KUZEY IŞIKLARI
Auroralar (kuzey/güney kutup ışıkları) gökyüzündeki, özellikle geceleri ve kutup bölgelerinde gözüken, doğal ışımalardır. Bu ışımalar ağırlıklı olarak İyonosfer’de de meydana gelir. Kuzey enlemlerde aura borealis olarak adlandırılır. Aurora kelimesi Roma Şafak Tanrıçası’nın isminden geliyor. Boreas’da Yunancada kuzey rüzgarına verilen isimdir. Bu isimleri 1621 yılında Pierre Gassendi kullandı. Aura borealis olarak ta bilinen Kuzey Kutup Işıkları sadece Kuzey Yarımküre semalarında görünür. Görünme ihtimali, Kanada’nın kuzeyindeki arktik adalarında bulunan kuzey manyetik kutbu’na doğru yaklaştıkça artar. Manyetik kutbun yakınlarında oluşan aura tam üstte ve çok yukarıdadır. Kuzey ufku, yeşilimsi parlak ya da bazen soluk kızıl renkte, sanki güneş beklenmedik bir şekilde yükseliyormuş gibi aydınlatır. Aura borealis Eylül-Ekim ve Mart-Nisan aylarında nispeten artış gösterir. Cree
halkı bu ilginç olaya Ruhların Dansı adını vermişler. Tarih boyunca kuzey ışıklarının birçok ismi olmuştur.
Dünya sürekli güneş rüzgarının etkisi altındadır. Güneş rüzgarı güneşin en son katmanındaki milyon dereceye ulaşan korona tabakasından her yönde yayılan ve yoğun olmayan sıcak plazmadır. Plazma gaz haline serbest elektronlar ve pozitif iyonlardır. Güneş rüzgarı genellikle Dünya’ya 400 km/saniye hızında ulaşır, özgül kütlesi 5 iyon/cm3 ve manyetik alan yoğunluğu 2–5 nT (nanoteslas, Dünya'nın yüzey alanı kabaca 30,000–50,000 nT arasındadır). Bunlar dolaylı değerlerdir. Özellikle manyetik fırtına esnasında akımlar bir kaç kat daha fazla olabilir; gezegenlerarası manyetik alan (literatürde kısaca IMF) ise çok daha kuvvetli olabilir.
IMF güneşlekeleri’nin alanına bağlı olarak Güneş’te meydana gelir ve alan çizgileri (kuvvet çizgileri) güneş rüzgarı tarafından uzatılır. Bu, tek başına alan çizgilerini Güneş-Dünya doğrultusuna getirir, fakat Güneş’in dönmesi alan çizgilerinin yaklaşık 45 derece Dünya’da yön değiştirmesine sebep olur ve Dünya’dan geçen alan çizgileri görünür güneş ışığının yaklaşık batı ucundan ("çıkıntı") başlar.[9]
Manyetosfer, Dünya’nın kendi manyetik etkisi tarafından tutulan uzayda küre şeklindeki bir alandır. Manyetosfer güneş rüzgarının yolu üzerinde bir engel teşkil eder ve güneş rüzgarının Dünya’nın yaklaşık 70,000 km dışından dolaşmasına neden olur (genellikle 12,000–15,000 km mesafeye ulaşmadan önce eğilim baskısı oluşur). Manyetosferik engelin genişliği hemen hemen 190,000 kilometreyi bulur. Dünya’nın karanlık tarafında ise çapı devasa boyutlara ulaşan manyetosfer artık uzun bir "manyetikkuyruk" olur.
Güneş rüzgarı ortamı bozduğunda, enerjiyi ve materyali kolayca manyetosfere taşır. Manyetosferdeki enerji yüklü elektronlar ve iyonlar manyetik alan çizgilerini takip ederek atmosferin kutup bölgelerine doğru hareket eder.
Oluşma Zamanları [değiştir]
Aura çoğunlukla kutuplarda meydana gelen bir olaydır. Güçlü bir manyetik fırtına geçici olarak aurasal ovali genişlettiğinde, nadiren ılıman enlemlerde de görülür. Büyük manyetik fırtınalar yaklaşık olarak 11 yılda bir gerçekleşen güneşlekesi döngüsü ile en yoğun fırtına ortaya çıkar ya da patlamada sonraki üç yıllık dönemde. Fakat, aurasal bölgenin içinde auranın meydana gelme olasılığı, genel itibariyle IMF çizgilerinin eğimine (literatürde Bz ), özellikle güney yönlü olmasına, bağlıdır.
Aura olayını başlatan jeomanyetik fırtınalar aslında ekinoks aylarında daha belirginleşir. Kutupsal aktiviteler ile bir ilgisi olmazken, neden jeomanyetik fırtınaların Dünya’nın mevsimlerine bağlı olduğu net olarak açıklığa kavuşmamıştır. Manyetopozda, Dünya’nın manyetik alanı kuzeyi gösterir. Bz büyük ve negatif olduğunda (IMF güneye doğru), Dünya’nın manyetik alanını temas noktasında kısmen engeller. Güney yönlü Bz, güneş rüzgarının Dünya’nın daha içerideki manyetosferine ulaşabileceği bir kapı açar.
Geometrik açının bir sonucu olarak Bz bu zamanlarda en çok etkisini gösterir. Gezegenlerarası manyetik alan (IMF) Güneş’ten gelir ve güneş rüzgarı ile dışa doğru taşır. Güneş’in hareketinden sebebiyle IMF sarmal şekildedir. Nisan ve Ekim’de Dünya’nın manyetik kutup ekseni Parker sarmalı ile aynı hizada, en yakın konumuna gelir. Sonuç olarak, Bz ‘nin güney yönlü ve kuzey yönlü hareketi en büyük olur.
Fakat, Bz sadece jeomanyetik aktiviteyi etkilemez. Güneş’in dönme ekseni Dünya’nın yörüngesine göre 8 derece eğiktir. Güneş rüzgarı, güneşin ekvatoruna oranla, çok hızlı bir şekilde Güneş’in kutuplarından estiği için, her altı ayda Dünya’nın manyetosferini bastıran parçacıkların ortalama hızı artar ve azalır. Dünya heliographic enleminin en yüksek olduğu 5 Eylül ve 5 Mart günlerinde, güneş rüzgarının hızı en yüksek değerine, ortalama, 50 km/sn hızına ulaşır.
Hâlâ, ne Bz ne de güneş rüzgarı geometrik fırtınanın mevsimsel davranışını tam olarak açıklayamıyor. Bu etkenlerin hepsi ancak bir oranında gözlenen yarıdönemsel değişimlere veri sağlıyor.
Tarihte aurosal olaylar [değiştir]
28 Ağustos ve 2 Eylül 1859 tarihinde "büyük manyetik fırtına" nedeniyle meydana gelen auralar yakın geçmişte şahit olunan en inanılmaz gösterisini yaptı. Balfour Stewart, Kew Gözlemevi’nden Kraliyet Akademisi’ne 21 Kasım 1861’de gönderdiği metinde[10][11] manyetograf cihazı ile iki aurasal olayı belgelediğini yazdı ve gözlediği 2 Eylül 1859 tarihli olay ile Carrington-Hodgson ışıma olayı arasında bağlantı olduğunu kaydetti. 2 Eylül 1859’daki ikinci aurasal olayda ise sema o kadar geniş ve parlaktı ki; bu olay bilimsel yayınlarda, gemilerin seyir defterlerinde, Birleşik Devletler`deki nerdeyse tüm gazetelerde, Japonya`da ve Avustralya`da da geniş yer buldu. New York Times [12] [13] [14] 2 Eylül 1859 Cuma günü Boston’da Aurayı "o kadar parlak ki saat 01’de normal bir yazı bile bu ışık sayesinde okunabilir."[13][15][16] diye yazdı. Boston yerel saati ile 2 Eylül 1859 Cuma günü, GMT ye göre 6:00 olmalıydı ve bir saat geriden takip eden Kew Gozlemevi’ndeki manyetograf cihazı yoğun olan jeomanyetik fırtınayı kaydediyordu. 1859 ve 1862 arasında Elias Loomis 1859’daki Büyük Aurasal Gösteri hakkında dünyadaki aurasal haberleri topladığı 9 parçalı bir seriyi Amerikan Bilim Dergisi’nde yayınladı. Auranın geçmişte çok yoğun olan koronal kütle püskürmesi (Güneş’in üretebileceği maksimum yoğunluğa çok yakın) sonucu oluştuğu düşünülürdü. Ayrıca, ilk defa aurasal aktivitenin gerçeklestiği yer ve elektrik arasındaki ilişki net olarak fark edildi. Anlaşılan bu durum o dönemde bilimsel manyetometre ölçümlerini mümkün hale getirdi. Ayrıca o tarihlerde kullanılan 201,000 kilometrelik (125,000 mil) telgraf tellerinin kayda değer kısmının fırtına süresince saatlerce bozulduğunun da anlaşılması sağladı. Fakat aurasal akım bazı telgraf tellerini uygun hale getirerek akımın (yerçekimsel indüklenmiş akım) geçmesine uyum sağladığı (Dünya’nın şiddetli dalgalanan manyetosferinden dolayı) anlaşıldı ve haberleşme için kullanıldı. Aşağıdaki sohbet 2 Eylül 1859 gecesi Amerikan Telgraf Hattı’nın iki operatörü Boston ve Portland, Maine arasında gerçekleşti, daha sonra Boston Traveler’da yayınlandı:
Boston telsizi (Portland telsizine): "Lütfen, 15 dakika süresince pillerin gücünü tamamen kesin."
Portland telsizi: "Öyle yapacağım. Şimdi bağlantı kesildi."
Boston: "Benimki de kesik ve aurasal akımla çalışıyoruz. Yazdıklarımı nasıl alıyorsun?"
Portland: "Pillerden daha iyi. – Akım yavaş yavaş gidip geliyor."
Boston: "Şu an bendeki akım çok güçlü ve piller olmadan daha iyi çalışıyor. Aura role manyetiğimiz için akımı çok güçlü yaparak pillerin akımını nötrlüyor ve artırıyor gibi. Farz et ki, bu sorundan etkilendiğimizden, piller olmadan çalışıyoruz."
Portland: "Harika. Yeni bir iş mi kursam ne!"
Boston: "Evet. Başlayabilirsin."
Görüşme hiç pil kullanmadan aura tarafından oluşturulan akımla iki saat civarı sürdü. Bu şekilde en uzun iletişimin gerçekleştiği olaydı.[15]
Kökeni [değiştir]
Auranın esas enerji kaynağı Dünya`dan geçen güneş fırtınalarıdır. Manyetosfer ve güneş rüzgarı elektriği ileten plazmadan (iyonlaşmış gaz) meydana gelmektedir. Akım miktarı akımın yönüne göre hareketin doğrultusuna bağlı olarak a)bağıl hareketin derecesine b)manyetik alanın kuvvetine c)bir birine bağlı iletkenin sayısına ve d)manyetik alan ile iletkenin uzaklığına bağlıdır. Güneş rüzgarı ve manyetosfer bir tür bağıl hız ile elektrik ileten iki akışkandır, ve (kural olarak) ``dinamo etkisi`` tarafından elektrik akımı üretebilir, ayrıca da güneş rüzgarından enerji ortaya çıkar. Plazmalar kolayca manyetik alan boyunca temas kurabildiğinden bu yöntem işe yaramayabilir. Manyetik temas sonucu güneş rüzgarının alan çizgileri ile manyetosfer arasında geçici manyetik temas gerçekleşmesi çok önemlidir.
Diğer Gezegenlerde [değiştir]
Jüpiter ve Satürn her ikisi de Dünya’dakinden çok daha kuvvetli manyetik alanlara sahiptirler (Jüpiter’in ekvatoral alan kuvveti 4.3 gauss, Dünya’da ise 0.3 gauss) ve her ikisinde de büyük radyasyon kemerleri Hubble Uzay Teleskopu ile aura iki gezegende de açık olarak gözlendi. Uranüs ve Neptün’de de gözlenen auralar var.[20] Devasa gaz kütlesindeki auralar, Dünya’daki gibi, güneş rüzgârı tarafından güçlendirilmiş gibi gözüküyor. Ayrıca, Jüpiter'in ayları, özellikle Io, Jüpiter’deki auranın çok güçlü kaynaklarıdır. Bunlar Io ile Jüpiter arasındaki bağıl hareket nedeniyle dinamo mekanizması tarafından meydana gelen elektrik alan çizgileri ("sıralanmış alan çizgileri") boyunca ortaya çıkar. Aktif volkanlara ve iyonesfere sahip Io güçlü bir kaynaktır, ayrıca akımları radyo dalgaları oluşturur. Io`da Europa`da ve Ganymede`de de Hubble Uzay Teleskopu ile aura gözlendi. Bunlar Jüpiter‘in manyetik plazma patlaması sonucu uydularının çok ince atmosferinde gerçekleşir.
Mars ve Venüs’te aura oluşumunun gerçekleştiği gezegenlerdendir. Venüs`un tam bir gezegensel manyetik alanı olmadığı için, Venüs aurası değişken şekil ve yoğunlukta parça parça dağılır, parlak gözükür. Bazen kutuplardaki aura tüm yüzeyi kaplayabilir. Sebebi, diğer gezegenlerde olduğu gibi güneşten gelen parçacıklardır ve gezegenin karanlık tarafına yönelirler. SPICAMMars Express tarafından14 Ağustos 2004`de Mars`ta da auraya rastlanmıştır. Aura 177° Doğu, 52° Güney koordinatlarında Terra Cimmeria’da görüldü. Genişliği 30 km, yerden yüksekliği 8 km idi. Mars Küresel Kaşifi’nin derlediği yüzey manyetik anomali değerlerine göre, bilim adamları en fazla ışık yayılımının olduğu yerin en yoğun manyetik alanın bulunduğu bölgede ortaya çıktığını anladılar. Olaylar arasındaki ilişki yayılan ışık kaynağının aslında manyetik çizgiler boyunca hareket eden elektron akı olduğunu doğrular. [21][20]
Sinema ve edebiyatta aura [değiştir]
"Garip göründü Kuzey ışıkları, ama şimdiye kadar gördükleri en garibiydi, gece Lebarge gölünün kenarındaki, yaktım Sam McGee’nin cesedini." Kuzey Işıkları Şarkısı’nda, parlaklığın kaynağının kutup bölgesindeki muazzam radyum yataklarının olduğuna inanılır.
Aura, belirgin olarak Philip Pullman'nın Kuzey Işıkları ve Altın Pusula filmlerinde kullanılmıştır. Filimdeki oyuncuları izlerken bir an için sanki başka bir evrenin ışıkları arasından geçiyormuş hissini veriyor.
Kuzey Işıkları dünyadaki değişimin sebebi olarak Kutup Ayısı filminde kullanıldı. Aura, yaşayan tüm canlıların atalarının ruhları olarak tasvir edildi.
Aura 2000’deki film Frekans’ta da yer aldı.
Karayip Korsanları 3'te de korsanların boyut değiştirdiği sahnede görüldü.
Boston telsizi (Portland telsizine): "Lütfen, 15 dakika süresince pillerin gücünü tamamen kesin."
Portland telsizi: "Öyle yapacağım. Şimdi bağlantı kesildi."
Boston: "Benimki de kesik ve aurasal akımla çalışıyoruz. Yazdıklarımı nasıl alıyorsun?"
Portland: "Pillerden daha iyi. – Akım yavaş yavaş gidip geliyor."
Boston: "Şu an bendeki akım çok güçlü ve piller olmadan daha iyi çalışıyor. Aura role manyetiğimiz için akımı çok güçlü yaparak pillerin akımını nötrlüyor ve artırıyor gibi. Farz et ki, bu sorundan etkilendiğimizden, piller olmadan çalışıyoruz."
Portland: "Harika. Yeni bir iş mi kursam ne!"
Boston: "Evet. Başlayabilirsin."