NASA’nın MAVEN Uzay Aracı Mars’ta Alışılmadık Aurora Oluşturan “Kayıp” Elektronları Buldu

Auroralar, Dünya’dan gece gökyüzünde genellikle kutupların yakınlarında renkli ışıkların hayaletimsi görüntüleri olarak görünürler. Bizim kayalık komşumuz Mars da auroralara sahiptir. NASA’nın MAVEN uzay aracı yeni bir tip Mars aurorası buldu. Bu aurora, kızıl gezegenin görülmesi çok zor olan gündüz yani aydınlık yüzünün çoğunda meydana geliyor.

Enerjik parçacıklar, atmosferden geçerken gaz ile etkileşime girer ve aurora parlamalarına sebep olur. Bu doğal olaya daha çok elektronlar sebep olur ama bazen nadir olsa da protonlar da aynı şekilde bir etkiye sebep olabilir. Şimdi MAVEN ekibi genellikle elektronların Dünya’da yaptığı aynı şeyin Mars’ta da protonların yaptığını öğrendiler.

Bu olay özellikle Güneş güçlü proton atımları yaptığında gerçekleşir ki bu da hidrojen atomlarının yoğun ısı tarafından tek elektronları koparıldığında olur. Güneş, prontonları güneş rüzgarları adı verilen düzensiz bir akışta saatte 3 milyon km’den fazla hızla fırlatır.

Bu animasyon Mars’taki proton aurorasını gösteriyor. Öncelikle yüksek hızlı güneş rüzgarı gezegenin etrafındaki hidrojen bulutuna ulaşıyor. Proton, Mars’ın etrafındaki hidrojenden elektron çalıyor. Atom artık nötr olduğu için normalde yüklü parçacıklara engel teşkil eden manyetik kalkanı geçiyor. Son olarak hidrojen atomu Mars’ın atmosferine giriyor ve gaz molekülleri ile çarpışarak moröte ışık yayıyor. Görsel: NASA/MAVEN/Goddard Space Flight Center/Dan Gallagher

MAVEN ekibi Mars’ın atmosferini Moröte Tayfçeker (IUVS) ile inceledi ve ara sıra Mars’ın üst atmosferinde gizemli bir şekilde hidrojen gazından gelen morötesi ışınımı bir kaç saat boyunca gözlemlediler. Daha sonra bu parlamalar meydana geldiğinde başka bir MAVEN cihazı olan Güneş Rüzgarı İyon Analizörü (SWIA) güneş rüzgarı protonlarının arttığını ölçtü.

Proton auroralarının MAVEN gözlemleri. Üstte, güneş rüzgarlarının doğal akışının değişkenliği ile Mars’ı bombardımanı. Altta, MAVEN moröte tayfçekerinde güneş rüzgarlarının arttığı zaman mor öte ışınımında görülen artış. Görsel: NASA/MAVEN/University of Colorado/LASP/Anil Rao

Ama bu tür auroraların ilk bakışta imkansız yapan iki bilinmez var: protonlar, normalde gezegenin etrafında güneş rüzgarlarının yüklü parçacıklarını yönlendiren ve gezegenin “bow shock” olarak adlandırılan manyetik kalkanı nasıl geçti? Ayrıca atomların bunu yapabilmesi için elektronlara ihtiyacı varken protonlar nasıl ışık verebilir?

23 Temmuz’da Nature Astronomy’de bu araştırma ile ilgili bir makalenin başyazarı olan Clorado Üniversitesi Atmosferik ve Uzay Fiziği Labaratuvarından Justin Deighan “Bunun cevabı hırsızlık,” diyerek olayı özetlemiş oldu. “Güneş rüzgarlarıyla gelen protonlar, Mars’a yaklaştıkça gezegeni çevreleyen dev hidrojen bulutlarının dış kenarlarından çalınan elektronlar tarafından nötr atomlara dönüştürülürler. Manyetik kalkan sadece yüklü parçacıkları yönlendirebilir böylece nötr olanlarda yollarına devam eder.” Bu yüksek hızla gelen parçacıklar atmosfere çarptığında, enerjilerinin bir kısmı insan gözü ile görülemeyen ama bir takım gözlem aletleri ile (MAVEN’daki IUVS gibi) tespit edilebilen morötesi ışınım olarak yayarlar. Aslında, gelen bir atom atmosferdeki moleküller ile binlerce kez çarpışarak yavaşlamadan önce morötesi fotonların bir çoğunu yayar.

Iowa Üniversitesi’nden, SWIA aracından sorumlu Jasper Halekas: “Mars proton aurorası bir ışık şovundan daha fazlasıdır. Güneş rüzgarları protonlarının manyetik kalkandan nasıl gizlice geçtiğini ve atmosferi etkilediğini, enerjiyi nasıl arttırdığını ve hatta orada hidrojen içeriğini nasıl yükselttiğini göstererek güneş rüzgarlarının tam olarak Mars çevresinden dağıtılmadığını ortaya çıkarıyor.”

Proton auroraları Dünya’da da meydana geliyor ama Mars’daki kadar sık değil. En önemli farklardan biri Dünya’nın, güneş rüzgarlarını Mars’a göre kendinden daha uza dış kısımlarda yönlendirebilen güçlü manyetik alanıdır. Yeryüzünde, proton auroraları sadece kutuplara yakın çok küçük bölgelerde olurken Mars’da her yerde olabilir.

Ama proton auroraları Venüs’te ve Satürn’ün uydusu Titanda da yaygın olarak görülebilir. Mars gibi bu iki dünyada manyetik alan açısından yoksundur ve üst atmosferlerinde paylaşmak için bol miktarda elektron ile birlikte çok fazla hidrojen barındırırlar. Daha ileri bakıldığında diğer yıldızların yörüngesinde dönen birçok gezegenin aynı şartlara ve muhtemelen proton auroralarına sahip olmaları mümkündür.

 

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.