Manyetik alanlar evrenin her yerinde - gezegenler, yıldızlar, tüm galaksiler - ve her şeye rağmen kaotik bir karmaşa olması gerekirken şaşırtıcı derecede iyi organize olmuş durumdalar. Onlarca yıldır bilim insanları, uzaydaki düzensizliğin nasıl olup da bu kadar büyük ölçekli bir düzen üretebildiğini kara kara düşünüyorlardı. Şimdi, Wisconsin-Madison Üniversitesi'ndeki araştırmacılar eksik parçayı bulduklarını düşünüyor ve bu işin içinde gerçekten devasa bir sayı hesaplama var.

Nature'da yayınlanan yeni bir çalışmada ekip, o kadar ayrıntılı süper bilgisayar simülasyonları çalıştırdı ki 3B uzayda 137 milyar grid noktası kullandılar. Bu bir yazım hatası değil. Purdue Üniversitesi'nin Anvil süper bilgisayarında 0,25 petabayt veri üreten ve yaklaşık 100 milyon CPU saati tüketen simülasyonlar, türbülanslı plazma akışlarının kendiliğinden organize jet benzeri yapılar geliştirmesine ve bunun sonucunda büyük manyetik alanlar oluşturmasına odaklandı.

"Kozmostaki manyetik alanlar büyük ölçekli ve düzenlidir, ancak bu alanların nasıl oluştuğuna dair anlayışımız, bir tür türbülanslı hareketten geldikleri yönünde," dedi çalışmanın baş yazarı, şu anda Columbia Üniversitesi'nde olan eski UW-Madison fizik yüksek lisans öğrencisi Bindesh Tripathi. "Türbülansın yıkıcı bir ajan olduğu bilindiğine göre, soru hala geçerli: Nasıl oluyor da yapıcı, büyük ölçekli bir alan yaratıyor?"

Ekibin bulduğu anahtar, sürekli yenilenen bir hız gradyanı eklemekti - temelde, bir sistemin farklı kısımlarının farklı hızlarda hareket etmesi, tıpkı bir bisikletçinin bir kaldırıma çarpıp bisikletin durmasına rağmen sürücünün devam etmesi gibi. Aynı şey Güneş'in içinde ve nötron yıldızı birleşmeleri sırasında da olur. Araştırmacılar bu sabit büyük ölçekli gradyan olmadan simülasyonları çalıştırdıklarında, organize manyetik yapılar asla oluşmadı. Kaos hüküm sürdü. Gradyanla mı? Düzen ortaya çıktı.

"Yani asıl anahtar bu: sabit, büyük ölçekli bir hız gradyanına sahip olmak," diye vurguladı Tripathi.

Bu sadece akademik bir kendini beğenmişlik değil. Bulgular, kara delik oluşumundan nötron yıldızı birleşmelerine, güneş fırtınalarının neden bazen doğrudan Dünya'ya yöneldiğine kadar her şeyi açıklamaya yardımcı olabilir. Ve nihayet, manyetik alanları oluşturan süreçler olan manyetik dinamo hakkındaki 70 yıllık bir gizemi çözebilirler; bu dinamolara inatla astronomların gerçekte gözlemlediği büyük, düzenli yapıları üretmeyi reddetmiştir.

"Dinamolar yoluyla manyetik alan oluşumu 70 yıldır kapsamlı bir şekilde inceleniyor ve sinir bozucu bir sonuçla karşılaşılıyor: oluşan alanlar neredeyse her zaman küçük ölçeklerde ve son derece düzensiz oluyor, gözlemlerin aksine," dedi UW-Madison'da fizik profesörü ve kıdemli yazar Paul Terry. "Bu çalışma bu nedenle potansiyel olarak uzun süredir devam eden bir sorunu çözüyor."

Bunu uzak kozmik ortamlarda tam olarak test edemezken, 2012'de Wisconsin Plazma Fiziği Laboratuvarı'nda yapılan ve mevcut teorileri şaşırtan daha önceki laboratuvar deneyleri artık çok daha anlamlı hale geliyor. Yani, süper bilgisayarı tebrik ederiz: nihayet uzay manyetizmasını biraz daha az gizemli hale getirdin.