Dünya ve Jüpiter arasındaki farklı auroraları gösteren kavramsal bir görüntü. Kaynak: Profesör Zhonghua Yao, Hong Kong Üniversitesi
Son zamanlarda yapılan bir araştırma, Dünya genelindeki auroralara ilişkin yeni bilgiler ortaya koyuyor. JüpiterVe SatürnBu olayların şekillenmesinde manyetik alanların ve güneş rüzgarlarının rolünü vurgulayan ve uzay hava durumu tahmini ile gezegen keşfi açısından önemli sonuçlar doğuran bir çalışma.
Kuzey ve Güney Işıkları olarak bilinen nefes kesici auroralar, yüzyıllardır insan hayal gücünü büyülemiştir. 10-12 Mayıs 2024 tarihleri arasında, 21 yılın en güçlü aurora olayı, bu göksel ışık gösterilerinin olağanüstü güzelliğini sergiledi.
Son zamanlarda Hong Kong Üniversitesi (HKU) Yer Bilimleri Bölümü’nden uzay fizikçileri, aralarında Profesör Binzheng Zhang, Profesör Zhonghua Yao ve Dr Junjie Chen’in de bulunduğu uluslararası işbirlikçileriyle birlikte bir makale yayınladılar. Doğa Astronomi Dünya, Jüpiter ve Satürn gibi gezegenlerde gözlemlenen çeşitli auroraları yöneten temel yasaları inceleyen bu çalışma, gezegensel manyetik alanlar ile güneş rüzgarı arasındaki etkileşimlere dair yeni bakış açıları sunarak dev gezegensel manyetosferlerin ders kitabı resmini güncelliyor. Bulguları uzay hava durumu tahminlerini iyileştirebilir, gelecekteki gezegensel keşiflere rehberlik edebilir ve manyetosferik ortamların daha fazla karşılaştırmalı çalışmasına ilham verebilir.
Gezegensel auroraların çeşitliliğini ortaya çıkarmak
Dünya, Satürn ve Jüpiter’in hepsi kendi dipol benzeri manyetik alanlarını üretir ve bu da uzayın enerjik elektronlarının kutup bölgelerine çökmesine ve kutup aurora emisyonlarına neden olmasına yol açan huni-kanopi şeklindeki manyetik geometriyle sonuçlanır. Öte yandan, üç gezegen manyetik güçleri, dönüş hızları, güneş rüzgarı koşulları, ay aktiviteleri vb. dahil olmak üzere birçok açıdan farklılık gösterir. Bu farklı koşulların, bu gezegenlerde onlarca yıldır gözlemlenen farklı aurora yapılarıyla nasıl ilişkili olduğu belirsizdir.
Elektriksel olarak iletken sıvıların ve elektromanyetik alanların birleştirilmiş dinamiklerini modelleyen üç boyutlu manyetohidrodinamik hesaplamaları kullanarak araştırma ekibi, bu koşulların bir gezegenin ana auroral morfolojisini kontrol etmedeki göreceli önemini değerlendirdi. Güneş rüzgarı koşullarını ve gezegensel dönüşü birleştirerek, ana auroral yapıyı kontrol eden yeni bir parametre tanımladılar ve bu, ilk kez Dünya, Satürn ve Jüpiter’de gözlemlenen farklı auroral yapıları güzel bir şekilde açıklıyor.
Yıldız rüzgarlarının gezegensel manyetik alanlarla etkileşimi evrendeki temel bir süreçtir. Araştırma, uzay ortamlarını kavramak için uygulanabilir. Uranüs, Neptünve hatta dış gezegenler.
‘Çalışmamız, güneş rüzgarı ile gezegensel dönüş arasındaki karmaşık etkileşimi ortaya çıkararak farklı gezegenlerdeki auroralar hakkında daha derin bir anlayış sağladı. Bu bulgular yalnızca güneş sistemimizdeki auroralar hakkındaki bilgimizi geliştirmekle kalmayacak, aynı zamanda potansiyel olarak gezegen dışı sistemlerdeki auroraların incelenmesine de uzanacak,’ dedi Baş Araştırmacı ve projenin ilk yazarı Profesör Binzheng Zhang.
Liege Üniversitesi STAR Enstitüsü Başkanı ve projenin ortak yazarı Profesör Denis GRODENT, “1979’dan bu yana Dünya ve Jüpiter’deki auroraların farklı olduğunu öğrendik. Bunların tek bir çerçeveyle açıklanabilmesi büyük bir sürpriz” dedi.
Bu araştırma, gezegensel manyetik alanların güneş rüzgarıyla etkileşime girerek aurora görüntülerini nasıl yönlendirdiğine dair temel anlayışımızı ilerletmek suretiyle, güneş sisteminin manyetik ortamlarının izlenmesi, tahmin edilmesi ve keşfedilmesi için önemli pratik uygulamalara sahiptir.
Bu çalışma aynı zamanda gezegenler arası aurora desenlerini anlamada önemli bir dönüm noktasını temsil ediyor ve çeşitli gezegensel uzay ortamları hakkındaki bilgimizi derinleştirerek, hayal gücümüzü ele geçirmeye devam eden büyüleyici göksel ışık gösterilerine yönelik gelecekteki araştırmalara zemin hazırlıyor.
Referans: B. Zhang, Z. Yao, OJ Brambles, PA Delamere, W. Lotko, D. Grodent, B. Bonfond, J. Chen, KA Sorathia, VG Merkin ve JG Lyon tarafından hazırlanan “Farklı gezegenlerin küresel aurora morfolojileri için birleşik bir çerçeve”, 20 Mayıs 2024, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-024-02270-3