Uzay havası günün her saatinde sık sık değişir ve bu değişim ortalığı alt üst edebilir niteliktedir. Dünya komşu gezegenlerinin her birinde oluşan benzersiz hava durumuna ek olarak, uzay havası da vardır. Uzay havası; gezegenler arası uzayın (heliosfer) genişliğinde ve Dünya’ya yakın uzay ortamında meydana gelen, Güneş’teki çeşitli patlamaların neden olduğu hava koşulları olarak tanımlanır.
Dünyadaki hava koşulları gibi, uzay hava koşulları da günün her saatinde oluşurken, sürekli ve farklı zamanlarda değişir, ancak bu değişim teknolojileri ve canlı yaşamına zarar verebilir nitelikte olabilir. Bununla birlikte, uzay neredeyse mükemmel bir boşluk olduğundan (hava içermez ve çoğunlukla boş bir genişliktir), hava türleri ise Dünya’nınkilere göre farklıdır. Dünya havası su moleküllerinden ve hareketli havadan oluşurken, uzay hava koşullarının her biri Güneş’ten yayılan plazma, yüklü parçacıklar, manyetik alanlar ve elektromanyetik (EM) radyasyon gibi yıldız maddelerinden oluşur.
Uzay Hava Türleri
Güneş sadece Dünya’nın hava koşullarını etkilemez, çünkü uzaydaki hava koşullarını da yönlendirebilir niteliktedir. Çeşitli hareketleri ve patlamaları, her biri benzersiz bir uzay hava olayı türü oluşturur. Uzayda hava olmadığı için, bilinen şekliyle rüzgâr da meydana gelmez. Bununla birlikte, güneş rüzgarı olarak bilinen bir fenomen vardır, bu plazma adı verilen yüklü parçacıkların akışları ve Güneş’ten sürekli olarak gezegenler arası uzaya yayılan manyetik alanlardan oluşur. Normalde, güneş rüzgârı saatte yaklaşık bir milyon mil yavaş hızlarda hareket eder ve Dünya’ya yolculuğu yaklaşık üç gün sürer. Ancak manyetik alan çizgilerinin Güneş’in yüzeyine geri dönmek yerine doğrudan uzaya yapıştığı bölgeler olan koronal delikler gelişirse, güneş rüzgârı 1,7 milyon mil / saat’e kadar hareket ederek serbestçe uzaya çıkabilir. Bu, Dünya’dan altı kat daha hızlıdır.
Plazma Nedir?
Plazma, katılar, sıvılar ve gazlar ile birlikte maddenin dört halinden biridir. Plazma bir gaz olsa da, sıradan bir gaz o kadar yüksek bir sıcaklığa ısıtıldığında oluşan elektrik yüklü bir gazdır, atomları ayrı protonlara ve elektronlara ayrılır.
Güneş Lekeleri
Uzaydaki çoğu hava koşulunun özelliği, Güneş’in ekvatorunun kutuplarından daha hızlı dönmesi nedeniyle zamanla karışabilen manyetik alanları tarafından üretilir. Örneğin, Güneş’in yüzeyindeki karanlık, gezegen büyüklüğündeki bölgeler olan güneş lekeleri, demet halindeki alan çizgilerinin Güneş’in iç kısmından fotosferine doğru yükseldiği bir durumdur. Ve bu dağınık manyetik alanların merkezinde daha soğuk ve dolayısıyla daha karanlık alanlar bıraktığı yerlerde meydana gelir.
Sonuç olarak, güneş lekeleri güçlü manyetik alanlar yayarken, daha da önemlisi, güneş lekeleri Güneş’in ne kadar aktif olduğuna dair bir barometre görevi görür. Güneş lekelerinin sayısı ne kadar fazlaysa, Güneş genel olarak o kadar fırtınalıdır. Bu nedenle bilim adamları, güneş patlamaları ve koronal kütle püskürmeleri de dâhil olmak üzere daha fazla güneş fırtınası oluşacağını tahmin etmektedirler.
El Niño ve La Niña gibi yeryüzündeki dönemsel iklim modellerine benzer şekilde, güneş lekesi aktivitesi yaklaşık 11 yıl süren çok yıllık bir döngü boyunca değişir ve mevcut güneş döngüsü döngü 25, 2019 yılının sonunda başlamıştır. Bilim adamlarının güneş lekesi aktivitesinin zirveye çıkacağını veya güneş maksimumuna ulaşacağını tahmin ettiği 2021 ve ile 2025 zaman aralığında, Güneş’in etkinliğinin artacak olmasıdır. Bunun sonunda, Güneş’in manyetik alan çizgileri sıfırlanacak, bükülecek ve yeniden hizalanacaktır. İşte bu noktada güneş lekesi aktivitesi, bilim adamlarının 2030 yılına kadar gerçekleşeceğini tahmin ettiği güneş etkisinin minimumuna düşecek olmasıdır. Bundan sonrada, yeni bir güneş döngüsü başlayacak olmasıdır.
Manyetik Alan Nedir?
Manyetik alan, bir elektrik akımını veya yalnız yüklü bir parçacığı saran görünmez bir kuvvet alanıdır. Amacı, diğer iyonları ve elektronları uzaklaştırmaktır. Manyetik alanlar, bir akımın veya parçacığın hareketiyle üretilir ve bu hareketin yönü manyetik alan çizgileriyle gösterilir.
Güneş Işınları
Blob şeklindeki ışık parlamaları olarak görünen güneş patlamaları, güneşin yüzeyinden gelen yoğun enerji patlamalarıdır (EM radyasyonu). Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi’ne (NASA) göre, Güneş’in içindeki çalkalanma hareketi Güneş’in kendi manyetik alan çizgilerini büktüğünde meydana gelirler. Ve tıpkı sıkıca büküldükten sonra şekline geri dönen bir lastik bant gibi bu alan çizgileri, işlem sırasında büyük miktarda enerjiyi uzaya fırlatarak, ticari marka döngü şekillerine patlayıcı bir şekilde yeniden bağlanır.
NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ne göre, güneş patlamaları sadece dakikalar ila saatler sürse de, volkanik bir patlamadan yaklaşık on milyon kat daha fazla enerji salmaktadır. İşaret fişekleri ışık hızında hareket ettiğinden, güneşten kendisine en yakın üçüncü gezegen olan Dünya’ya 94 milyon mil uzunluğundaki yürüyüşü yapmaları yalnızca sekiz dakika sürmektedir.
Koronal Kitle Ejeksiyonları
Bazen, güneş patlamaları oluşturmak üzere kıvrılan manyetik alan çizgileri o kadar gerginleşir ki, yeniden bağlanmadan önce dağılırlar. Onlar koptuğunda, en üstteki atmosfer Güneş’in koronasından gelen dev bir plazma ve manyetik alan bulutu patlayarak kaçar. Koronal kütle atımları (CME’ler) olarak bilinen bu güneş fırtınası patlamaları, tipik olarak gezegenler arası uzaya bir milyar ton koronal malzeme taşır.
CME’ler saniyede yüzlerce mil hızla seyahat etme eğilimindedir ve Dünya’ya ulaşmaları bir ila birkaç gün sürer. Yine de 2012’de, NASA’nın Karasal Güneş İlişkileri Gözlemevi uzay aracından biri, Güneş’ten ayrılırken saniyede 2.200 mil hızla bir CME’yi kayıtlamıştır ve bu kayıtlardaki en hızlı CME olarak kabul edilmektedir.
Uzay Hava Durumu Dünya’yı Nasıl Etkiler?
Güneş her 27 günde bir döndüğü için Dünyaya bakan taraf günden güne değişir. Uzay havası gezegenler arası uzaya çok büyük miktarda enerji yayar. Ancak yalnızca Dünya’ya yönelik olan veya Güneş’in şu anda Dünya’yı hedefleyen tarafından çıkan güneş, Dünyadaki fırtınaları dolayısıyla insanları etkileme potansiyeline sahiptir. Güneş fırtınaları Dünyayı etkilediği zamanlarda ise bu durum teknolojilerin yanı sıra insan sağlığı için bürük sorun teşkil edebilir. Ve en fazla birden fazla şehri, eyaleti veya ülkeyi etkileyen karasal havanın aksine, uzay havasının etkileri küresel ölçekte hissedilir.
Jeomanyetik Fırtınalar
Güneş rüzgârından, CME’lerden veya güneş patlamalarından gelen güneş materyali Dünya’ya ulaştığında, Dünya’nın manyetosferine çarpar. Manyetosfer Dünya’nın çekirdeğinden akan elektrik yüklü erimiş demir tarafından üretilen kalkan benzeri bir manyetik alandır. Başlangıçta, güneş parçacıkları saptırılır, ancak manyetosfere itilen parçacıklar yığıldıkça, enerji birikimi sonunda manyetosferden geçen yüklü parçacıkların bir kısmını hızlandırır. Bu maddeler içeri girdikten sonra, Dünya’nın manyetik alan çizgileri boyunca hareket eder, kuzey ve güney kutuplarının yakınında atmosfere nüfuz eder ve Dünya’nın manyetik alanında dalgalanmalar oluşturan jeomanyetik fırtınalar yaratır.
Bu yüklü parçacıklar, Dünya’nın üst atmosferine girdiklerinde iyonosferde, yani dünya yüzeyinin yaklaşık 37 ila 190 mil üzerinde uzanan atmosfer tabakasında hasara yol açar. Radyo iletişiminin yanı sıra uydu iletişimi ve ultra yüksek frekanslı sinyaller kullanan GPS sistemleri yapabilen yüksek frekanslı (HF) radyo dalgalarını emerler. Ayrıca elektrik şebekelerini aşırı yükleyebilirler ve hatta yüksekten uçan uçaklarda seyahat eden insanların biyolojik DNA’larına derinlemesine nüfuz ederek onları radyasyon zehirlenmesine maruz bırakabilirler.
Auroralar
Tüm uzay hava koşulları sadece bir etki yaratmak için Dünya’ya gelmez. Güneş fırtınalarından gelen yüksek enerjili kozmik parçacıklar manyetosferi geçerken, elektronları Dünya’nın üst atmosferindeki gazlarla reaksiyona girerek Dünyanın gökyüzünde auroraları kıvılcım çıkarmaya başlar. Aurora borealis veya kuzey ışıkları kuzey kutbunda hareket ederken, aurora australis veya güney ışıkları güney kutbunda parıldar. Bu elektronlar Dünya’nın oksijeni ile karıştığında, yeşil aurora ışıklarını ateşlerken nitrojen kırmızı ve pembe auroral renkler üretir.
Normalde, auroralar yalnızca Dünya’nın kutup bölgelerinde görülebilir, ancak bir güneş fırtınası özellikle yoğunsa, parlak parıltıları daha düşük enlemlerde görülebilir. Örneğin, 1859 Carrington Olayı olarak bilinen CME tarafından tetiklenen bir jeomanyetik fırtına sırasında, aurora Küba’da görülebilir.
Küresel Isınma ve Soğutma
Güneş’in parlaklığı (ışıması) ayrıca Dünya’nın iklimini de etkiler. Güneş maksimumları sırasında, Güneş’in güneş lekeleri ve güneş fırtınalarıyla en aktif olduğu zamanlarda, Dünya doğal olarak ama sadece biraz ısınır. Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi’ne (NOAA) göre, %1 daha fazla güneş enerjisinin yalnızca yaklaşık onda biri Dünya’ya ulaşmakta olduğudur. Aynı şekilde, solar minimumlar sırasında, Dünya’nın iklimi biraz soğur.
Uzay Hava Tahmini
Neyse ki, NOAA’nın Uzay Hava Tahmin Merkezi’ndeki (SWPC) bilim adamları, bu tür güneş olaylarının Dünya’yı nasıl etkileyebileceğini yakından takip etmektedirler. Bu izlemeler, güneş rüzgâr hızı gibi mevcut uzay hava koşullarının sağlanmasını ve üç günlük uzay hava durumu tahminlerinin yayınlanmasını içerir. Ayrıca 27 gün öncesine kadar koşulları öngören görünümler de mevcuttur. NOAA ayrıca, jeomanyetik fırtınaların küçük, orta, güçlü, şiddetli veya aşırı etkilerin olup olmayacağını halka hızla ileten uzay havası ölçekleri geliştirmiştir. Bu hava ölçekleri kasırga kategorilerine ve EF kasırga derecelendirmelerine benzer şekilde jeomanyetik fırtınalar, güneş radyasyonu fırtınaları ve radyo kesintilerinden kaynaklanan etkileri belirlemektedirler.
NASA’nın Heliophysics Bölümü, güneş enerjisi araştırması yaparak SWPC’yi desteklemektedir. Bazıları Güneş’te konumlanmış iki düzineden fazla otomatik uzay aracından oluşan filosu vardır. Bu filo sayesinde, güneş rüzgârını, güneş döngüsünü, güneş patlamalarını ve güneşin radyasyon çıkışındaki değişiklikleri günün her saatinde gözlemleyerek bu verileri ve görüntüleri geri iletirler.
Kaynakça:
nasa.gov/mission_pages/themis/auroras/
swpc.noaa.gov/phenomena/
hesperia.gsfc.nasa.gov/sftheory/
nps.gov/articles/-articles-aps-v8-i1
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu