Dünyamızdan çok uzakta olmasına rağmen, Güneş yaşantımızda son derece önemli bir etkiye sahiptir. Sonuçta Güneş tarafından üretilen radyasyon gezegenimizi ısıtır. Ayrıca Dünya’dan “mükemmel” uzaklıkta olduğu için yaşamın gelişmesine de olanak sağlar.
Güneşten gelen enerjik parçacıklar Dünya’nın üst atmosferine çarpıp onunla etkileşime girdiğinde, göz kamaştırıcı ışık gösterileri gökyüzünü aydınlatıyor. Auroranın rengi, parçacıkların Dünya atmosferindeki hangi kimyasallara çarptığına bağlıdır. Kırmızı tonlar nitrojen molekülleriyle çarpışmalardan, yeşil tonlar ise oksijen moleküllerinden üretilir.
Bununla birlikte, güneş astronomik ölçekte gezegenimize oldukça yakındır. Bu nedenle Güneş’in aktivitesinin dönemsel artışı Dünya’mızda ilginç olayların gözlenmesine neden olur. Bunlardan birisi de aurora borealis veya daha çok bilinen adıyla kutup (ya da kuzey) ışıklarıdır. Kuzey ışıkları güneş rüzgarı ve Dünya’nın manyetik alanı tarafından oluşturulan muhteşem bir doğal ışık gösterisidir.
Kuzey ışıklarının varlığı insanlığın çok eski zamanlarından beri bilinmektedir. 1616’da gökbilimci Galileo Galilei, bu ışıkları tanımlamak için aurora borealis adını ilk kullanan kişidir. İsim; şafağın efsanevi Roma tanrıçası Aurora’yı ve kuzeyin rüzgarı için Yunanca Boreas’tan gelmektedir.
Aurora Borealis Nasıl Oluşur?
Güneş’te meydana gelen yoğun manyetik aktiviteler sonucu, yüzeyinde normale göre daha koyu bir renge sahip olan bölgeler oluşur. Lekelerin olduğu bölgelerde güneş sıcaklığı, normal yüzeyinden daha düşüktür. Solar döngü, güneş lekelerindeki değişimlere göre hesaplanan ve periyoda sahip olan, güneş aktivitelerindeki değişimdir.
Güneş lekelerinin sayısı ve boyutu, güneşte meydana gelen enerji salınımlarının tamamı, aktivitelerin yoğunluğu ve şiddeti, 11 yıl süren periyodlarla bir dalgalanma oluşturur. Güneş aktivitelerinin düşük olduğu dönemlere solar minimum, yüksek olduğu dönemlere ise solar maksimum denir.
Solar aktivitelerinin yüksek olduğu dönemde uzay havası önemli biçimde değişime uğrar. Koronal püskürmeler güneş rüzgarlarının güneş sistemine doğru esmesine neden olur. Bunun sonucunda Dünya sürekli olarak radyasyon ve uzaydan gelen diğer manyetik dalgalarla bombalanacaktır.
Güneş’ten gelen yüksek enerjili parçacıklar, Dünya atmosferi ile etkileştikten sonra proton, nötron, elektron, pozitron, müon, alfa parçacıkları gibi ikincil parçacıklara bozunur. Bu esnada da hayranlık uyandıran çeşitli renklerde ışıklar yayarlar. Bir aurora genellikle çarpıcı bir yeşil renk olarak görülecektir. Ancak bazen kırmızıdan pembeye, maviden mora, başka renkte de ortaya çıkmaktadır.
Bunun nedeni atmosferimizin birçok farklı bileşikten oluşmasıdır. Yüksek hızlı parçacıklar atmosferdeki oksijen atomları ile etkileşime girerse yeşil renkte ışıma (oksijen emisyonu), azot (nitrojen) molekülleri ile etkileşime girerlerse kırmızı renkte ışıma (nitrojen emisyonu) ortaya çıkar. Oksijen emisyonu yeryüzünden yaklaşık 100 km yükseklikte oluşurken, azot emisyonu yaklaşık 200 km’de oluşur.
Aurora Borealis sadece Dünya’da değil, güneş sistemimizdeki diğer gezegenlerde de görülmektedir. Ancak bu auroralar farklı koşullar altında oluşturulduklarından Dünya’dan biraz farklıdır. Venüs, genişletilmiş manyetik alanı tarafından üretilen bir aurora’ya sahiptir.
Alfven dalgaları ve Aurora Borealis Oluşumu
Buraya kadar okuduysanız şahit olduğunuz gibi aslında bu ışıklar hakkında bir çok bilgiye sahibiz. Ancak yakın tarihli yayınlanan bir çalışma kökenini çevreleyen son gizemlerden birini çözdü. Bilim insanları, Güneş’ten yayılan yüksek enerjili parçacıkların Dünya’nın manyetik alan çizgileri boyunca biriktiğini, burada oksijen ve azot molekülleri ile çarpışarak aktif konuma geldiğini biliyorlardı.
Bu uyarılmış moleküller, enerjilerini ışık yayarak boşaltıyor ve yukarıda aktardığımız süreci oluşturuyorlardı. Çalışma, auroraların, Alfven dalgaları adındaki güçlü bir elektromanyetik kuvvet tarafından hızlandırılan elektronlardan kaynaklandığı ortaya koydu.
Bu çalışma, Dünya’nın manyetosferindeki koşullar altında elektronların Alfven dalgaları tarafından hızlandırıldığı fiziksel mekanizmaları deneysel olarak gösterdi. Bu da sonucunda on yıllardır cevap aranan bir sorunun net yanıtını vermiş oldu.
Kuzey Işıklarını Nerede Görebilirsiniz?
Kuzey ışıkları öncelikle, auroral oval olarak bilinen bir alan olan 55. kuzey paralelinin üzerinde ve güney yarımkürede, aurora 55. güney paralelinin altında görülmektedir. Aurora borealis (kuzey ışıkları), aurora australis’ten (güney ışıkları) çok daha fazla dikkat çeker.
Bunun nedeni ilkini görebileceğiniz çok daha fazla yer var olmasıdır. Güney yarımkürede güney kutbuna yakın çok daha az kara kütlesi olduğundan, güney ışıkları yalnızca Avustralya ve Yeni Zelanda’nın güney ucundan görülmektedir.
Kuzey ışıklarını görmek için en iyi yerler Alaska ve Kuzey Kanada’dır. Norveç, İsveç ve Finlandiya’da da mükemmel görüş noktaları vardır. Özellikle aktif güneş patlamaları dönemlerinde, ışıklar İskoçya’nın güneyi ve kuzey İngiltere’den de görülebilir.
Kuzey ışıkları her zaman mevcuttur. Ancak daha düşük ışık kirliliği seviyeleri ve açık hava nedeniyle kış mevsimi genellikle onları görmek için en iyi zamandır. Eylül, Ekim, Mart ve Nisan, aurora borealis görmek için önerilen aylardır. Uzay hava fırtınası ne kadar büyük olduğu zamanlarda kuzey ışıkları daha düşük enlemlerde görülür.
Güneş’in 2024 yılının ortalarında solar maksimum olarak bilinen en aktif noktasına ulaşması bekleniyor. Güneş’teki daha fazla aktivite, kuzey ışıklarını görme şansını artırabilir. Bu olağanüstü doğal fenomenlerin tadını çıkarmak için biraz çaba ve bizim gibi bölgeye uzak yaşayan insanlar için para gerektirebilir. Ancak muhtemelen deneyimleme şansı yaşayanların için yaşanılan duygular paha biçilmezdir. Ayrıca göz atmak isterseniz: Mars Manyetik Alanını Ve Ardından Okyanuslarını Nasıl Kaybetti?
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Shaw, Joseph. (1999). What We See in the Aurora. Optics & Photonics News – OPT PHOTONICS NEWS. 10. 10.1364/OPN.10.11.000020.
- “Surfing” Particles on Alfvén Waves: Physicists Solve a Mystery Surrounding Aurora Borealis. Yayınlanma tarihi: 14 temmuz 2021; Bağlantı: https://scitechdaily.com/
- Why are we seeing more northern lights this year?. Yayınlanma tarihi: 15 Mart 2023; Bağlantı: Why are we seeing more northern lights this year?
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
