KUZEY IŞIKLARI-KUTUP IŞIKLARI

Kutup ışıkları ya da kutup aurorası, kutup bölgelerinde gökyüzünde görülen, yeryüzünün manyetik alanı ile Güneş’ten gelen yüklü parçacıkların etkileşimi sonucu ortaya çıkan doğal ışımalardır. Kuzey enlemlerde bu etki aurora borealis veya kuzey ışıkları olarak adlandırılır. Güney enlemlerindeki aurora australis (güney kutup ışıkları) oluşumu da benzer özelliklere sahiptir; ancak Antarktika’da, Güney Amerika’da ve Avustralya’da daha yüksek enlemlerden görülebilir.

Bu ışımalar, genellikle geceleri gözlemlenir, ağırlıklı olarak iyonosferde meydana gelir. Bu olgu yaygın olarak 60 ve 72 derece kuzey ve güney enlemleri arasında görünür, bu da arktik ve antarktik kutup dairelerinin içine düşer.

Aurora borealis’in görünme olasılığı, kuzey manyetik kutbuna yaklaştıkça artar. Manyetik kutbun yakınlarında oluşan auroralar tam 90 derece; ancak uzaktan kuzey ufkunu yeşilimsi bir parlaklıkla, bazen de güneş alışılmamış bir yönden doğuyormuş gibi soluk bir kırmızıyla aydınlatırlar. Aurora borealis sıklıkla gündönümlerinde oluşur.

Auroralar bütün yeryüzünden ve diğer gezegenlerde de gözlemlenebilir. Daha uzun süreli karanlık ve manyetik alan dolayısıyla, kutuplara yakınlaştıkça daha çok görünür olurlar.

Auroraların mekanizması

Auroralar atmosferin üst katmanlarında, (80 km (50 mil) yükseklikten yukarısı), iyonize azot atomlarının elektron kazanması; ve uyarılmış (yüksek enerjili düzey) oksijen ve azot atomlarının temel enerji düzeyine dönmesi sonucu foton salınımı oluşmasıyla ortaya çıkar. Bunlar, solar rüzgâr partiküllerinin çarpışması ve yeryüzünün manyetik alan çizgileri boyunca hızlanmasıyla iyonize olmuşlardır. Bir ışık fotonunun emisyonu ya da başka bir atom ya da molekülle çarpışması sonucu yüksek enerji düzeyi düşer:oksijen emisyonlarıYeşil ya da kahverengimsi kırmızı, yutulan enerjinin niceliğine bağlı olarak.nitrojen emisyonlarıMavi ya da kırmızı. Mavi, eğer atom iyonize olduktan sonra yeniden elektron kazanırsa. Kırmızı, eğer yüksek enerji düzeyinden temel düzeye geri dönüyorsa.

Oksijenin temel düzeye geri dönmesi, pek alışılmış değildir. Yeşil ışık yayması bir saniyenin dörtte üçü, kırmızı ışık yayması iki dakikaya kadar bir süre alır. Başka bir atom ya da molekülle çarpışmalar yüksek enerjisini emecek, ve emisyonu engelleyecektir. Atmosferin en üstünde hem yüksek oranda oksijen bulunur, hem de bu tür çarpışmalar o kadar seyrektir ki, oksijene kırmızı yaymak için süre kalır. Giderek atmosferden aşağıya indikçe, çarpışmalar sıklaşır, böylece kırmızı emisyon oluşmasına süre kalmaz, ve sonunda yeşil ışık emisyonu da engellenir.

İşte, yüksekliğe bağlı olarak renklerin değişmesinin nedeni budur; yükseklerde oksijen kırmızısı ağır basarken, sonra oksijen yeşili ve sonunda çarpışmalar oksijenin herhangi bir şey yaymasını engellediğinde nitrojen mavi/kırmızısı egemen olur. Yeşil tüm auroraların en yaygınıdır, ardından pembe, (açık yeşil ve kırmızı karışımı), saf kırmızı izler, sarı (kırmızı ve yeşil karışımı), ve son olarak saf mavi.Auroralar güneşten sürekli dışarıya doğru iyon akışı olan solar rüzgârlarla ilişkilendirilmektedir. Yeryüzünün manyetik alanı, çoğu kutuplara yol alan, ve orada yeryüzüne doğru hızlanacak olan doğru bu partikülleri yakalar. Bu iyonlar ve atmosferik atomlar ve moleküller arasındaki çarpışmalar, kutup çevresinde büyük daireler şeklinde görünen aurora formunda enerji salınımına neden olurlar. Auroralar, koronal kütle enjeksiyonlarının, solar rüzgârın yoğunluğunu arttırdığı solar döngünün yoğun fazı sırasında, daha sık ve parlaktır.

Güneş Rüzgârı ve Manyetosfer

Yeryüzü sürekli güneş rüzgârının etkisi altındadır. Güneş rüzgârı güneşin en son katmanındaki milyon dereceye ulaşan korona katmanından her yönde yayılan ve yoğun olmayan sıcak plazmadır. Plazma gaz haline serbest elektronlar ve pozitif iyonlardır. Güneş rüzgârı genellikle yeryüzüne 400 km/saniye hızında ulaşır, özgül kütlesi 5 iyon/cm³ ve manyetik alan yoğunluğu 2–5 nT (nanoteslas, yeryüzünün yüzey alanı kabaca 30.000–50.000 nT arasındadır). Bunlar dolaylı değerlerdir. Özellikle manyetik fırtına sırasında akımlar birkaç kat daha fazla olabilir; gezegenlerarası manyetik alan (literatürde kısaca IMF) ise çok daha kuvvetli olabilir.

IMF güneşlekeleri’nin alanına bağlı olarak Güneş’te meydana gelir ve alan çizgileri (kuvvet çizgileri) güneş rüzgârı tarafından uzatılır. Bu, tek başına alan çizgilerini Güneş-Dünya doğrultusuna getirir; ancak Güneş’in dönmesi alan çizgilerinin yaklaşık 45 derece yeryüzünde yön değiştirmesine neden olur ve yeryüzünden geçen alan çizgileri görünür güneş ışığının yaklaşık batı ucundan (“çıkıntı”) başlar.[9]

Manyetosfer, Dünya’nın kendi manyetik etkisi tarafından tutulan uzayda küre biçimindeki bir alandır. Manyetosfer güneş rüzgârının yolu üzerinde bir engel oluşturur ve güneş rüzgârının yeryüzünün yaklaşık 70.000 km dışından dolaşmasına neden olur (genellikle 12.000–15.000 km uzaklığa ulaşmadan önce eğilim baskısı oluşur). Manyetosferik engelin genişliği hemen hemen 190.000 kilometreyi bulur. Dünya’nın karanlık tarafında ise çapı devasa boyutlara ulaşan manyetosfer artık uzun bir “manyetik kuyruk” olur.

Güneş rüzgârı ortamı bozduğunda, enerjiyi ve materyali kolayca manyetosfere taşır. Manyetosferdeki enerji yüklü elektronlar ve iyonlar manyetik alan çizgilerini izleyerek atmosferin kutup bölgelerine doğru hareket eder.

Oluşma zamanlar

Aurora çoğunlukla kutuplarda oluşan bir olaydır. Güçlü bir manyetik fırtına geçici olarak aurorasal ovali genişlettiğinde, nadiren ılıman enlemlerde de görülür. Büyük manyetik fırtınalar yaklaşık olarak 11 yılda bir gerçekleşen güneşlekesi döngüsü ile en yoğun fırtına ortaya çıkar ya da patlamada sonraki üç yıllık dönemde. Ancak, aurorasal bölgenin içinde auroranın oluşma olasılığı, genel itibarıyla IMF çizgilerinin eğimine (literatürde Bz), özellikle güney yönlü olmasına, bağlıdır.

Aurora olayını başlatan jeomanyetik fırtınalar aslında ekinoks aylarında daha belirginleşir. Kutupsal aktiviteler ile bir ilgisi olmazken, neden jeomanyetik fırtınaların yeryüzünün mevsimlerine bağlı olduğu net olarak açıklığa kavuşmamıştır. Manyetopozda, yeryüzünün manyetik alanı kuzeyi gösterir. Bz büyük ve negatif olduğunda (IMF güneye doğru), yeryüzünün manyetik alanını temas noktasında kısmen engeller. Güney yönlü Bz, güneş rüzgârının yeryüzünün daha içerideki manyetosferine ulaşabileceği bir kapı açar.

Geometrik açının bir sonucu olarak Bz bu zamanlarda en çok etkisini gösterir. Gezegenlerarası manyetik alan (IMF) Güneş’ten gelir ve güneş rüzgârı ile dışa doğru taşır. Güneş’in hareketinden sebebiyle IMF sarmal biçimdedir. Nisan ve Ekim’de yeryüzünün manyetik kutup ekseni Parker sarmalı ile aynı hizada, en yakın konumuna gelir. Sonuç olarak, Bz ‘nin güney yönlü ve kuzey yönlü hareketi en büyük olur.

Fakat, Bz sadece jeomanyetik aktiviteyi etkilemez. Güneş’in dönme ekseni yeryüzünün yörüngesine göre 8 derece eğiktir. Güneş rüzgârı, güneşin ekvatoruna oranla, çok hızlı bir biçimde Güneş’in kutuplarından estiği için, her altı ayda yeryüzünün manyetosferini bastıran parçacıkların ortalama hızı artar ve azalır. Dünya heliographic enleminin en yüksek olduğu 5 Eylül ve 5 Mart günlerinde, güneş rüzgârının hızı en yüksek değerine, ortalama, 50 km/sn hızına ulaşır.

Hâlâ, ne Bz ne de güneş rüzgârı geometrik fırtınanın mevsimsel davranışını tam olarak açıklayamıyor. Bu etkenlerin hepsi ancak bir oranında gözlenen yarıdönemsel değişimlere veri sağlıyor.


Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.