İyonosfer adı verilen yoğun bir molekül katmanı ve elektrik yüklü parçacıklar, gezegenin yüzeyinin yaklaşık 35 mil (60 kilometre) yukarısında başlayıp 1.000 kilometrenin (620 mil) ötesine uzanan Dünya'nın üst atmosferinde asılıdır. Yukarıdan gelen güneş radyasyonu atmosferik tabakada asılı partikülleri temizler. Aşağıdan gelen radyo sinyalleri iyonosferden zemindeki enstrümanlara geri döner. İyonosferin manyetik alanlarla örtüştüğü yerde, gökyüzü görülmesi inanılmaz parlak ışıklı ekranlarda patlar.
İyonosfer nerede?
Dünya atmosferini, 50 km kadar başlayan mezosfer ve 85 km'den başlayan termosfer dahil olmak üzere birçok farklı katman oluşturur. UCAR Bilim Eğitim Merkezi'ne göre, iyonosfer, D, E ve F katmanları olarak etiketlenmiş mezosfer ve termosfer içindeki üç bölümden oluşur.
Aşırı ultraviyole radyasyon ve güneşten gelen X-ışınları, atmosferin bu üst bölgelerini bombalayarak, bu katmanlar içinde tutulan atomlara ve moleküllere çarpıyor. Güçlü radyasyon, negatif yüklü elektronları parçacıklardan ayırır ve bu parçacıkların elektrik yükünü değiştirir. Ortaya çıkan serbest elektron bulutu ve iyon denilen yüklü parçacıklar "iyonosfer" ismine yol açtı. İyonize gaz veya plazma, daha yoğun, nötr atmosfer ile karışır.
İyonosferdeki iyonların konsantrasyonu, Dünya'ya yayılan güneş radyasyonu miktarına göre değişir. İyonosfer gün boyunca yüklü parçacıklar ile yoğunlaşır, ancak yüklü parçacıklar yer değiştirmiş elektronlarla yeniden birleştikçe bu yoğunluk geceleri azalır. NASA'ya göre, iyonosferin tüm katmanları bu günlük döngü sırasında ortaya çıkıyor ve yok oluyor. Güneş radyasyonu da 11 yıllık bir süre boyunca dalgalanır, yani güneş, yıla bağlı olarak az ya da çok radyasyon yayabilir.
Patlayıcı güneş patlamaları ve güneş rüzgarı rüzgarları, iyonosferdeki ani değişiklikleri karıştırır, yüksek irtifa rüzgarları ve aşağıdaki Dünya'da demlenen şiddetli hava sistemleri ile bir araya gelir.
Gökyüzü aydınlat
Güneşin kavurucu sıcak yüzeyi, yüksek yüklü parçacıkların akışını dışarı atar ve bu akışlar güneş rüzgarı olarak bilinir. NASA'nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi'ne göre, güneş rüzgarı uzayda saniyede yaklaşık 40 km hızla uçuyor. Dünyanın manyetik alanına ve aşağıdaki iyonosfere ulaştığında, güneş rüzgarları gece gökyüzünde aurora adı verilen renkli bir kimyasal reaksiyon başlattı.
Güneş rüzgârları Dünya üzerinde kamışladığında, gezegen manyetik alanın arkasında, manyetosfer olarak da bilinen korumalı kalır. Dünya'nın çekirdeğinde erimiş demir çalkalayarak üretilen manyetosfer, her iki direğe doğru güneş radyasyonu yarışı gönderir. Burada yüklü parçacıklar, iyonosferde dönen kimyasallarla çarpışır ve büyü bağlayıcı auroralar üretir.
Bilim adamları, güneşin kendi manyetik alanının, Dünya'nın daha zayıf olanını ezdiğini ve Auroras'ı Gezegenin gece tarafına doğru değiştirdiğini ve Popular Mechanics tarafından bildirildiğini keşfettiler.
National Geographic'e göre Kuzey Kutbu ve Antarktika çemberlerinin yakınında, auroras her gece gökyüzünde ilerliyor. Aurora borealis ve aurora australis olarak bilinen renkli ışık perdeleri, Dünya yüzeyinin yaklaşık 620 mil (1000 mil) üzerinde asılıdır. Auroralar iyonlar alt iyonosferdeki oksijen parçacıklarına çarptığında yeşil-sarı renkte yanar. Kırmızımsı ışık genellikle auroraların kenarları boyunca çiçek açar ve nadiren olsa da, gece gökyüzünde morlar ve maviler de görülür.
Boston Üniversitesi'nde bir jeofizikçi olan Toshi Nishimura, "Aurora'nın nedeni biraz biliniyor, ancak tamamen çözülmedi," dedi. "Örneğin, mor gibi belirli bir aurora rengine neden olan şey hala bir sırdır."
Steve kim?
Auroraların ötesinde, iyonosfer de diğer etkileyici ışık şovlarına ev sahipliği yapar.
Canlı bilim kardeş sitesi Space.com'un daha önce bildirdiğine göre, 2016'da vatandaş bilim adamları, bilim adamlarının açıklamak için mücadele ettiği özellikle göz alıcı bir fenomen gördü. Çoğu auroranın göründüğünden daha güneydeki Kanada'nın üzerinde beyaz ve pembemsi ışıktan parlak nehirler aktı. Bazen, yeşil çizgiler karışıma katıldı. Gizemli ışıklar "Hedge Over" animasyon filmi saygı ile Steve olarak adlandırıldı ve daha sonra kısa bir süre için "Güçlü Termal Emisyon Hız Geliştirme" olarak yeniden adlandırıldı.
New Jersey Teknoloji Enstitüsü'nün uzay hava bilimcisi Gareth Perry, “Yüzlerce yıldır aurora okuyor ve Steve'in ne olduğunu açıklayamadık ve hala söyleyemeyiz” dedi. "Bu ilginç çünkü emisyonları ve özellikleri, en azından optikle, iyonosferde gözlemlediğimiz hiçbir şeye benzemiyor."
Jeofizik Araştırma Mektupları dergisinde 2019 tarihli bir araştırmaya göre, STEVE içindeki yeşil çizgiler, yüklü parçacıkların atmosfere yağdığı için geleneksel auroraların nasıl oluştuğuna benzer şekilde gelişebilir. Bununla birlikte, STEVE'de, iyonosfer içindeki parçacıklar çarpıştığında ve kendi aralarında ısı ürettiğinde ışık nehri parlıyor gibi görünüyor.
İletişim ve navigasyon
İyonosferdeki reaksiyonlar gökyüzünü parlak tonlarla boyamasına rağmen, radyo sinyallerini de bozabilir, navigasyon sistemlerine müdahale edebilir ve bazen yaygın elektrik kesintilerine neden olabilirler.
İyonosfer, 10 megahertz altındaki radyo yayınlarını yansıtarak ordunun, havayollarının ve bilim adamlarının uzun mesafelerdeki radar ve iletişim sistemlerini birbirine bağlamasını sağlar. Bu sistemler en iyi, iyonosfer bir ayna gibi pürüzsüz olduğunda çalışır, ancak plazmada düzensizlikler nedeniyle bozulabilir. GPS iletimleri iyonosferden geçer ve bu nedenle aynı güvenlik açıklarına sahiptir.
Perry, "Büyük jeomanyetik fırtınalar veya uzay hava olayları sırasında, akımlar yerdeki diğer akımları, elektrik şebekelerini, boru hatlarını vb. Tetikleyebilir ve tahribat yaratabilir." Dedi. Böyle bir güneş fırtınası 1989'daki ünlü Quebec karartmasına neden oldu. "Otuz yıl sonra, elektrik sistemlerimiz hala bu tür olaylara karşı savunmasız."
Bilim adamları bölgenin fiziksel ve kimyasal dinamiklerini daha iyi anlamak için radarları, kameraları, uyduya bağlı enstrümanları ve bilgisayar modellerini kullanarak iyonosferi inceliyorlar. Bu bilgi ile donanmış olarak, iyonosferdeki bozulmaları daha iyi tahmin etmeyi ve aşağıdaki zeminde ortaya çıkabilecek sorunları önlemeyi umuyorlar.
