Ultra Hızlı 'Elektron Yağmurları' Dünyayı Düşündüğümüzden Çok Daha Sık Etkiliyor

Yarının hava durumu, Dünya'nın manyetik kalkanında yeni tespit edilen bir fenomen sayesinde elektron yağmurlu olabilir.

Beklenmedik, ultra hızlı "elektron çökeltisi" olarak tanımlanan fenomen, elektromanyetik enerji dalgaları Dünya'nın manyetosferi boyunca titreştiğinde meydana gelir. Dünya'nın çekirdeğinin çalkalanmasıyla üretilen manyetik alan, gezegenimizi çevreleyen ve onu ölümcül güneş radyasyonundan koruyan şeydir. Bu elektronlar daha sonra manyetosferden taşar ve Dünya'ya doğru düşer.

Nature Communications dergisinde 25 Mart'ta yayınlanan araştırmaya göre, şiddetli elektron yağmurlarının güneş fırtınaları sırasında meydana gelme olasılığı daha yüksektir ve aurora borealis'e katkıda bulunabilirler.

Ancak araştırmacılar, elektron yağmurlarının, uzay radyasyonu modellerinin şu anda hesaba katmadığı şekillerde astronotlar ve uzay araçları için bir tehdit oluşturabileceğini de ekledi.

California Los Angeles Üniversitesi'nde (UCLA) uzay fiziği profesörü olan ortak yazar Vassilis Angelopoulos yaptığı açıklamada, "Uzayın genellikle üst atmosferimizden ayrı olduğu düşünülse de ikisi ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır" dedi. "Nasıl bağlantılı olduklarını anlamak, bölgeden geçen uydulara ve astronotlara fayda sağlayabilir."

Bilim insanları, enerjik parçacıkların periyodik olarak küçük miktarlarda gezegenimize yağdığını on yıllardır biliyorlar. Bu parçacıklar güneşten doğar ve güneş rüzgarının arkasında Dünya'ya 150 milyon kilometre genişliğindeki boşluk boyunca yol alır.

Gezegenimizin manyetosferi, bu parçacıkların çoğunu Van Allen kuşakları olarak bilinen iki dev, halka şeklindeki radyasyon kuşağından birinde hapseder. Zaman zaman, bu kuşaklarda üretilen dalgalar, elektronların hızlanmasına ve Dünya'nın atmosferine düşmesine neden olur.

Yeni çalışma, elektron sağanaklarının önceki araştırmaların mümkün olduğunu düşündüğünden çok daha sık meydana gelebileceğini gösteriyor.

Yeni araştırmalarında, çalışma yazarları Van Allen kuşaklarındaki elektron yağmurlarını iki uydudan gelen verileri kullanarak analiz ettiler.

Van Allen kuşaklarındaki elektron akışlarını yukarıdan ve aşağıdan izleyen ekip, elektron yağmuru olaylarını çok ayrıntılı olarak tespit edebildi. THEMIS verileri, bu elektron sağanaklarının, yıldırım çarpmaları sırasında ortaya çıkan ve ardından Dünya'nın manyetosferinde dalgalanan bir tür düşük frekanslı radyo dalgası olan Whistler dalgalarından kaynaklandığını gösterdi.

Araştırmacılar, bu enerji dalgalarının Van Allen kuşaklarındaki elektronları hızlandırarak alt atmosfere taşmasına ve yağmur yağmasına neden olabileceğini buldu.

Ek olarak, ELFIN uydu verileri, bu yağmurların önceki araştırmaların önerdiğinden çok daha sık meydana gelebileceğini ve özellikle güneş fırtınaları sırasında yaygınlaşabileceğini gösterdi.

Mevcut uzay hava durumu modelleri, Dünya atmosferine bazı elektron çökeltme kaynaklarını (örneğin güneş rüzgarından gelen etkiler gibi) hesaba katar - ancak araştırmacılara göre, Whistler dalgasının neden olduğu elektron yağmurlarını hesaba katmazlar.

Yüksek enerji yüklü parçacıklar uydulara zarar verebilir ve yollarına çıkan astronotlar için tehlike oluşturabilir. Yeni çalışma yazarları, bu elektron yağmuru kaynağını daha fazla anlayarak, bilim insanlarının zamanlarını gezegenimizin üzerinde geçiren insanları ve makineleri daha iyi korumak için modellerini güncelleyebileceklerini söyledi.