Alaska Fairbanks Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, Dünya’nın manyetosferine önemli miktarda yıldırım enerjisi taşıyan yeni bir tür elektromanyetik dalga keşfettiler. Science Advances dergisinde yayınlanan keşif, Dünya’nın radyasyon kuşaklarının ve bunların uzay teknolojisi üzerindeki etkisinin anlaşılması açısından önemli sonuçlar doğurabilir.
Emekli profesör Vikas Sonwalkar ve yardımcı doçent Amani Reddy, “aynadan yansıyan düdük” adını verdikleri yeni bir dalga türü keşfettiler. Bu dalga, alçak enlemlerden iyonosfere giren yıldırım enerjisini manyetosfere aktarır. Enerji, karşı yarımkürede yaklaşık 55 mil (yaklaşık 88,5 kilometre) yükseklikte iyonosferin alt sınırı tarafından yukarıya doğru yansıtılır.
Önceleri, düşük enlemlerde iyonosfere giren yıldırım enerjisinin iyonosferde kaldığına ve radyasyon kuşaklarına ulaşmadığına inanılıyordu. Ancak Sonwalkar ve Reddy’nin araştırması, bu yeni dalga türünün önemli miktarda yıldırım enerjisini manyetosfere aktarabildiğini gösterdi.
“Toplum olarak uzay teknolojisine bağımlıyız. Modern iletişim ve navigasyon sistemleri, uydular ve astronotları taşıyan uzay araçları, elektronik cihazlara zarar verebilecek ve kansere neden olabilecek radyasyon kuşaklarından gelen enerjik parçacıklarla karşılaşmaktadır. Radyasyon kuşaklarının ve onları etkileyen karasal yıldırım tarafından üretilen dalgalar da dahil olmak üzere çeşitli elektromanyetik dalgaların daha iyi anlaşılmasının, uzaydaki insan faaliyetleri üzerinde önemli etkileri vardır” dedi Sonwalkar.
Sonwalkar ve Reddy’nin keşfi, bir hoparlör aracılığıyla çalındığında ıslık sesi çıkardığı için “aynadan yansıyan ıslık” adını verdikleri bir tür ıslık dalgasıdır.
İyonosfere daha yüksek enlemlerde giren yıldırım enerjisi, manyetosferik olarak yansıyan düdük adı verilen ve manyetosfer içinde bir veya daha fazla yansımaya uğrayan başka bir tür düdük olarak manyetosfere ulaşır.
İyonosfer, Dünya’nın üst atmosferinin yüksek konsantrasyonda iyon ve serbest elektronlarla karakterize edilen bir katmanıdır. Güneş radyasyonu ve kozmik ışınlar tarafından iyonize edilir, bu da onu radyo dalgalarını yansıtıp değiştirdiğinden radyo iletişimi için iletken ve kritik hale getirir.
Dünyanın manyetosferi, gezegeni çevreleyen ve Dünya’nın manyetik alanı tarafından oluşturulan uzay bölgesidir. Çoğu güneş rüzgarı parçacığının atmosfere ulaşarak hayata ve teknolojiye zarar vermesini önleyen koruyucu bir bariyer sağlar.
Sonwalkar ve Reddy’nin araştırması, manyetosferde her iki tür ıslıkçının da bir arada bulunduğunu gösteriyor; aynasal yansımalı ıslıkçılar ve manyetosferik yansımalı ıslıkçılar.
Yazarlar, çalışmalarında NASA’nın 2012’de fırlatılan ve 2019’a kadar faaliyet gösteren Van Allen Problarından elde edilen plazma dalgası verilerini ve Dünya Çapında Yıldırım Algılama Ağı’ndan alınan yıldırım verilerini kullandılar.
Çalışmanın yazarları, speküler olarak yansıyan ıslık sesi göz önüne alındığında, manyetosfere ulaşan yıldırım enerjisinin iki katına çıktığını gösteren bir dalga yayılımı modeli geliştirdiler.
Van Allen sondaları kullanılarak elde edilen plazma dalgası verilerinin analizi, aynasal olarak yansıyan uğultu seslerinin yaygın bir manyetosferik fenomen olduğunu gösterdi.
Şimşeklerin çoğu, fırtına oluşumuna yatkın tropik ve subtropikal bölgeler olan alçak enlemlerde meydana gelir.
Sonwalkar, “Bu, aynasal olarak yansıyan ıslık çalanların, manyetosferik olarak yansıyan ıslık çalanların taşıdığı enerjiye kıyasla, muhtemelen daha fazla yıldırım enerjisini manyetosfere taşıdıkları anlamına geliyor” dedi.
Yıldırımın ürettiği ıslık dalgalarının radyasyon kuşaklarının fiziği üzerindeki etkisi ve bunların manyetosferik plazmaların uzaktan algılanmasında kullanımı 1950’lerden beri araştırılmaktadır.