Çek Cumhuriyeti’ndeki araştırmacılar, Mars yörüngesinde görev yapan MAVEN sondasının yakaladığı bir saniyelik veride, bir “whistler” (ıslıkçı) sinyalinin izine rastladıklarını açıkladı. Gezegenin iyonosferinde gözlemlenen bu olay, Mars’ta bugüne kadar görülen ilk şimşek benzeri elektriksel deşarj aktivitesini temsil ediyor.
Kızıl Gezegenin Gizemi: Mars’ta Şimşek ve Tanıdık Fenomenler
Prag’daki Charles Üniversitesi’nden uzay fizikçisi František Němec, yürüttüğü bu araştırmanın önemini şu sözlerle açıklıyor:
“Islıkçı dalgalar Dünya’da çok iyi bilinir ve doğrudan şimşeklerle ilişkilidir. Elde ettiğimiz sonuç, bu fenomenin gezegen komşumuzda da meydana geldiğini gösteriyor.”
Dünya’dan farklı olarak Mars, küresel bir manyetik alana sahip değildir. Gezegen sadece kabuğundaki manyetize olmuş materyallerin yarattığı yerel alanlara sahiptir. İnce atmosferi nedeniyle Mars’taki şimşekler su bulutlarından kaynaklanmaz. Bunun yerine bu şimşekler, Dünya’daki volkanik patlamalarda görülenlere benzer süreçlerle oluşur. Toz fırtınaları ve toz şeytanları (dust devils) bu deşarjların ana kaynağıdır.
Toz Fırtınalarının Elektrikli Doğası ve Mars’ta Şimşek Deşarj Eşiği
Söz konusu fırtınalar sırasında toz taneleri birbirine çarpar ve elektriksel olarak yüklenir. Bu etkileşim sonucunda güçlü bir elektrik alanı oluşur. Önceki çalışmalar, Mars’ın düşük basınçlı atmosferinde bu alanın 15 kV/m civarındaki kırılma eşiğini aştığında deşarj olabileceğini öngörüyordu.
Toz şeytanları ise içlerindeki tozun dönme hareketiyle dalgalanan yükler üretir. Ortaya çıkan bu yükler sayesinde aşırı düşük frekanslı radyasyon meydana gelir. Mars’taki toz şeytanları ve fırtınalar Dünya’dakinden çok daha güçlüdür. Bu nedenle teori, bunların Dünya’dan tespit edilecek geniş bantlı radyasyon yayabileceğini öne sürüyor. Ancak Mars Global Surveyor (MGS), Mars Express ve MAVEN gibi görevlere rağmen bu konuda kesin bir kanıt bulunamamıştı.
108.418 Veri Arasındaki Tek Saniye: Mars’ta Şimşek İzleri ve MAVEN
Němec ve ekibi, bu deşarjları tespit etmek için onlara eşlik eden elektromanyetik radyasyonu analiz etti. Bahsi geçen radyasyon, gezegenin iyonosferine kadar ulaşabilen aşırı düşük/çok düşük frekans aralığında yer alıyor. Araştırmacılar, iyonosferin plazma ortamındaki karakteristik spektral modelleri nedeniyle bu dalgalara “ıslıkçı” adını veriyor. İyonosferdeki plazma ortamında yüksek frekanslı dalgalar daha hızlı hareket eder. Düşük frekanslı olanlar ise daha geç ulaşıyor ve ortaya karakteristik bir “ıslık” sesi çıkıyor.
Araştırma grubu, toplam 108.418 dalga anlık görüntüsünü titizlikle analiz etti. Sadece 21 Haziran 2015 tarihli tek bir olayda ıslıkçı imzasını buldu. Němec, bu nadir anı şöyle değerlendiriyor:
“Bu durum muhtemelen fenomenin kendi nadirliğini yansıtıyor. Ayrıca dalganın uzay aracına kadar ulaşması için gereken spesifik iyonosferik ve manyetik alan koşullarının zorluğunu gösteriyor.”
MAVEN sondası 2014 yılından beri Mars yörüngesinde görev yapıyordu. Geçtiğimiz yıl kendisiyle iletişim kesilene kadar Dünya’ya veri göndermeye devam etti. Islıkçı sinyalinin yakalandığı o saniyede gezegende büyük ölçekli bir toz fırtınası kaydedilmemişti. Buna rağmen bilim insanları, bu etkinin yerel bir toz olayından kaynaklanmış olabileceğini belirtiyor.
Farklı Yayılma Hızları: İyonosferdeki Yarış
Němec, ıslıkçı dalgalarının iyonosferin iyonize plazma ortamında nasıl şekillendiğini şu teknik detayla açıklıyor:
“Islıkçılar oluşur çünkü iyonosferin plazma ortamında farklı sinyal frekansları farklı hızlarda yayılır. Sonuç olarak, bir şimşek deşarjı sırasında tüm frekanslar aynı anda oluşur. Ancak daha hızlı yayılan yüksek frekanslar uzay aracına ilk önce ulaşır. Düşük frekanslar ise onları daha sonra takip eder.”
Science Advances dergisinde çalışmanın detaylarını paylaşan araştırmacılar, bu zaman gecikmelerini hesapladılar. Gözlemlerinin teorik tahminlerle “çok iyi” uyum sağladığını saptadılar.
Sönümlenme Etkisi ve Atmosferik Kimya
Uzmanlar ayrıca, Dünya’da kullanılan yöntemleri Mars iyonosferinin varsayılan bileşimine uyarladı. Dalgaların nasıl sönümlendiğini (zayıfladığını) bu şekilde hesapladılar. Elde edilen sonuçlar, yüksek frekansların çok daha güçlü bir şekilde sönümlendiğini ortaya koydu. Němec, ıslıkçının neden sadece düşük frekanslı kısmının gözlemlenebildiğini bu durumun açıkladığını söylüyor.
Mars’taki bu güçlü şimşek benzeri deşarjların varlığı, atmosferik süreçlerin daha iyi anlaşılması gerektiğini gösteriyor. Özellikle toz fırtınaları ve toz şeytanlarına odaklanılması kritik önem taşıyor. Söz konusu deşarjlara eşlik eden ani enerji salınımının, yerel atmosfer kimyasını değiştirme potansiyeline sahip olduğu da vurgulanıyor.
Gelecek Hedefi: M-MATISSE ve 2037
Charles Üniversitesi ve Atmosfer Fiziği Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, şimdi dalgaların Mars iyonosferinde yayılırken nasıl zayıfladığına dair daha ayrıntılı bir analiz üzerinde çalışıyor. Ekip, Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) M7 görev adayı olan M-MATISSE üzerinde aktif rol alıyor. Němec, gelecek planlarını heyecanla paylaşıyor:
“2037’de fırlatılması planlanan bu iki uzay araçlı görev, gelişmiş dalga ölçüm cihazlarına sahip olacak ve bu fenomenlerin çok daha detaylı incelenmesine olanak sağlayacak. Görevin nihai olarak kabul edilmesini umuyoruz.”
Haberi Derleyen: Dilara SİPAHİ
KAYNAKÇA:
Could lightning occur on Mars?