Van Allen Radyasyon Kuşakları

Van Allen Radyasyon Kuşakları
MsXLabs.org & Temel Britannica

Sponsorlu Bağlantılar

Manyetik alanın temel özelliği hareket eden elektrik yüklerine kuvvet uygulamasıdır. Bu nedenle bir manyetik alan, elektron ve proton gibi yüklü parçacıkları alan çizgileri boyunca ileri ve geri spiral şeklinde hareket etmeye zorlayarak tuzaklayabilir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi yüklü parçacıklar alan çizgilerinin birbirine yakın ve spirallerin sıkışık olduğu “ayna noktası” nda yansıtılır. 1950’ lerin sonlarında yapılan uzay araştırmalarında dünyanın, Van Allen radyasyon kuşağı diye adlandırılan çok yoğun yüklü parçacıklardan oluşan iki bölgeyle kuşatıldığı keşfedildi.
İç ve dış Van Allen kuşakları yukarıdaki şekilde gösterilmiştir. Bu yüklü parçacıkların asıl kaynağı güneş rüzgarı denilen güneşten gelen parçacıklar sağanağıdır. Kuzey ve güney ışıkları dünyanın manyetik alanı tarafından tuzaklanan bu yüklü parçacıklar tarafından oluşturulur

Van Allen kuşakları, Dünya'yı çevre­leyen ışınım kuşakları ya da bölgeleridir. Dünya'nın magnetik alanının etkisiyle biçim­lenen bu kuşaklar elektrik yüklü parçacıkları yakalayarak magnetik alan çizgilerince belir­lenmiş bölgelerde "kapan"da tutarlar (bak. Magnetizma). Magnetik alan çizgileri Kuzey Kutbu'ndan çıkar, dev yaylar halinde Dünya' nın çevresine yayılır ve Güney Kutbu'nda tek­rar Dünya'ya girer. Yüklü parçacıkların bü­yük bölümü, yeryüzünden biri 5.500 km, öbü­rü 14.000 km yukarıda ve ekvatora paralel olarak uzanan iki kaim kuşak içinde tutulur. Van Ailen adıyla anılan bu kuşaklar, Dünya' yı dış uzaydan gelen yüksek enerjili parçacık­lara karşı korur. Kuşaklann en zayıf olduğu kutup bölgelerinde ise bu parçacıklar Dünya atmosferine çarparak kuzey ve güney ışığı de­nen kutup ışıklarına neden olur (bak. Kutup Işıkları). Van Ailen kuşaklarını, 1958'de "Explorer ı" yapma uydusuyla gerçekleştirdiği bir deney sonucunda ABD'li fizikçi James A. Van Ailen keşfetmiştir.
Dünya'nın güçlü bir magnetik alanı vardır. Dünya'ya benzer gezegenler olan Merkür, Venüs ve Mars ile bunların uydularından (bak. Güneş Sistemi) hiçbirinde bu kadar güç­lü bir magnetik alan ve dolayısıyla da önemli bir Van Ailen kuşağı yoktur. Buna karşılık Jüpiter'in çok güçlü bir magnetik alanı vardır ve bu gezegenin Van Ailen kuşaklan çok ge­niştir. Van Ailen kuşaklan, güneş rüzgârı de­nen ve Güneş'ten "üflenen" yüksek enerjili parçacıklardan oluşan akıntıdan büyük ölçü­de etkilenir (bak. Güneş). Bu parçacıklar ışı­nım kuşaklarını Güneş'ten öteye doğru "üfler". Güneş rüzgânndaki değişimler kuşakla­nn koruyucu özelliğini de etkiler. Bunun hava durumunu da etkilediği sanılmaktadır. Güneş rüzgânnın yüklü parçacıkları ile Dünya'nın magnetik alanının etkileşimde bulunduğu böl­geye magnetosfer denir.

Dünya'yı Çevreleyen İç Radyasyon Kuşağı Düşünülenden Daha Zayıf!

NASA'nın bilim adamları, Dünya'yı çevreleyen iç radyasyon kuşağının, parçacık yükü ve elektron hızı bakımından düşünüldüğünden çok daha zayıf olduğunu belirledi. NASA'nın "Van Allen Kuşakları" adı verilen, Dünya'yı çevreleyen iki halka biçimli radyasyon bölgesinin incelenmesi için 2012 yılında uzaya yolladığı iki keşif aracının yaptığı son ölçümlerde, radyoaktif tehlike arz eden yüksek hızlı ve enerjili elektronların iç Van Allen halkasında yok denilecek kadar seyrek olduğu tespit edildi.

Güneş rüzgarlarının sürüklediği parçacıkların Dünya'nın manyetik alanına yakalanmasıyla oluşan ve atmosferi Güneş ışınlarının yaydığı radyasyondan koruyan kuşaklarda ölçümler yapan keşif araçları, Manyetik Elektron ve İyon Spektometresi (MagEIS) denilen ölçüm tekniği sayesinde ilk kez radyoaktiviteyi oluşturan süper-hızlı elektronlar ile yüksek enerjili protonları ayırt edebildi.

Elektron Varlığı Neredeyse Yok Hükmünde!

Bilim adamları bu sayede iç halkanın daha önce sanıldığı gibi yüksek hızlı sert elektronlar yerine, enerji bakımından düşük elektronlarla, yüksek enerjili protonlardan oluştuğunu saptadı. Araştırmacılar, önceki ölçümlerin protonların oluşturduğu kirlenme nedeniyle yanıltıcı sonuçlar verdiğine dikkati çekti.

Dünya'nın üzerinde ilki 640 ila 9 bin 600 kilometre arasında, diğeri ise 13 bin ila 58 bin kilometre arasında iki halka meydana getiren Van Allen kuşaklarının elektron yükünün Dünya'nın maruz kaldığı jeo-manyetik fırtınalarla arttığını belirten bilim adamları, fırtınalar sırasında dış halkadan iç halkaya doğru olan yüksek hızdaki elektron transferi dışında, olağan koşullarda iç halkadaki yüklü elektron varlığının neredeyse yok hükmünde olduğunu ifade etti.

Kaynak: Journal of Geophysical Research / AA (16 Mart 2017)