Mayıs 2024’teki büyük güneş fırtınasını hatırlıyor musunuz? Aurora’ları Florida ve Meksika gibi güney bölgelere kadar ulaştıran o fırtına? Bilim insanları, bu fırtının yerel çevre üzerindeki etkilerini hâlâ inceliyor ve Nagoya Üniversitesi’nden Yoshizumi Miyoshi ile eş yazarlarının Geophysical Research Letters’te yayımladığı yeni bir makale, bu fırtının bazı yakın çevre elektronlarını “koros dalgası” olarak adlandırılan bir olgu aracılığıyla rölativistik hızlara kadar hızlandırmış olmuş olabileceğini gösteriyor.
Bunun neden önemli olduğunu anlamak için önce Dünya‘nın yerel radyasyon ortamına bir göz atalım. Bu ortam, bilim insanlarının Van Allen kuşakları olarak adlandırdığı yapılar tarafından domine ediliyor. Bu kuşaklar, Uzay Çağı’nın erken dönemlerinde Explorer 1 tarafından keşfedildi ve Güneş tarafından dışarı fışkıran yüksek enerjili elektronlar ile diğer iyonlara karşı Dünya’nın birincil savunma hattını oluşturuyor. Bilim insanları bu kuşakları uzun süredir iki kategoriye ayırıyor: “iç” kuşak çoğunlukla protonlardan, “dış” kuşak ise yüksek enerjili elektronlardan oluşuyor.
Ama 2014’te NASA’ın Van Allen Probe görevi, belirgin bir sınır keşfetti—ışık hızına yakın hareket eden ultra-rölativistik “katil elektronlar”, Dünya yüzeyinden yaklaşık 11.500 kilometre yukarıda bir tür cam duvara çarpıyormuş gibi davranıyor. Bilim insanlarına göre bu “kalkan”, gezegenin doğrudan etrafındaki iç bölgeyi en tehlikeli radyasyon türünden koruyordu.
Fraser, Van Allen radyasyon kuşaklarının ne olduğunu anlatıyor.
Çok güzel duyuluyordu – ki doğa böyle yapmaktan vazgeçene kadar. Neyse ki bunun tam olarak ne zaman gerçekleştiğini biliyoruz, çünkü Japon Arase uydusu (diğer adıyla Jeozafada Enerjilenme ve Radyasyon Keşfi – ERG görevi), 2017’den beri Dünya’nın manyetosferi içinde uçuşuyor ve izliyordu. Görevinin o ana kadar geçen tüm ömrü boyunca yüksek enerjili elektronların uzak tutulduğunu not etti. Mayıs 2024’e kadar.
Bu fırtına sırasında güneş rüzgârının 1.200 kilometre/saniyeye kadar ulaşan esintileri, Dünya’nın manyetik alanını sıkıştırdı ve muhtemelen daha meşhur olan 2003 Halloween fırtınasından bu yana görülen en yoğun jeomanyetik bozulmayı tetikledi. Fırtına zirveye ulaştığında, Arase ultra-relativistik elektronları, tipik arka plan değerinin 5.000 katı seviyelerde kaydetti. Bu, güneş fırtınaları sırasında radyasyon zirveleri görmüş olduğumuz ilk değildi; ancak eski uzay araçları gerçekte ne olduğunu açıklayamıyordu.
Arase, araştırmacılara yol göstermeye yardımcı olan ana verileri sağladı; bu araştırmacılar elektron faz uzayı yoğunluğu adı verilen matematiksel bir yöntem kullandı. Bu yöntem, söz konusu elektronların enerji ve hareketlerine parçacık dağılımını izler. Diyelim ki elektronlar koruyucu bariyerin eskide bulunduğu dışarıdan geliyorsa, bu ölçüt uzaydan Dünyaya doğru belirgin bir düşüş eğilimi çok net biçimde göstermeliydi. Oysa Arase, bariyerin eskide bulunduğu tam noktada çok keskin bir tepe gözlemledi. Uzay fiziğine göre bu, “yerel” ivmelenme için el konulan silahı andıran bir kanıttır; yani elektronların tam olarak tespit edildikleri noktada hızlandırılması anlamına gelir.
Dünya’nın etrafındaki radyasyon ortamı hakkında NASA Goddard videosu. Kaynak – NASA Goddard YouTube Kanalı
Bu da akla şu soruyu getiriyor: Onları ne hızlandırıyordu? Makaleye göre bu, “koro dalgaları” adı verilen bir şeydi. Tipik olarak, iç radyon kemeri plazmasphere olarak bilinen yüklü gazdan oluşan bir örtüyle kaplıdır. Yüzlü gazlar, yüksek frekanslı elektromanyetik dalgaları enerjiyi soğurarak basitçe sönümlendirmede oldukça başarılıdır. Ancak Mayıs 2024 fırtınası geldiğinde, plazmasphere Dünyaya doğru ezildi ve normalde bulunması gereken yerde bir boşluk oluştu.
Bunu, yerel plazma yoğunluklarını büyük ölçüde azaltan bir “negatif iyonosferik fırtına” ile birleştirdiğinizde, oldukça boş bir elektromanyetik ortam oluşur. Bu da chorus dalgaları için mükemmel bir durum. Bunlar, ses haline getirildiğinde ıslık sesi gibi duyulan, düşük frekanslı elektromanyetik dalgalar olup manyetik fırtınalar sırasında daha düşük enerjili parçacıklar tarafından üretilir. Azalmış bir plazma ortamında bu dalgalar, enerjilerini çevrelerindeki düşük enerjili elektronlara son derece verimli bir şekilde aktarabilir ve bunları milyon volt-altı (sub-MeV) enerjilerden mega-volt (MeV) aralıklarına yükselterek, aslında normalde bir dışlanma bölgesi olarak kabul edilen alanda yüksek enerjili elektron radyasyonu oluşturur.
Zamanla bu yeni yüksek enerjili radyasyon hem Dünya’ya doğru hem de ondan uzağa yayıldı ve etki aylarca sürdü. Etkileri, beş ay sonra Ekim 2024’te başka bir güneş fırtınası gelip manyetik alan durumunu yeniden değiştirene kadar Arase uydusu tarafından gözlemlenebiliyordu.
Ancak nihayetinde bu makale, yeni tip bir uzay hava durumu tehlikesine dair bir uyarı niteliği taşır: bu, devasa bir güneş patlamasından değil, kendi koruyucu plazma zarımızın geri çekilmesinden kaynaklanan yerelleşmiş radyasyondur. Bu açıdan en fazla etkilenen bölgeye doğru genişlemeye başladıkça, bu olgudan şimdi haberdar olmak kesinlikle daha iyi; ancak maalesef gelecekte hassas elektronik ve biyolojik yüklerimizi korumak için daha da fazla korumaya ihtiyaç duyulabilir.
Nagoya Üniversitesi – 2024 güneş fırtınası, Dünya’nın “geçilemez bariyeri”nin içinde ultra-nispetistik elektronları tetikledi
Y. Miyoshi ve ark. – Mayıs 2024 Süper Fırtınası Sırasında Dünya’nın Geçilemez Bariyeri’nin İçinde Çoklu-MeV Elektronların Yerel Hızlanması
UT – Van Allen Probe A’nın Son Yolculuğu
UT – NASA CubeSat, Yoğun Güneş Fırtınası Sonrasında Yeni Radyasyon Kuşakları Keşfetti
Bu gelişme hakkında düşüncelerinizi, donanım deneyimlerinizi veya sorularınızı Topluluk Forumumuzda paylaşın.
Foruma Katıl & Yanıtla ➔
Henüz yorum yok