Güneş rüzgarı manyetosfere çarptığında, bilim adamları tarafından Kelvin-Helmholtz dalgaları olarak bilinen kırılma dalgaları yaratır. Araştırmacılar, bu dalga aktivitesinin mevsimsel olduğunu buldu; ilkbahar ve sonbahar mevsimlerinde (ekinokslar) artar ve yaz ve kış (gündönümü) civarında azalır. Kredi: S. Kavosi ve H. Nykyri / Embry-Riddle Havacılık Üniversitesi
Embry-Riddle Havacılık Üniversitesi’ndeki araştırmacılara göre, “uzay dalgaları” ile ilgili yeni anlayışlar, daha kesin uzay hava durumu tahminlerine ve radyasyon kuşaklarından geçen uydular için daha güvenli navigasyona yol açabilir.
Grubun dergide yayınlanan son bulguları Doğa İletişimiDünya’nın mevsimsel ve günlük olarak değişen ve Güneş’e doğru veya Güneş’ten uzaklaşan manyetik eğimindeki dalgalanmaların, büyük dalga boylu uzay dalgalarındaki değişiklikleri tetikleyebileceğini göstermektedir.
Kelvin-Helmholtz dalgaları olarak bilinen bu kırılma dalgaları, güneş rüzgarı ile Dünya’nın manyetik kalkanı arasındaki sınırda meydana gelir. Araştırmacılar, dalgaların ilkbahar ve sonbahar mevsimlerinde çok daha sık meydana geldiğini, dalga aktivitesinin ise yaz ve kış aylarında zayıf olduğunu bildirdi.
Gibi plazma veya güneş rüzgarı, Güneş’ten saatte 1 milyon mile varan hızlarda akar, enerjiyi, kütleyi ve momentumu gezegenin manyetik kalkanına doğru iter. Aynı zamanda uzay dalgalarını da kamçılıyor.
Hızlı hareket eden güneş rüzgarı doğrudan Dünya’nın manyetik kalkanından geçemez, bu nedenle manyetosfer boyunca gümbürderek Kelvin-Helmholtz dalgalarını 15.000 kilometre (km) yüksekliğe ve 40.000 km uzunluğa kadar devasa zirvelerle iter.
Astronot Güvenliği ve Uydu Haberleşmesi
Bir araştırma görevlisi olan Dr. Shiva Kavosi, “Bu dalgalar aracılığıyla, güneş rüzgarı plazma parçacıkları manyetosfere yayılabilir ve enerjik parçacıkların radyasyon kuşağı akışlarında – tehlikeli radyasyon bölgeleri – varyasyonlara yol açabilir, bu da astronot güvenliğini ve uydu iletişimini etkileyebilir” dedi. Embry-Riddle’da ve makalenin ilk yazarı. “Yerde, bu olaylar elektrik şebekelerini ve Küresel Konumlandırma Sistemlerini etkileyebilir.”
Uzay dalgalarının özelliklerini ve yoğunlaşmalarına neden olan mekanizmaları uzay havasını anlamanın ve tahmin etmenin anahtarı olduğunu anlatan Kavosi, şunları kaydetti: “Uzay hava olayları artan bir tehdit oluşturuyor, ancak çoğu durumda onu tam olarak neyin kontrol ettiğini anlamıyoruz. Uzay havası bozukluklarının ardındaki mekanizmaları anlamada yapabileceğimiz herhangi bir ilerleme, tahmin ve uyarı sağlama yeteneğimizi geliştirecektir.”
Jeomanyetik aktivitenin mevsimsel ve günlük değişimlerinin nedenlerini anlamaya çalışırken, alandaki araştırmacılar birkaç farklı hipotez öne sürdüler. Örneğin, ilk olarak 1973’te açıklanan Russell-McPherron (RM) etkisi, Dünya’nın dipol eğimi ile Güneş’in ekvatorunun yakınındaki küçük bir manyetik alanın etkileşimine dayanarak, kutup ışıklarının ilkbahar ve sonbaharda neden daha sık ve daha parlak olduğunu açıklıyor.
Embry-Riddle’da Fizik Profesörü ve Uzay ve Atmosfer Araştırmaları Merkezi’nin müdür yardımcısı Dr. jeomanyetik faaliyetlerin mevsimsel değişiminin açıklaması. Dünya’nın dipol eğimine dayanan ekinoks odaklı olaylar ve RM etkileri aynı anda işleyebilir.”
Nykyri, gelecekte, güneş rüzgarı ve manyetosferdeki uzay aracı takımyıldızlarının, uzay havası olaylarının karmaşık, çok ölçekli fiziğini daha tam olarak açıklayabileceğini ekledi. “Böyle bir sistem, uzay hava durumuyla ilgili gelişmiş uyarıların operatörleri roket fırlatmaları ve elektrik şebekeleri hakkında bilgilendirmesine izin verecektir” dedi.
“Nature Communications” makalesi, “KH dalgalarının aktivitesinin, zamanın bir fonksiyonu olarak manyetopoz boyunca KHI’yi modüle etmede dipol eğiminin kritik rolünü gösteren mevsimsel ve günlük değişimler gösterdiği” sonucuna varıyor.
Referans: “Yersel manyetopozda Kelvin-Helmholtz Instability’nin mevsimsel ve günlük varyasyonları”, S. Kavosi, J. Raeder, JR Johnson, K. Nykyri ve CJ Farrugia, 4 Mayıs 2023, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-023-37485-x
Çalışma tarafından finanse edildi NASA hibelerin yanı sıra New Hampshire Üniversitesi’ndeki Manyetosferik Çok Ölçekli Misyon’dan (MMS) destek.
