Auroralar Özel Dalgalarda Sörf Yapan Elektronlar Tarafından Laboratuvarda Yeniden Oluşturuldu

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.

Bilim insanları daha yüksek enlemlerde, gece gökyüzünde görülebilen kuzey ve güney ışıkları olan auroraların arkasındaki oluşum mekanizmasını kanıtladıklarına inanıyorlar. Araştırmacılar mekanizmayı laboratuvarda yeniden yarattılar. Alfvén dalgaları olarak bilinen, atmosfere çarpmadan önce Dünya'nın manyetik alan çizgileri üzerinde hareket eden ve elektronları hızlandıran güçlü manyetik dalgaların auroraları oluşturduğu düşünülüyor.

Nature Communications'da bildirildiği gibi, ekip dalgaları yeniden oluşturmak için Büyük Plazma Cihazını kullandı. Elektronların sadece bu dalgalar üzerinde seyahat etmekle kalmayıp, bu dalgalardan enerji alarak hızlandıklarına tanık oldular. Bu elektronlar ışık hızının yaklaşık yüzde altısına ulaşabilirler. Ayrıca, oksijen ve nitrojen atomlarına çarparak auroralarda görülen renkli dalgalı perde etkisini yaratırlar.

Yapılan deney hiç kolay değildi. Uzay koşullarını yeniden yaratmak için plazmada çok az sayıda elektronları vardı. Hareket eden elektronların hızlanırken Landau sönümlemesinin karakteristik imzasını göstermelerini umdular. Araştırmanın yazarlarından Profesör Greg Howes, "Ölçümler, bu küçük elektron popülasyonunun Alfven dalgasının elektrik alanı tarafından bir dalgayı yakalayan ve dalgayla birlikte hareket ettikçe sürekli olarak hızlanan bir sörfçüye benzer şekilde 'rezonans ivmesine' maruz kaldığını ortaya çıkardı.” dedi yaptığı açıklamada.

Bu senaryonun teorik kısmını kanıtlamak uzun yıllar gerektirir. Dünya'dan ve uzaydan gelen auroraların bilgisayar simülasyonları ve gözlemleri, mekanizmaya destek olur ve burada yapılan deneyler de araştırmalara yeni bir kanıt katmanı ekler.

Alfvén dalgalarında dolaşan elektronların mekanizması teori, simülasyonlar ve bu son laboratuvar sonuçlarıyla doğrulandı. Muhteşem ışık gösterilerini anlamak, uzay havasını ve jeomanyetik fırtınalardan kaynaklanan riski daha iyi anlamamıza yardımcı olur.

"Uzun bir süredir, Güneş'te şiddetli aktivite ile auroral sürecin başladığı ve elektronların ışık vermek için üst atmosfere çarpmasıyla sona erdiği biliniyordu. Bilinmeyen, aradaki adımlardı. Bu bulgu, yapbozun önemli bir parçasını sağlıyor. Dünyaya yakın uzayın fiziğini anlamak pratiktir. Toplumumuz, iletişim ve navigasyon için yoğun olarak uydularla dolu bu uzay bölgesine bağımlı hale geldi. Jeomanyetik fırtınaların dinamikleri ve aurora bu uyduları olumsuz etkileyebilir.” dedi Wheaton Koleji'nden yazar Dr. Jim Schroeder yaptığı açıklamada.

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/physics/aurorae-are-created-by-electrons-surfing-special-waves-lab-tests-have-proven/