Kuzey Işıkları Sırrınızı Öğrendik!

Hemen herkesin hayatında bir kez olsun görmeyi ümit ettiği kutup ışıkları veya Aurora, gökyüzünde parlak ve renkli ışık dalgalanmaları oluşturan, doğal bir elektrik fenomenidir.

Kuzey kutup dairesinde Aurora Borealis veya Kuzey Işıkları olarak bilinirken; güney kutup dairesinde ise Aurora Australis veya Güney Işıkları olarak adlandırılırlar.

İnsanların daha yoğun bulunduğu yüksek kuzey enlemlerinde gökyüzünü renklendiren Aurora borealis, binlerce yıldır insanları büyülemiş olsa da, nasıl oluştukları kesin olarak kanıtlanmamıştı.

Kuzey ışıkları, uzaydan gelen elektronlar üst atmosfere akarken, oksijen ve azot molekülleriyle çarpışarak gökyüzünü kırmızı ve yeşile boyadığında ortaya çıkar. Ancak bu elektronları tam olarak neyin Dünya’ya doğru çektiğini anlamak zordu. Onlarca yıldır bilim insanları, Alfvén dalgalarından şüpheleniyorlardı.

Manyetik alanı bir çizgiler ağı olarak hayal edin. Bu çizgileri uzatır ve çekerseniz, çizgiler yerine oturmaya çalıştığında ortaya çıkan bir Alfvén dalgasıdır.

Güneş fırtınalarının Dünya’nın manyetik alanını eğip bükerek Alfvén dalgalarının açığa çıkmasına ve yüklü parçacıkların bu dalgalara “binerek” üst atmosfere taşınmasına neden oldukları düşünülüyordu.

Ancak hiçbir uydu bunu doğrudan gözlemleyemedi.

Nature Communications dergisinde 7 Haziran’da çevrimiçi olarak yayınlanan çalışma, Dünya’nın manyetosferine karşılık gelen yapay laboratuvar koşulları altında Alfvén dalgaları tarafından elektronların hızlandırılması için gerekli fiziksel mekanizmaları deneysel olarak göstermek için onlarca yıl süren bir araştırmayı sonuçlandırmış gibi görünüyor.

Iowa Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, 20 metre uzunluğunda, 1 metre genişliğindeki bir tüpü yüklü parçacıklar ve plazmadan oluşan bir karışımla doldurdu. Elektrik bobinleri kullanılarak hazne boyunca uzanan bir manyetik alan yaratıldı. Aygıtın bir ucundaki bir anten, plazma içinde dalgalanan Alfvén dalgaları üretmek için sistem içindeki manyetik alan çizgilerini çeken kendi manyetik alanını oluşturdu.

Beklendiği gibi, plazmadaki elektronlar Alfvén dalgalarında sürüklendi ve hazne boyunca hızlandırıldı. Dahası araştırmacılar, deney içerisinde saniyede elektron başına kazanılan enerjinin, uzayda bir aurora yaratmak için ihtiyaç duyulana yeterince yakın olduğunu ölçtüler.

Böylece Aurora oluşumun ardında yatan fiziksel etkilerin, ilk kez simülasyon ve modelleme sonucu deneysel kanıtlarına ulaşılmış oldu. Bu sonuçlar yalnızca Dünya’daki atmosferik ışık gösterilerinin arkasındaki fiziği doğrulamakla kalmıyor, büyük olasılıkla Jüpiter’de veya auroraları gördüğümüz Satürn gibi başka yerlerde de geçerli olduğunu düşündürtüyor.