Aurora - kutup ışıkları nedir?

Gercek bir goz ziyafeti olan aurora olayina, dunya atmosferindeki molekullerin gunesten atilan elektron ve protonlarla carpismasi neden olur. Tum bir aurora, uzaydan bakildiginda, Yer' in manyetik uclaklarindan birinin cevresini saran bir cember olarak gorulecektir. Aurora' lar, Yer' in kuzey ve guney geomanyetik uclaklari etrafindaki auroral ovaller olarak bilinen bolgelerde ortaya cikarlar. Guney yarikurede gorulen auroralar, aurora australis , kuzey yarikuredekiler ise aurora borealis olarak adlandirilirlar.
Aurora, bir jet ucaginin atmosferde ulasabileceginden daha yuksek bolgelerde ortaya cikar. Olusabilecegi en dusuk yukseklik, Yer' in en azindan 40 mil yukarisidir, maksimum genisleyebilecekleri yukseklik ise Yer ustunden 600 mil kadar yukaridir. Uydularin 190 mil' e kadar yukseldikleri dusunulurse bu sayilar daha anlam kazanacaktir.
Auroralarin daglarin tepelerinden veya bulutlarin icinden tumunu gormek olasiligi olduguna dair soylenceler olmasina ragmen, bunlar ya goz yanilmasi ya da auroradan baska olaylardir. Bir aurorayi sadece astronotlar bir butun olarak gorebilir ve uzerinden ucabilirler.
Bazi insanlar auroranin ses urettigine inanirlar. Eger aurora ses uretebilirse, ses bazi elektromanyetik etkiler yoluyla Yer uzerinde olusmus olmalidir. Auroranin Yer uzerinde hareket ettigi sure uzundur ve bu sure boyunca aurora ses uretemeyecek kadar incedir. Bu yuzden auroranin ses uretme olasiligi zayiftir. Peki bu auroranin ses uretemeyecegi anlamina mi geliyor? Kimse bundan emin degil!
Auroralar Gunes' ten firlatilan yuklu parcaciklar iceren gunes ruzgarlariyla, Yer' in manyetik alaninin etkilesmesi sonucu ortaya cikar. Bu ruzgar, Gunes tarafindan uretilen gezegenlerarasi manyetik alanda Yer' i de supurerek gecer. Yer' in kuyrukluyildiz bicimli manyetosferi bizi gunes ruzgarinin dogrudan etkilerinden korur. Burada Yer' in manyetik alani, gunes ruzgari ve gezegenlerarasi manyetik alan tarafindan bozulmustur. Yer' in manyetik alani boyunca esen ruzgarin tasidigi yuklu parcaciklarla uretilen elektrik enerjisi, Yer' in daha ust atmosferine yuklu parcaciklar gonderir. Yukaridaki sekilde Gunes ve ondan salinan parcaciklarla Yer manyetosferinin etkilesmesini gostermektedir.
TV isigi gibi Aurora isigi, renkli televizyondan gelen isiga cok benzer. Goruntu tupundeki elektrik ve manyetik alanlarla kontrol edilen bir elektron demeti, ekrana carpar ve ekrani kaplayan kimyasal maddenin (fosforlu madde) turune gore onu farkli renklerde parlatir. Aurora isigi, Yer' in manyetik alani boyunca yagan yuklu parcaciklarin, ozellikle elektronlarin havayi renklendirmesi sayesinde gorulur. Auroranin rengi yuklu parcaciklarla carpisan atom ya da molekulun turune baglidir.
Herbir atmosferik gazin rengi, atmosferik gaza carpan parcacigin enerjisine ve onun elektrik durumuna (iyonize ya da notr) baglidir. Yuksek enlemlerdeki yaklasik 200 mil yukaridaki oksijen, oldukca nadir bulunur ve tamamen kirmizi bir aurora olusturur. Daha dusuk, 60 mil yukarida bulunan oksijen, parlak sari-yesil renk olusturur ki bu en parlak ve en yaygin olarak ortaya cikan aurora rengidir. Iyonize azot molekulleri mavi isik, notral azot ise kirmizi isik uretir. Azot auroranin dalgalanan kenarlari ve daha asagi sinirlarinda morumsu-kirmizi renk uretir.
Auroranin goruntusu geceden geceye hatta tek bir gece icinde degisir. Eger Gunes-Yer kosullari bir alt auroral firtina uretiyorsa, gokyuzunu boyayan yaygin bir ortu, farkli bir sekilde parlayan bir yay olarak gorulecektir. Boyle bir yay eslege dogru hareket eder, yeni olusan ise uclak kenarlarinda ortaya cikar. Yay bicimli goruntuler boyunca dans eden kivrimlar ve dalgalanmalar sabah saatlerinde gorulebilir.
Aurora isigi yakitini Gunes' ten atilan yuklu parcaciklardan alir. Parcaciklarin Yer' e ulasmasi iki gun alir. Gunes' den ayrilan parcaciklarin miktari Gunes' in ne kadar aktif olduguna baglidir. Bu aktivite, gunes lekelerinin ortaya cikmasi anlamina gelir. Gunes aktivitesi ve auroralar arasindaki iliskiden dolayi, daha aktif Gunes daha buyuk auroral olaylarin olusmasina neden olacaktir. Yan sayfadaki grafikten aurora ve Gunes aktivitesinin ne kadar yakin bir iliski icinde oldugunu gorebilirsiniz. Bu sayfada gunes leke sayisiyla (number of sunspots) aurorali gun sayisinin (number of days with auroras) karsilastirildigi bir grafik goruyorsunuz. Bu grafikten de goruldugu gibi leke sayisinin arttigi donemlerde auroralarin goruldugu gun sayisinda da artma olmaktadir ve daha enerjik auroralar ortaya cikmaktadir.
Gelecek birkac yil icinde Gunes 11 yillik cevriminin en aktif kismina ulasacaktir yani gunesimiz sakin haline gore cok daha fazla miktarda yuksek enerjili parcaciklar salacaktir. Bu parcaciklar Yer atmosferine carptiginda yeni muhtesem auroralar uretecektir.
Hubble Space Telescope ' un keskin gozleri aurora olayinin Yer disinda Jupiter ve Saturn'de de gorulebildigini ortaya koydu. Jupiter'de de Yer' de oldugu gibi hem kuzey hem de guney uclakda aurora gorulur. Yer' de gorulen aurora ile Jupiter' deki aurora arasindaki fark, Yer' de gorulen auroranin Gunes' ten gelen yuklu parcaciklarla ateslenmesidir. Bu olay Jupiter' de henuz iyi anlasilamamis olmakla beraber farklidir. Temel olarak gezegenin genis manyetik alani, yuksek donme hiziyla (donme donemi 10 saattir) birleserek Yer' de uretilenden bin kat daha fazla guce sahip aurora uretilmesine neden olur.
Bu durum Jupiter' in ayi Io' dan salinan madde de hesaba katildiginda karmasik hale gelir. Bilimciler Io' nun uzerindeki volkanik patlamalarla attigi iyonize olmus materyalin, Jupiter' in manyetik alani tarafindan tuzaklandigina inanmaktadirlar. Bu parcaciklar gezegenle ayni donme hizina sahiptirler ve Jupiter' in manyetik alaninda yeni akimlar yaratirlar. Jupiter icin acik olmayan sey ic sureclerle Gunes kaynakli sureclerin dengesi ve auroral isigin nasil sureclerle uretildigidir.
Yer uzerinde manyetik firtinalar gunes parcaciklarindaki buyuk degismelerle ateslenerek cok parlak auroralar uretir. Bu firtinalar radyo sinyallerini ve haberlesmeyi bozar. 1989' daki bir firtina Quebec' deki bir guc istasyonuna hasar vererek 9 milyon insanin elektriksiz ve iletisimsiz kalmasina neden oldu. Jupiter uzerinde de boylesi auroral firtinalar olmaktadir, ancak bunlari ortaya cikaran Jupiter' in ic olaylaridir. Io' nun altinda kalan aurora bolgesindeki auroralar Jupiter' in gokyuzunde boydan boya 1000-2000 km lik alan kaplar. Eger Io' nun altinda kalan Jupiter bulutlarina bakarsaniz auroranin tum gokyuzunu doldurdugunu gorursunuz.
Saturn ' de gorulen aurora icin de olusum mekanizmasi Yer' deki mekanizmayla aynidir yani aurora Gunes' ten atilan yuklu parcaciklarin gezegenin manyetik alaniyla etkilesmesi sonucunda ortaya cikar. Aurora sayesinde arastirmacilar gezegenin atmosferini ve manyetik alanini uzaktan kesfedebilme olanagini bulacaklardir.