Güneş parçacıklarından gelen Van Allen Kemerleri. İmaj kredisi: NASA / Tom Bridgman. Büyütmek için tıklayın
NASA liderliğindeki bir ekip tarafından yapılan yeni araştırmaya göre, Dünya'yı çevreleyen radyasyon kayışlarındaki “güvenli bölge”, güneş aktivitesindeki zirveler sırasında yükseklik ve enlemde daha yüksek hareket ediyor. Güvenli bölge, radyasyon kuşağı bölgesinde uçması gereken herhangi bir potansiyel uzay aracına daha az radyasyon yoğunluğu sunar.
NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden Greenbelt, Dr.Fing Fung, Dr. 22 Şubat Jeofizik Araştırma Mektupları çizgi sürümü.
Ekip, sonuçlarını 1978-1999 yılları arasında Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi'nin kutup yörüngesindeki meteorolojik uzay aracı serisinden “Van Allen radyasyon kuşağı” içeren yüksek hızlı parçacıkların (elektronlar) ölçümlerine dayandırdı. kutup yörüngelerinde, belirli bir enlem aralığında daha az radyasyon kuşağı partikülü tespit ettiler ve bu da uzay aracı tarafından güvenli bölge geçişlerini gösterdi. Araştırmacılar, güneş asgari adı verilen nispeten düşük güneş aktivitesi dönemlerinde alınan verileri, güneş enerjisi maksimum denilen pik güneş aktivitesi dönemlerinden alınan verilerle karşılaştırdı. Güvenli bölge konumunda, maksimum güneş enerjisi sırasında daha yüksek enlemlere ve dolayısıyla rakımlara doğru bir kayma fark ettiler.
Radyasyon kayışları görünür olsaydı, Dünya'nın en içteki çöreklerin “deliğinde” bir diğeri içinde Dünya ile bir çift çörek benzeyeceklerdi. “Yuva bölgesi” adı verilen güvenli bölge, iç ve dış halka arasında bir boşluk olarak görünecektir. Kayışlar aslında Dünya'nın manyetik alanında tutulan yüksek hızlı elektrik yüklü parçacıklardan (elektronlar ve atom çekirdeği) oluşur.
Dünya'nın manyetik alanı, Güney Kutup bölgesinden uzaya ve tekrar Kuzey Kutup bölgesine doğru ortaya çıkan manyetik kuvvet çizgileriyle temsil edilebilir. Radyasyon kayışı parçacıkları yüklendiğinden, hareketleri manyetik kuvvet çizgileri tarafından yönlendirilir. Sıkışan parçacıklar, alan çizgilerinin etrafında dönerken kutuplar arasında sıçrayacaktır.
Çok Düşük Frekanslı (VLF) radyo dalgaları ve arka plan gazı (plazma) da bu bölgede sıkışmıştır. Tıpkı bir ışık demetini bükebilen bir prizma gibi, plazma VLF dalga yayılım yollarını bükerek dalgaların Dünya'nın manyetik alanı boyunca akmasına neden olabilir. VLF dalgaları radyasyon kuşağı parçacıkları ile etkileşerek, enerjilerinin bir kısmını çıkararak ve yönlerini değiştirerek güvenli bölgeyi temizler. Bu, parçacıkların sıçradığı (ayna noktası denir) kutup bölgelerinin üzerindeki yeri indirir. Sonunda, ayna noktası o kadar alçalır ki Dünya atmosferinde olur. Bu olduğunda, sıkışan parçacıklar atmosferik parçacıklarla çarpışır ve kaybolur.
Ekibe göre, güvenli bölge, VLF dalgalarının parçacıkları tekmelemesi için koşulların elverişli olduğu bir bölgede yaratılıyor. Araştırmaları, bu bölgenin konumunun güneş faaliyet döngüsü ile değişebileceğinin ilk göstergesidir. Güneş, maksimumdan minimuma ve tekrar geri 11 yıllık bir faaliyet döngüsünden geçer. Maksimum güneş ışığı sırasında, artan güneş ultraviyole (UV) radyasyonu Dünya'nın üst atmosferini, iyonosferi ısıtarak genişlemesine neden olur. Bu, Dünya'nın manyetik alanında sıkışan plazmanın yoğunluğunu arttırır.
VLF dalga-parçacık etkileşimi için uygun koşullar, plazma yoğunluğu ve manyetik alan gücünün spesifik kombinasyonuna bağlıdır. Plazma yoğunluğu genellikle rakımla azalsa da, iyonosferin güneş enerjisi maksimum sırasında genişlemesi, plazmayı güvenli bölgenin güneş-minimum irtifasında yoğunlaştırır ve güvenli bölgenin uygun plazma yoğunluğunu daha yüksek bir rakama doğru zorlar. Buna ek olarak, manyetik alan şiddeti yükseklikle birlikte azalır. Daha yüksek rakımlarda güvenli bölge için uygun manyetik alan gücünü bulmak için, manyetik alan çizgilerinin daha yoğun ve dolayısıyla daha güçlü olduğu kutuplara (daha yüksek enlemler) doğru göç etmesi gerekir.
Fung, “Bu keşif, güvenli bölgeyi oluşturan birincil dalga-parçacık etkileşim bölgesi aramasının daraltılmasına yardımcı oluyor” dedi. “Bilinen bir uzay aracı şu anda güvenli bölgeyi kapsamlı bir şekilde kullanmasa da, bilgimiz bölgeden yararlanmak isteyen gelecekteki görevlerin planlanmasına ve operasyonlarına yardımcı olabilir.”
Araştırmacılara göre, keşifleri, Magnetosferik Durum Sorgu Sistemi adı verilen ekip tarafından geliştirilen yeni bir veri seçme ve alma aracı ile sağlandı. Araştırma NASA ve Ulusal Araştırma Konseyi tarafından finanse edildi. Ekipte Fung, Dr. Xi Shao (Ulusal Araştırma Konseyi, Washington) ve Dr. Lun C. Tan (QSS Group, Inc., Lanham, Md.) Yer alıyor.
Orijinal Kaynak: NASA Haber Bülteni
