DÜNYA’NIN MANYETİK ALANINDA DEV BİR YARIK

16.12.2008

NASA’nın beş adet THEMIS uzay aracı Dünya’nın manyetik alanında, daha önce var olduğu düşünülenden on kat geniş bir yarık keşfetti. Solar rüzgar bu açıklıktan akabilir ve manyetosferi güçlü geomanyetik fırtınalar için “yükleyebilir”. Ama yarığın kendisi en büyük sürpriz değil. Araştırmacılar onun oluşma şeklinin garipliğine ve beklenmedik yoluna daha çok şaşırıyor; bu, uzay fiziğinin uzun süreli fikirlerini tersine çeviriyor.

Goddard Uzay Uçuşu Merkezinden, THEMIS projesi bilim adamı David Sibeck “Önce buna inanmadım” diyor. “Bu bulgu temel olarak solar rüzgar – manyetosfer etkileşimi anlayışımızı değiştiriyor.”

Manyetosfer Dünya’yı çevreleyen bir manyetizm kabarcığıdır ve bizi solar rüzgardan korur. Kabarcığı keşfetmek Şubat 2007’de başlatılan THEMIS misyonunun anahtar amacıdır. Büyük keşif, beş adet sonda yarık henüz açılırken, yarık boyunca tesadüfen uçarken 3 Haziran 2007’de geldi. Sensörler manyetosfere akan solar rüzgar parçacık sağanağını kaydetti; bu, beklenmedik boyutta ve önemde bir olayı işaret ediyordu.

Verileri analiz eden New Hampshire Üniversitesi’nden uzay fizikçisi Wenhui Li “Açıklık dev boyutta idi – Dünya’nın kendisinden dört kat daha geniş” diyor. Li’nin çalışma arkadaşı Jimmy Raeder, “saniyede 1027 parçacık manyetosfere akıyordu. Bu tür akış, mümkün olabileceğini düşündüğümüzden çok daha büyük çaplıdır”

Olay, solar rüzgarın nazik bir fırtınası Güneş’ten Dünya’ya manyetik alanların bir demetini aktarırken küçük uyarıyla başladı. Bir ahtapotun büyük bir istiridyenin etrafına dokunaçlarını sarmalaması gibi, solar manyetik alanlar kendilerini manyetosferin etrafına kaplarlar ve manyetosferi çatlatıp açarlar. Çatlama, “manyetik yeniden bağlantı” denilen bir işlem aracılığıyla gerçekleşir. Dünya’nın yükseklerinde, solar ve yerküresel manyetik alanlar solar rüzgar için iletkenler oluşturmak üzere birleşirler (yeniden bağlanırlar). Arktik (Kuzey Kutbu) ve Antarktika (Güney Kutbu) üzerindeki iletkenler hızla genişledi; dakikalar içinde Dünya’nın ekvatoru üzerinde örtüştüler, Dünya’nın etrafından dolanan uzay araçları tarafından şimdiye dek kaydedilen en büyük manyetik yarığı oluşturdular.

Yukarıda: 3 Haziran 2007’de Dünya’nın manyetik alanının etrafında akan solar rüzgarın bilgisayar modeli. Arka plandaki renkler solar rüzgar yoğunluğunu temsil ediyor; kırmızı yüksek yoğunluk, mavi düşük. Siyah çizgiler Dünya’nın manyetik alanının dış sınırlarını izliyor. Beyaz okların uçlarının altındaki göreli olarak yoğun materyal katmanına dikkat edin; bu, yarıktan Dünya’nın manyetik alanına giren solar rüzgardır. Jimmy Raeder/UNH.

Yarığın boyutu araştırmacıları şaşırttı. “Bunun gibi şeyleri daha önce gördük, ama asla bu kadar büyük ölçekte değildi. Tüm gün boyunca manyetosfer solar rüzgara açıktı” diyor Raeder.

Koşullar daha da şaşırtıcıydı. Uzay fizikçileri uzun zamandır Dünya’nın manyetosferindeki deliklerin sadece güneydeki noktada solar manyetik alanlara tepki vererek açıldığına inanıyorlardı. Ancak Haziran 2007’deki büyük yarık, kuzeyi gösteren solar manyetik alana karşılık olarak açıldı.

“Meslekten olmayanlar için, bu biraz baştan savma gibi görünebilir, ama bir uzay fizikçisi için, neredeyse deprem gibidir” diyor Sibeck. “Çalışma arkadaşlarıma söylediğim zaman, çoğu kuşkuyla karşılık verdi, sanki onları güneşin batıdan doğduğunu inandırmaya çalışıyormuşum gibi”.

Onların kulaklarına inanamamalarının nedeni: Solar rüzgar Dünya’nın manyetosferine hemen hemen ekvatorun üzerinde direkt olarak baskı uygular, burada gezegenimizin manyetik alanı kuzeyi gösterir. Bir demet solar manyetizmin geldiğini farzedin ve o da kuzeyi göstersin. İki alan, Dünya’nın manyetik savunmalarını güçlendirerek ve solar rüzgara kapıyı kapatarak, birbirini desteklemeli, takviye etmelidir. Uzay fiziği dilinde, kuzeyi – gösteren solar manyetik alan “Kuzey IMF” olarak adlandırılır ve kalkanlar yukarı ile eşanlamlıdır!

Sibeck “Bir kuzey IMF nin geldiğinde ve kalkanların aşağı indiğinde şaşkınlığımızı hayal edebilirsiniz” diyor. “Bu tamamıyla olaylarla ilgili anlayışımızı altüst ediyor”

Kuzey IMF olayları aslında geomanyetik fırtınaları tetiklemez, ancak manyetosferi plazma ile yükleyerek fırtınalar için ortamı oluştururlar. Yüklü bir manyetosfer, diyelim ki bir CME (koronal kitle fışkırması) çarptığında auroralar, elektrik kesintileri ve sonuçlanabilecek diğer sıkıntılar için önemlidir.

Önümüzdeki yıllar özellikle hararetli olabilir. Raeder açıklıyor: “Solar Döngü 24’e giriyoruz. Tam olarak anlaşılamayan nedenlerle, CME’ler Dünya’ya manyetize kuzey olan bir ön kenarla çarpmaya eğilimlidir. Bu tür bir CME bir yarık açmalıdır ve fırtınalar yola çıkmadan hemen önce manyetosferi plazmayla yüklemelidir. Bu, gerçekten büyük bir olay için mükemmel bir sıradır”

Sibeck kabul ediyor. “Bu, yıllardır gördüklerimizden çok daha kuvvetli geomanyetik fırtınalarla sonuçlanabilir”