ERG uzay aracı, Auroraların titreşim kaynağı olan manyetosferdeki koro dalgaları ve saçılmış elektronları ilk kez gözlemlediler. Saçılmış elektronlar atmosfere çökerler ve Auroral aydınlatma ile sonuçlanan görsel şölen oluşur. Koro dalgalarının aralıklı olarak ortaya çıkması ve buna bağlı elektron saçılımı, Auroral titreşmeye neden olur.

Dünya’nın manyetosferinde yaygın olarak Kuzey Işıkları olarak bilinen diğer tabirle elektronların duşu, uluslararası bir bilim adamları ekibi tarafından ilk kez doğrudan gözlemlendi. Bu renkli Auroraların nedeni uzun zamandır varsayımda bulunulmasına rağmen, araştırmacılar bugüne kadar altta yatan mekanizmayı hiç gözlemleyememişlerdi. 

Yanıp sönen ışık demetlerinin kaynağı olan titreşen Aurora, şimdi doğrudan ERG uzay aracı tarafından gözlemleniyor. Genellikle jeomanyetik alan boyunca saçıldığı/sıçradığı manyetosferdeki elektronlar, koro dalgaları tarafından dağıtılmış olarak düşünülür ve atmosfere yağar. Koro dalgalarının aralıklı patlaması ve yağış, Auroral aydınlatma titreşimine neden olur. ERG uzay aracı, ilk kez koro dalgaları tarafından bu elektron saçılmasının gerçekten manyetosferde olduğunu gösterdi. 

Sonuçlar Nature Dergisinde yayınlandı.

Kuzey Işıkları’nın gösterisi, dünyanın en büyük doğal güzelliklerinden biri olarak kabul edilen fantastik bir gösteridir. Çeşitli Auroralar arasında, şafakta görünen Auroral titreşimler yaygındır, ancak bu Auroral titremeye neden olan fiziki mekanizmalar asla gözlem yoluyla doğrulanmamıştır.

Geliştirilmiş ölçüm aletleri taşıyan yeni bir uydu ile, araştırmacılar şimdi bu fenomenin, elektronlar ve plazma dalgaları arasındaki zor algılanan etkileşimden kaynaklandığını tespit ettiler. Bu etkileşim, Dünya manyetosferinde, yani elektrik parçacıklarının davranışının genellikle gezegenin manyetik alanı tarafından yönetildiği Dünya’yı çevreleyen bölgede gerçekleşir.

Derginin baş yazarı Japonya’daki Tokyo Üniversitesi’nden doçent olan Satoshi Kasahara, “Auroral alt firtinalar, depolanmış güneş rüzgar enerjisini serbest bırakan manyetosferdeki küresel yeniden yapılandırmadan kaynaklanıyor” diyor. “Gece karanlıktan gece yarısına Auroral parlaklık, bunu takiben dağınık Auroral arklar gibi şiddetli hareketler izler ve şafak vakti dağınık, titreşimli Auroral lekeler ortaya çıkar”.

Küresel yeniden yapılandırma, çoğunlukla koro dalgaları olarak adlandırılan belirli bir ozel cesit plazma dalgasını kullanarak/surerek elektronları üst atmosfere yağdırmaktadır. Bu, sistemi dengeler ve elektronlar düştükçe renkli bir ışık verir. Bununla birlikte, bilim adamları koroların, elektronları Auroralar oluşturma derecesine uyaracak kadar güçlü olup olmadığını hep sorguladılar.

Kasahara, “İlk kez, elektronların saçılma olayını koro dalgaları tarafından Dunya’nin atmosferine parçacık yağışını ürettiğini gözlemledik” dedi. “Titreşen elektron akışı titrek Aurora üretmek için yeterince yoğundu.”

Bilim adamları elektron saçılmasına ilişkin bu doğrudan kanıtları göremediler, çünkü tipik elektron sensörleri çökmekte olan elektronları diğerlerinden ayırt edemezler. Kasahara ve ekibi, koro dalgalarıyla yönlendirilen Auroral elektronların kesin etkileşimlerini saptayan özel bir elektron sensörü tasarladılar. Sensör, Japonya Havacılık ve Uzay Keşif Ajansı tarafından başlatılan, Arase uzay aracı olarak da bilinen Jeospace Energizasyonu ve Radyasyonun Araştırılması (ERG) uydusundaydı.

Bilim insanları bu araştırmayı daha da ileri götürmeyi planlıyorlar. “ERG uzay aracı tarafından toplanan verileri daha kapsamlı analiz ederek, plazma fiziginin değişkenliklerini ve ayrıntılarını, ayrica Auroralar gibi atmosferik olayları ortaya çıkaracağız” dedi Kasahara.

Orjinal Makale icin: Nature Dergisi,

S. Kasahara et al, Pulsating aurora from electron scattering by chorus waves, Nature (2018). DOI: 10.1038/nature25505
Kısa Bilgi için:

https://phys.org/news/2018-02-scientists-electron-dynamics-northern.html#jCp

Leave a comment