Binlerce yıldır insanlar gökyüzünde dans eden ışık şeritlerini izleyip onlardan ilham aldı. Bugün bu olaya aurora diyoruz: kuzey yarımkürede aurora borealis (kutup ışıkları), güneyde ise aurora australis.
Kuzey Amerika, Avrupa, Asya ve Avustralya’daki halklar, gökyüzünde görülen bu ışık gösterilerini binlerce yıldır gözlemleyip kaydetti. 17. yüzyıla gelindiğinde, auroraların nedenine dair bilimsel açıklamalar ortaya çıkmaya başladı.
Galileo, 1619’da bu ışıkların Dünya’nın gölgesinden çıkan havanın Güneş ışığıyla aydınlanmasından kaynaklandığını öne sürdü. René Descartes ve bazı diğer düşünürler ise bu olayı yüksek irtifalardaki buz kristallerinden yansıyan ışıkla açıklamaya çalıştı.
1716’da İngiliz astronom Edmund Halley, auroraların Dünya’nın manyetik alanıyla ilişkili olabileceğini ilk kez dile getirdi. Ardından 1731’de Fransız filozof Jean-Jacques d’Ortous de Mairan, güneş lekelerinin sayısındaki artışla auroraların görülme sıklığı arasında bir bağlantı fark etti. Güneş’in atmosferiyle bu olay arasında doğrudan bir ilişki olabileceğini öne sürdü.
Bu fikirlerle birlikte, Güneş’teki etkinliklerin Dünya’daki auroralarla bağlantısı ilk kez ortaya kondu. Böylece bugün “heliyofizik” ve “uzay havası” olarak bilinen bilim alanlarının temeli atılmış oldu.
Aurora Borealis Nasıl Oluşur?
Günümüzde auroraların nedenini biliyoruz. Dünya’nın manyetosferindeki ve Güneş rüzgârındaki yüklü parçacıklar, atmosferin üst katmanlarındaki atomlarla çarpıştığında auroralar oluşur. Bu çarpışmalar, oksijen ve azot gibi atomları uyarır. Atomlar eski, dengeli durumlarına dönerken enerji yayar; biz bu enerjiyi gökyüzünde renkli ışıklar olarak görürüz.
Işığın rengi, atmosferdeki parçacıkların çarpışma sırasında soğurdukları enerji miktarına ve bu enerjiyi boşaltma biçimlerine bağlıdır. Her renk, belirli bir enerji düzeyine karşılık gelir. Bu yüzden yeşil, kırmızı, mavi ya da mor ışıklar, farklı enerji geçişlerinin birer göstergesidir.
Yeşil auroralar en yaygın olanlardır; atmosferdeki oksijen bu rengi oluşturur. Kırmızı yine oksijenden, mavi ve mor ise azottan kaynaklanır. Güçlü bir fırtına sırasında bu renkler karışır ve gökyüzünde mor, pembe, sarı gibi canlı ve çeşitli tonlarda etkileyici bir ışık gösterisi oluşturur.
Auroraların en yaygın kaynağı, Dünya’nın manyetik alanının etkili olduğu bölge olan manyetosfer içinde hareket eden yüklü parçacıklardır. Manyetosfer, Dünya’yı uzaydan gelen zararlı radyasyondan koruyan ve Güneş rüzgârındaki parçacıkların büyük kısmını saptıran dev bir “manyetik balon” gibidir.
Ancak çoğu zaman gözden kaçan önemli bir ayrıntı vardır: Bu alan yalnızca dışarıdan gelen parçacıkları engellemez; kendi içinde de elektrik yüklü parçacıklar, yani plazma, barındırır. Manyetosferdeki bu plazma, iki kaynaktan gelir: Dünya’nın üst atmosferinden kaçan parçacıklar ve Güneş rüzgârından gelenler.
Sessiz dönemlerde, manyetosferdeki yüklü parçacıklar kutuplar arasında sıkışmış şekilde hareket eder ve dengede kalır. Fakat Güneş’ten gelen güçlü bir bozulma, örneğin bir koronal kütle atımı, bu dengeyi bozar. Bu durumda normalde kutuplar arasında gidip gelen parçacıklar, artık daha alçak irtifalara iner; burada atmosfer yoğun olduğu için çarpışmalar başlar.
Bu yüklü parçacıklar kutup bölgelerine ulaştığında, atmosferdeki oksijen ve azot atomlarıyla çarpışır. Bu olaya parçacık yağışı denir. Her çarpışmada enerji aktarılır; uyarılan atomlar tekrar dengeye dönerken ışık yayar. Biz de bu sürecin sonucunda gökyüzünde dans eden auroraları görürüz.
Aurora Borealis’i Nasıl Gözlemleyebiliriz?
Auroraların bazen belirmesi, bazen kaybolması, parlaması ya da perde, girdap, dalga ya da çit biçiminde yapılar oluşturması, aslında görünmeyen manyetik alan dinamiklerinin görsel bir yansımasıdır. Bu değişken şekiller, Güneş’ten gelen yüklü parçacıkların Dünya’nın manyetik alanıyla etkileşirken ortaya çıkan sürekli hareketin gökyüzündeki izleridir.
Auroralar fotoğraflarda genellikle gerçekte gördüğümüzden daha parlak görünür. Bunun nedeni, kamera sensörlerinin insan gözünden çok daha hassas olmasıdır. Özellikle gece koşullarında gözlerimiz renklere karşı daha az duyarlıdır. Yine de aurora yeterince güçlü olduğunda, çıplak gözle bile büyüleyici bir manzara oluşturur.
Bir uzay hava olayının şiddeti, auroranın hangi bölgelerde görülebileceğini belirler. En güçlü olaylar en nadir görülenlerdir. Aurora gözlemlemeyi seviyorsanız, yerel uzay hava tahminlerini takip etmek önemlidir. Ayrıca sosyal medyada auroraları izleyen birçok uzay hava uzmanı ve Aurorasaurus gibi, gözlem verilerini paylaşabileceğiniz vatandaş bilimi projeleri de bulunur.
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.
- What are auroras, and why do they come in different shapes and colours? Two experts explain. Kaynak site: Conversation. Yayınlanma tarihi: Bağlantı. What are auroras, and why do they come in different shapes and colours? Two experts explain
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 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 da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
