Güneş, aktivitesinin zirvesine ulaşıyor; işte bu, daha fazla kutup ışığına ve güneş fırtınalarına neden olabilir

Son zamanlarda dünya çapında normalden çok daha fazla insan görebildi. kuzey ve güney ışıkları çıplak gözle yukarıdan bakın. Bu alışılmadık olay, Dünya’nın manyetik alanının hareketini etkileyen çok güçlü bir güneş fırtınası tarafından tetiklendi.

Güneş 11 yıllık bir döngüde maksimum aktivite noktasına ulaşıyor. Bu, daha fazla patlayıcı parçacık dökülmesini bekleyebileceğimiz anlamına gelir. Doğru koşullar sağlandığında, bunlar sonuçta gökyüzündeki güzel kutup ışıklarının yanı sıra elektrik şebekeleri ve yörüngedeki uydular gibi altyapılara zarar verebilecek jeomanyetik fırtınaları da oluşturur.

Peki bu fenomenlere neden olan gerçekte neler oluyor? Kuzey ve Güney Işıkları genellikle çok yüksek ve çok alçak enlemlerle sınırlıdır. Güneşten gelen yüksek enerjili parçacıklar, güneşin manyetik alanı tarafından yönlendirilerek Dünya’ya doğru akar. Yeniden bağlanma olarak bilinen bir süreçte Dünyanın manyetik alanına aktarılırlar.

Bu gerçekten hızlı ve sıcak parçacıklar daha sonra oksijen, hidrojen veya nitrojen gibi nötr, soğuk atmosferik bir parçacığa çarpana kadar Dünya’nın manyetik alan çizgileri (mıknatıs kuvvetinin yönü) boyunca hızla ilerleyerek giderler. Bu noktada enerjinin bir kısmı kayboluyor ve bu da yerel çevreyi ısıtıyor.

Ancak atmosferik parçacıklar enerjik olmayı sevmez, dolayısıyla bu enerjinin bir kısmını görünür ışık aralığında serbest bırakırlar. Şimdi, hangi elementin çok sıcak olduğuna bağlı olarak, elektromanyetik spektrumun görünür ışık aralığında yayılan farklı dalga boyları kümesini ve dolayısıyla renkleri göreceksiniz. Bu, yüksek enlemlerde ve güçlü güneş olayları sırasında daha düşük enlemlerde görebildiğimiz auroraların kaynağıdır.

Auroradaki maviler ve morlar nereden geliyor? nitrojen, yeşiller ve kırmızılar ise oksijenden. Bu özel süreç her zaman gerçekleşir, ancak Dünya’nın manyetik alanı şekil olarak bir manyetik alana benzer olduğundan çubuk mıknatısgelen parçacıkların enerjilendirdiği alan çok yüksek ve alçak enlemlerdedir (Kuzey Kutup Dairesi veya genel olarak Antarktika).

Peki, kuzey yarımkürede aurora’yı çok daha güneyde görmemizi sağlayacak ne oldu?

Okulda hatırlayabilirsin demir tozlarını serpmek Manyetik alanla nasıl hizalandıklarını görmek için bir mıknatısın üstündeki bir kağıda. Deneyi birden çok kez tekrarlayabilir ve her seferinde aynı şekli görebilirsiniz.

Dünyanın manyetik alanı aynı zamanda sabittir ancak güneşin ne kadar güçlü olduğuna bağlı olarak sıkıştırılıp serbest bırakılabilir. Bunu düşünmenin kolay bir yolu, yarı şişmiş iki balonun birbirine bastırıldığını hayal etmektir.

Bir balonu daha fazla gaz ekleyerek şişirirseniz, basınç artacak ve küçük balonu geri itecektir. Bu ekstra gazı serbest bıraktığınızda, küçük balon gevşer ve geri itilir.

Bizim açımızdan bu basınç ne kadar güçlü olursa ilgili manyetik alan çizgileri ekvatora o kadar yaklaşır, yani auroralar görülebilir.

Olağanüstü fırtınalar

Potansiyel problemlerin de ortaya çıktığı yer burasıdır: Hareketli bir manyetik alan, bir akım oluşturmak elektriği ileten her şeyde.

Modern altyapı için en büyük akımlar enerji hatlarında, tren raylarında ve yer altı boru hatlarında üretilir. Bu hareketin hızı da önemlidir ve manyetik alanın “normalden” ne kadar bozulduğu ölçülerek takip edilir. Araştırmacılar tarafından kullanılan bu tür ölçümlerden birine denir. rahatsız fırtına zamanı endeksi.

Bu ölçüme göre, 10 ve 11 Mayıs’taki jeomanyetik fırtınalar olağanüstü derecede güçlüydü. Bu kadar kuvvetli bir fırtınada elektrik akımlarının oluşması tehlikesi vardır. Elektrik hatları en fazla risk altındadır ancak elektrik santrallerinde yerleşik korumalardan yararlanmıştır. Bunlar, başından beri odak noktası olmuştur. 1989 jeomanyetik fırtınası Kanada’nın Quebec kentinde bir güç transformatörünü eriten olay saatlerce elektrik kesintisine neden oldu.

Daha fazla risk altında olan metal boru hatlarıdır. içlerinden elektrik akımı geçtiğinde paslanırlar. Bu anlık bir etki değildir ancak aşınan malzemenin yavaş yavaş birikmesi söz konusudur. Bunun altyapı üzerinde çok güçlü bir etkisi olabilir ancak tespit edilmesi çok zordur.

Yerdeki akıntılar bir sorun olsa da, daha da büyük bir sorundur. uzayda meydan okuma. Uydularda sınırlı miktarda topraklama vardır ve bir elektrik dalgalanması aygıtlara ve iletişimlere zarar verebilir. Bir uydu bu şekilde iletişimini kaybettiğinde, zombi uydu olarak anılır ve genellikle tamamen kaybolur; bu da çok yüksek bir yatırım kaybına neden olur.

Dünyanın manyetik alanındaki değişiklikler aynı zamanda içinden geçen ışığı da etkileyebilir. Bu değişikliği göremiyoruz, ancak konum okuması cihazınız ile uydu arasında geçen süreye bağlı olduğundan GPS tarzı konum sisteminin doğruluğu büyük ölçüde etkilenebilir. Elektron yoğunluğunun (sinyalin yolundaki parçacık sayısı) artması, dalganın bükülmesine neden olur, bu da cihazınıza ulaşmasının daha uzun sürmesi anlamına gelir.

Aynı değişiklikler şunları da etkileyebilir: uydu internetin bant genişliği hızı ve gezegenin radyasyon kuşakları. Bunlar, yüzeyden yaklaşık 13.000 km uzakta, çoğunlukla elektronlardan oluşan yüksek enerjili yüklü parçacıklardan oluşan bir simittir. Jeomanyetik fırtına olabilir bu parçacıkları itin alt atmosfere. Burada parçacıklar müdahale edebilir Uçakların kullandığı yüksek frekanslı (HF) radyo ve ozon konsantrasyonlarını etkiler.

Auroralar Dünya ile sınırlı değildir; pek çok gezegende bunlara sahiptir ve bu gök cisimlerindeki manyetik alanlar hakkında bize çok şey anlatabilirler. Auroraları simüle etmek için kullanılan özel bir aparat, ilk olarak 1900’lerin başında Norveçli bilim adamı tarafından geliştirilen “planeterella”dır. Kristian Birkeland.

Manyetik bir küre (Dünyayı temsil eder) bir vakum odasına yerleştirilir ve küreye elektronların ateşlenmesiyle güneş rüzgarı simüle edilir. Birleşik Krallık’taki üniversitelerde bu araçlardan ikisine sahibiz ve burada, Nottingham Trent Üniversitesi’nde yakın zamanda bir öğrencinin bütçe versiyonu Bir Yüksek Lisans projesi olarak.

Manyetik alan gücünü ve nesneler arasındaki mesafeyi değiştirerek auroraların nasıl değiştiğini gözlemleyebilirsiniz. Emisyon, %72 nitrojen atmosferinde bekleneceği üzere çoğunlukla mor renktedir. Dünya’da auroranın görülebileceği tepe noktasında güçlü bir emisyon halkası beliriyor ve bu halka, manyetik alan gücüne bağlı olarak enlemde yukarı ve aşağı hareket ediyor.

Bir doğa olayı olarak auroralar muhteşemdir. Ancak daha da iyisi, her güçlü jeomanyetik fırtınada, gelecekteki olaylardan kaynaklanabilecek olası hasarlara karşı korunmaya yardımcı olacak iyileştirmeler yapıyoruz.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altındadır. Okumak orijinal makale.