Kuzey Işıkları Diğer Adıyla Aurora Borealis Neden Ve Nasıl Oluşur?

Dünyamızdan çok uzakta olmasına rağmen, Güneş yaşantımızda son derece önemli bir etkiye sahip. Sonuçta Güneş tarafından üretilen radyasyon gezegenimizi ısıtıyor. Ayrıca Dünya’dan “mükemmel” uzaklıkta olduğu için yaşamın gelişmesine olanak veriyor.

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 ışıkları, diğer adıyla Aurora borealis. Aurora borealis” terimi Kuzey yarımkürede olan aurora’yı belirtirken, Güney yarımkürede görülen aurora “aurora australis” olarak bilinir. Ancak, Güney Kutbu, Kuzey Kutbundan daha elverişsiz olduğundan, güney ışıklarını görmek genellikle daha zordur.

Aurora Borealis Neden Oluşur?

Güneş yüksek aktivite evrelerinden geçtiğinde, güneş sisteminin hava durumunu etkiler. 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.

Yüksek hızlı parçacıklar, Dünya’nın manyetik kalkanından geçerken, oksijen, azot ve diğer elementlerin atomları ve molekülleri ile karışırlar. Bozunurken de 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.

Auroralar öncelikle aurora bölgesinde tespit edilseler de, genellikle jeomanyetik fırtınalar nedeniyle bazen aurora bölgesinin altındaki belirli enlemlerdeki bölgelerde de görülebilirler. Kaynak: https://www.spaceweatherlive.com/

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 sadece Dünya’da değil, güneş sistemimizdeki diğer gezegenlerde de görülmektedir. Güneş sistemimizdeki gaz devlerinin (Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün) her biri kalın atmosferlere ve güçlü manyetik alanlara sahiptir ve her birinin auroraları vardır.

Ancak bu auroralar farklı koşullar altında oluşturulduklarından Dünya’dan biraz farklıdır. Venüs, genişletilmiş manyetik alanı tarafından üretilen bir aurora’ya sahiptir. Küresel auroralar için çok ince bir atmosfere sahip olan Mars, kabuktaki manyetik alanlar nedeniyle yerel auroralar oluşturur.

Jüpiter’in Kuzey Işıkları

Alfven dalgaları ve Kuzey Işıklarının 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.

Alfvén dalgaları (sarı) üzerinde Dünya’ya doğru akan elektronlar, nitrojen ve oksijen molekülleriyle ( beyaz) çarpışır. Bu çarpışmalar, bu çarpışmalar yüksek irtifada kırmızı ışığın yayılmasına neden olurken, daha düşük irtifalarda yayılan ışık yeşildir.

Iowa Üniversitesinden bir fizikçi ekibi, en parlak kutup ışıklarının jeomanyetik fırtınalar sırasında güçlü elektromanyetik dalgalar tarafından üretildiğine dair kesin kanıtlar sundu. Nature Communications dergisinde yayınlanan çalışma, Dünya’nın manyetosferindeki koşullar altında elektronların Alfven dalgaları tarafından hızlandırıldığı fiziksel mekanizmaları deneysel olarak gösterdi ve 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.

Güneş lekesi aktivitesi en yüksek seviyeye ulaştıktan sonra ışıkların iki güne kadar daha parlak ve aktif olduğu bilinmektedir. 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.



Kaynaklar ve ileri okumalar:

  • Northern Lights: What Causes the Aurora Borealis & Where to See It; Bağlantı: https://www.space.com
  • What are the Northern Lights (Aurora Borealis)?; Bağlantı: https://www.mtu.edu/
  • “Surfing” Particles on Alfvén Waves: Physicists Solve a Mystery Surrounding Aurora Borealis; Yayınlanma tarihi: 14 temmuz 2021; Bağlantı: https://scitechdaily.com/

Matematiksel

Busra Meral

Keyifli okumalar...
Başa dön tuşu