UCLA bilim adamları, renkli aurora borealis’e katkıda bulunan, aynı zamanda uydular, uzay araçları ve astronotlar için tehlike oluşturan bir fenomen olan Dünya’ya yağan yeni bir süper hızlı, enerjik elektron kaynağı keşfettiler. Araştırmacılar, UCLA kampüsünde küçük bir eğitmen grubu tarafından yönlendirilen lisans ve yüksek lisans öğrencileri tarafından inşa edilen ve işletilen bir çift küçük uydu olan ELFİN misyonunu kullanarak düşük Dünya yörüngesinden beklenmedik, hızlı “elektron yağışları” gözlemlediler. Uzayda Hızlı Elektron Kaynağı Tehlikesi öncesi iki ayrı konuyu sizlere tekrardan hatırlatalım. Bunlar “Elfin Misyonu” ve “Aurora Borealis” tir.
Elfin Misyonu Nedir?
California Los Angles Üniversitesi’nden (UCLA) bilim insanları Elektron Kayıpları ve Alanları Araştırması veya ELFİN(Electron Losses and Fields Investigation) misyonunu kullanarak düşük Dünya yörüngesinden “elektron yağışı” olarak bilinen bu yağmuru gözlemlediler.
Elfin’in Dr. Xiaojia Zhang tarafından Nature Communications’da yayınlanan ilk yüksek etkili sonuç yayını da gerçekleşti.
“NASA tarafından finanse edilen bir CubeSat kullanarak, bilim adamları gezegenimize yağan süper hızlı, enerjik elektronların yeni bir kaynağını ortaya çıkardılar, bu da uzay altyapısı ve atmosferik modelleme için etkileri olabileceği düşünülüyor.
ELFİN, CubeSats olarak bilinen bir çift küçük, küp şeklindeki uydudur. Küçük personel mentorları ekibinin rehberliğinde UCLA lisans ve yüksek lisans öğrencileri tarafından inşa edilmiş ve işletilmiştir.”
2013’teki kuruluşundan bu yana, 300’den fazla UCLA öğrencisi NASA ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen ELFIN (Elektron Kayıpları ve Alanlar araştırması) üzerinde çalıştı.
Her biri yaklaşık bir somun ekmek büyüklüğünde ve yaklaşık 8 kilo ağırlığındaki iki mikrosatellit, 2018’de yörüngeye fırlatıldı ve o zamandan beri enerjik elektronların aktivitesini gözlemliyor ve bilim adamlarının manyetik fırtınaların etkisini daha iyi anlamalarına yardımcı oluyor. Dünya’ya yakın uzayda. Uydular kampüsteki UCLA Misyon Operasyon Merkezi’nden işletiliyor.
Aurora Borealis Nedir?
Kutup ışıkları veya aurora polaris olarak da bilinen ağırlıklı olarak yüksek enlem bölgelerinde (Kuzey Kutbu ve Antarktika çevresinde) görülen, Dünya gökyüzünde doğal bir ışık görüntüsüdür. Auroralar, tüm gökyüzünü kaplayan perdeler, ışınlar, spiraller veya dinamik titremeler olarak görünen parlak ışıkların dinamik desenlerini oluştururlar.
Auroralar, güneş rüzgarının neden olduğu manyetosferdeki etkilerinin sonucudur. Bu etkiler manyetosferik plazmadaki yüklü parçacıkların yörüngelerini değiştirir. Bu parçacıklar, esas olarak elektronlar ve protonlar, üst atmosfere (termosfer / ekzosfer) çökelirler.
Ortaya çıkan iyonlaşma ve atmosferik bileşenlerin uyarılması, değişen renk ve karmaşıklıkta ışık yayar. Her iki kutup bölgesi etrafındaki bantlar içinde meydana gelen aurora’nın şekli, çökeltici parçacıklara verilen ivme miktarına da bağlıdır.
Yazımıza tekrardan dönersek ;
ELFIN verilerini NASA’nın THEMIS uzay aracından daha uzak gözlemlerle birleştirerek, bilim adamları ani sağanağın, uzayda plazmadan dalgalanan ve Dünya’nın manyetosferindeki elektronları etkileyen ve atmosfere “dökülmesine” neden olan bir tür elektromanyetik dalga olan Whistler Dalgaları ‘n dan kaynaklandığını belirlediler.
Nature Communications dergisinde 25 Mart’ta yayınlanan bulguları, whistler dalgalarının mevcut teorilerden ve uzay havası modellerinin öngördüğünden çok daha fazla elektron yağmurundan sorumlu olduğunu gösteriyor.
UCLA’NIN Dünya, gezegen ve uzay bilimleri Bölümü’nde baş yazar ve araştırmacı olan Xiaojia Zhang, “ELFİN, bu süper hızlı elektronları ölçen ilk uydu” dedi. “Misyon, onları üreten olaylar zincirindeki benzersiz bakış açısı nedeniyle yeni bilgiler veriyor.”
Bu olaylar zincirinin merkezinde, Van Allen radyasyon kuşakları adı verilen gezegenin etrafındaki dev halkalarda dönen yüklü parçacıklarla dolu olan Dünya’ya yakın uzay ortamı var. Bu bantlarda ki elektronlar, Dünya’nın kuzey ve güney kutupları arasında tam anlamıyla sıçrayan Daracık benzeri spirallerde hareket eder. Belirli koşullar altında, radyasyon kayışları içinde elektronları enerjilendiren ve hızlandıran whistler dalgaları üretilir. Bu, elektronların hareket yolunu o kadar etkili bir şekilde uzatır ki, kuşak ya da bant olarak adlandırılan bölgelerden düşerler ve atmosfere çökelirler ve elektron yağmuru yaratırlar.
UCLA uzay fiziği profesörü ve ELFİN’İN baş araştırmacısı Vassilis Angelopolous, Van Allen Kuşaklarını suyla dolu büyük bir rezervuar olarak ya da bu durumda elektronlar olarak hayal edebileceğini söyledi.
Rezervuar dolduğunda, havzanın taşmasını önlemek için su periyodik olarak bir tahliye drenajına sarılır. Ancak rezervuarda büyük dalgalar meydana geldiğinde, akan su kenardan daha hızlı ve tahliye drenajından daha büyük bir hacimde dökülür. Her iki akışın aşağısında bulunan ELFİN, her birinin katkılarını doğru bir şekilde ölçebilir.
Elfin’in alçak irtifa elektron yağmuru ölçümleri, uzaydaki whistler dalgalarının THEMİS gözlemleri ve sofistike bilgisayar modellemesi ile birleştiğinde, ekibin dalgaların hızlı elektron akışlarının atmosfere akmasına neden olan süreci ayrıntılı olarak anlamasını sağladı.
Bulgular özellikle önemlidir, çünkü mevcut teoriler ve uzay havası modellerini etkileyebilir. Çünkü bu modeller Dünya’nın atmosferik kimyasını etkileyebilecek, uzay aracı için risk oluşturabilecek ve düşük yörüngeli uydulara zarar verebilecek bu ekstra whistler dalgası kaynaklı elektron akışını öngörmemektedir.
Araştırmacılar ayrıca, atmosfere bu tür radyasyon kuşağı elektron kaybının, jeomanyetik fırtınalar sırasında, Dünya’ya yakın alanı ve Dünya’nın manyetik ortamını etkileyebilecek gelişmiş güneş aktivitesinin neden olduğu rahatsızlıklar sırasında önemli ölçüde artabileceğini gösterdi.
Angelopoulos, “Mekanın genellikle üst atmosferimizden ayrı olduğu düşünülse de, ikisi ayrılmaz bir şekilde bağlantılı” dedi. “Nasıl bağlantılı olduklarını anlamak, ticaret, telekomünikasyon ve uzay turizmi için giderek daha önemli olan bölgeden geçen uydulara ve astronotlara fayda sağlayabilir.”
Elfın’de enstrüman lideri olan ve Dünya, gezegen ve uzay bilimleri Bölümü’nde uzay fiziği doktora öğrencisi olan mevcut araştırmanın ortak yazarı Colin Wilkins, “Kendimiz inşa ettiğimiz donanımdan elde edilen verileri kullanarak uzay bilimi bilgimizi arttırmamız çok ödüllendirici” dedi.
Kaynak: Physorg
