe. The coronal holes and the disc-magnetosphere boundary of the magnetized stars are the research areas of this thesis. In this thesis, heating and acceleration of the coronal hole plasma by ion-cyclotron waves is investigated first. The effect of the Plume/Interplume Lanes of the coronal holes on the resonance process is searched. With this aim, Vlasov equation is solved for the O VI ions by considering the pressure gradient term. Our results show that the resonance process is much more effective in interplume lanes. This result is in agreement with the observations which show that the source of the fast solar wind is interplume lanes. In the second phase, disc-magnetosphere interaction is studied. The triggering effect of the magnetorotational instability (MRI) on formation of the funnel flows (FF) is investigated. We solve the magnetohydrodynamic (MHD) equations by including the effect of both the magnetic field gradient and the perpendicular (to the field) velocity gradient produced by the magnetization current at the disk-magnetosphere boundary for the first time. The model is applied both to neutron stars and classical T Tauri stars. Diamagnetic current modified MRI produces a nonpropagating and slow mode which may lift the plasma from the disc plane. The instability becomes more powerful with the inclusion of the magnetic field gradient and the perpendicular velocity gradient.