KUTUP IŞINIMI AURORA

KUTUP IŞINIMI
AURORA
www.astrofotograf.com
Kutup ışıkları, ya da aurora,
genellikle kutup bölgelerinde
görülen bir gece ışımasıdır. Aurora,
gökyüzündeki doğal ışık
görüntüleridir. Genelde gece görülen
aurora, çıplak gözle de izlenebilir.
www.vikipedi.com
Yer, kendi ekseni etrafında günde bir defa döner. Fe-Ni
karışımı bir çekirdeğe sahiptir. Ayrıca atmosferdeki iyonosfer
katmanı da devreye girince Fe-Ni çekirdek mıknatıslanır ve
Yer’in manyetik alanı oluşur.
Bu manyetik alan yüksek enerjili parçacıkların yeryüzüne
kadar ulaşmasına engel olur.
Yere zırh olan bu kalkana “Van Allen” kuşakları da
denmektedir.
NASA
Van Allen kuşakları iki tanedir:
1. İç kuşağın yer merkezinden uzaklığı 1.1 - 3.3 Yer
yarıçapı kadardır. Bu kuşak enerjisi 10 MeV’den fazla
olan protonları içerir. Parçacık yoğunluğu Yer’den
yaklaşık 2 Yer yarıçapı uzaklıkta maksimum olur.
2. Dış kuşak enerjisi 10 MeV’den fazla olan elektronları
içerir. Ekvatordan uzaklığı 3-9 Yer yarıçapı kadardır.
www.mhhe.com/.../fix/student/chapter8/08f28.html
protonları içerir
elekronları içerir
Van Allen Kuşakları
Kutup ışınımı Yer’in manyetik alanı ve yüklü parçacıkların
etkileşmesi sonucu oluşur.
Güneş’in manyetik kutupları yaklaşık 11 yılda
bir ters döner. Yani bir kutup 11 yıl boyunca
Kuzey Manyetik Kutup ise, sonraki 11 yıl
boyunca da Güney Manyetik Kutup olur.
Böylece değişimin ilk haline gelmesi için geçen
süre yaklaşık 22 yıl olur. Buna manyetik çevrim
süresi denmektedir.
Yukarıdaki nedenlerden dolayı 11 yılda bir
Güneş’in manyetik çevrimi de maksimuma
ulaşır. Bu maksimumlar sırasında en şiddetli
kutup ışınımlarını gözlemeyi bekleyebiliriz.
Güneş rüzgarları ile Yer atmosferine kadar ulaşabilen
enerjik proton ve elektronların yeryüzünü doğrudan
bombardıman yapmalarına izin verilmez.
Bu parçacıklar Yer’in manyetik alan çizgileri
etrafında yörüngeye oturtularak çizgilerin yerküreyi
kestiği noktalara doğru spiraller çizdirilerek indirilir.
Zıt manyetik kutupların birbirini çektiğini biliyoruz.
Dolayısıyla gelen yüksek enerjili elektronlar kuzey
manyetik Kutba, protonlar güney manyetik kutba
indirilirler.
Bu yüksek enerjili parçacıklar atmosfere girdiklerinde
enerjilerini bazı parçacıklara ileterek onları uyarılmış
bir hale getirebilirler.
Uyarılmış parçacıklar bu kararsız durumdan
kurtulabilmek için soğurdukları enerji ile aynı miktarda
enerjiyi ışınım yaparak salarlar.
İşte yaptıkları bu ışınım kutup ışınımlarını veya
auroraları oluşturmaktadır. Dolayısıyla kutup ışınımının
oluşumunda Yer atmosferi önemli bir role sahiptir.
acg.media.mit.edu/people/golan/aves/
Güney Manyetik Kutup civarındaki kutup ışınımına
Aurora Australis,
umbra.nascom.nasa.gov/.../quests/newquests.html
Kuzey Manyetik Kutup civarındaki kutup ışınımına
Aurora Borealis denmektedir.
Kutup ışınımının her iki yarıküre için
manyetik eksenden yaklaşık 20º -25º uzaklıkta
en iyi gözlenebilir. Bu bölgelere “auroral oval”
denmektedir.
jimthompson.org/wp/2006/01/27/in-living-color/
sd-www.jhuapl.edu/Aurora/UVI_on_Earth.html
Kutup ışınımının yerden yüksekliğini ölçerken ışınımın
alt sınırı (yere en yakın bölümü) kullanılır. Üst
sınırlarına doğru gidildikçe parlaklığı kademeli olarak
azalır ve bu sınırın net olarak belirlenmesi zordur.
Alt sınırının yüksekliği eskiden yükseklik birden fazla
gözlem noktasından yapılan ölçümlerdeki doğrultu
kayması kullanılarak bulunuyordu. Bu kayma sabit bir
yıldıza göre ölçülmekteydi. Ancak günümüzde uydular
tarafından hassas biçimde ölçülebilmektedir.
www.photon-echoes.com/aurora-meteor_images.htm
Ölçümler sonucu aurora
yüksekliklerinin yerden
yaklaşık 105-115 km
oldukları görülür.
Auroralar formalarına göre farklı isimler alırlar.
Bunların bazıları:
Işın formu,
Band formu,
Homojen yay formu,
Alacakaranlık görünüm,
Perde formu
gibi.
Farklı Aurora Görüntüleri
http://www.anthonares.net/2005/12/no-more-auroras-in-alaska.html
www.photon-echoes.com/aurora-meteor_images.htm
www.photon-echoes.com/aurora-meteor_images.htm
www.photon-echoes.com/aurora-meteor_images.htm
www.astrofotograf.com
www.astrofotograf.com
www.astrofotograf.com
www.photon-echoes.com/aurora-meteor_images.htm
www.photon-echoes.com/aurora-meteor_images.htm
Aurora sadece ışınımdan ibaret değildir. Bazen
insan kulağının duyabileceği dalgaboylarında
ses de çıkarabilir.
Kutup ışınımına neden olan yüklü parçacıkların
oluşturduğu akım onlarca milyon amper, gerilim ise
40000-50000 volt civarındadır.
Yeryüzünde kısa dalga haberleşmede İyonosfer
yansıtıcı olarak kullanılır. Oluşan kutup ışınımı
yansıtıcı tabakanın hemen üzerinde manyetik
değişimlere neden olur ve sinyallerin kirlenmesine yol
açarlar. Ayrıca Güneş rüzgarları da oluşturdukları
basınç ile İyonosfer’in yüksekliğinin değişmesine
neden olarak iletişimi olumsuz yönde etkiler.
Auroralar Yer’e has değildir. Manyetik alanı
ve atmosferi olup, yüklü parçacıklar yakalayan
her gezegende görülebilir.
Güneş Sistemi’nde Jüpiter, Satürn ve Uranüs
aurora yapıları gözlenen gezegenlerdir.
Jüpiter’in Aurorası
Jüpiter’in volkanik uydusu Io tarafından atılan
parçacıklar gezegenin manyetik alanına yakalanır.
Parçacıklar Jüpiter’in üst atmosferine eriştiğinde
buradaki hidrojen ile etkileşir ve floresan etki
yapar. Oluşan auroralar Yer’dekilerden 1000 kat
daha güçlüdürler.
Jüpiter’in kuzey ve güney manyetik kutupları
simetrik değildir. Io gezegenin manyetik kutup
noktalarını kendine doğru çeker.
Üst paneldeki
görüntüler
görünür
dalgaboylarında
siyah-beyaz
olarak, alt
paneldeki
görüntüler
moröte
dalgaboylarında
alınmıştır.
Jüpiter aurorasının Hubble Uzay Teleskobu ile alınmış
görüntüsü
Jüpiter aurorasının
Hubble Uzay Teleskobu
ile morötede alınmış bir
başka görüntüsü
Satürn’ün Aurorası
Satürn’ün auroraları
Yer’dekilere fazlasıyla
benzer. Nedeni
Güneş’ten gelen
enerjik
parçacıklardır. Tek
fark bu gezegenin
auroraları moröte
bölgede görülebildiği
için Yer atmosferi
dışından
izlenmelidirler.
Satürn aurorasının Hubble
Uzay Teleskobu ile alınmış
moröte görüntüsü
Uranüs’ün Aurorası
Uranüs atmosferinde tip A auroraları
gibi manyetik kutup merkezli auroralar
görülür. Ancak çoğunlukla Yer’deki
yay türündeki auroralara benzer tip B
auroraları görülmektedir. Tip A
auroraları muhtemelen Uranüs’ün
uydusu Miranda, gezegenin manyetik
kutupları yakınlarındayken oluşur.
Bu gezegendeki auroralar Satürn’de
görülenlerden güçsüz ama
Yer’dekilerden daha güçlüdür.