İng: Polar Lights

Güneş, uzaya hem yüksek enerjili elektromanyetik ışınlar hem de elektriksel yüklü atom altı parçacıklar yayar. Kutup ışıkları, güneş rüzgârı ile taşınan bu yüksek enerjili atom altı parçacıkların manyetoplazmadaki (bkz. iyonküre) iyonlarla çarpışmalarından ortaya çıkan foto-kimyasal ve dinamik yapıda bir doğa olayıdır.

Kutup ışıkları bilimsel olarak kuzey Yarım Küre’de “Aurora Borealis” ve Güney Yarım Küre’de “Aurora Australis” olarak adlandırılmıştır. “Aurora” mitolojide Şafak Prensesi’nin ismidir. “Boreal” ve “Austral” sözcükleri Latince kökenli olup sırasıyla Kuzey ve Güney anlamına gelir.

Renkli ve büyüleyici bir dinamik görselliğe sahip bu doğa olayı en sık olarak 75° ile 87° enlem bölgesinde gözlenebilir. Bu bölge, Kutupsal Oval ya da Kutup Işıkları Bölgesi (Auroral Oval) olarak adlandırılır. Kutup ışıklarının şiddeti ve yoğunluğu 11 yıllık güneş döngüsünün en büyük Güneş Lekesi Sayısı (GLS) olan yıllarında ve jeomanyetik fırtınalar sırasında artar ve orta enlem bölgelerinde dahi izlenebilir.

Kutup ışıkları, ufuk çizgisinde hafif ışımalar, bulut benzeri renkli ışık kümeleri, gökyüzünde ışın yayları, ışın benzeri parlak ve soluk çizgili hareketli perdeler ya da bir noktadan başlayan taç bölge aydınlanması olarak gözlenebilmektedir.

Yerküre manyetik alanının kuvveti ve yönelimi, güneş rüzgârıyla taşınan parçacıkların eğilim, hız ve enerjileri, çarpışmanın gerçekleştiği yükseklik, iyonküredeki plazma iyon yoğunlukları ve çarpışma açısı, kutup ışıklarının renk ve görselliğini etkileyen en önemli bileşenlerdir. Kutup ışıklarının en sık olarak kutup bölgelerinde gözlenmesinin nedeni yerküre manyetik alanının kutuplarda yere daha dik olması ve korunan manyetik akı çizgilerine kapılan yüklü parçacıkların iyonkürenin manyetoplazma ortamı içindeki iyonlarla çarpışma enerjilerinin yüksek olmasından dolayıdır. Tipik olarak görünür ışık bölgesinde kırmızı (630 nm), yeşil (558 nm), mavi (428 nm), sarı ya da pembe (kırmızı, yeşil ve mavinin karışımı) ışıklarla ortaya çıkan ancak görünmeyen frekans bölgesinde de ışıması olan bu karmaşık foto-kimyasal doğa olayı sırasında 3 ile 3.000 Hz frekans bandında elektromanyetik dalgalar yayılmaktadır. Dingin ve elektromanyetik kirlilikten uzakta kaydedilebilen bu yayınlar kutup ışıklarının sınıflandırılmasına yardımcı olur. Kutup ışıklarının renklerindeki en belirleyici katkısı olan elementler atomik oksijen, moleküler nitrojen ve iyonize nitrojen molekülüdür. Kutup ışıklarının şiddeti ve şekli zamanda hareketli ve değişkendir. Işımanın en tipik zaman döngüsü 2 ile 20 saniye arasında değişmektedir.

Şekil 1 ve Şekil 2’de 17-21 Mart 2015 tarihleri arasında gelişen ve Aziz Patrick Günü fırtınası olarak adlandırılan jeomanyetik fırtına sırasında gözlenen kutup ışıklarına örnekler sunulmaktadır. Şekil 1’de 17 Mart 2015’te Kiruna, İsveç’te gözlenen Kuzey Kutup Işıkları (https://www.space.com/28856-amazing-aurora-photos-st-patricks-day.html); Şekil 2’de 18 Mart 2015’te Brighton Otago, Yeni Zellanda’da gözlenen Güney Kutup Işıkları (https://twitter.com/iangriffin/status/577789857868595200) verilmiştir. Her iki fotoğrafta yeşil, mavi, kırmızı, mor, pembe ve sarı renkte ışımalar hareketli bir perde yapısı şeklinde ortaya çıkmıştır.

Kutup ışıklarının ortaya çıktığı zamanlarda kaydedilen elektromanyetik dalgaların akustik frekans bölgesindeki karşılıklarına örnekler http://www-pw.physics.uiowa.edu/mcgreevy/ ya da http://www.astrosurf.com/luxorion/audiofiles-aurora.htm linklerinde bulunmaktadır. Ayrıca kutup ışıkları için daha fazla görsele https://www.istockphoto.com/tr adresinden “ionosphere”, “aurora borealis”, “aurora australis”, “midnight sun” anahtar sözcükleri kullanılarak ulaşılabilir.

Görsel Kaynaklar

Şekil 1. Mia Stålnacke, https://www.space.com/28856-amazing-aurora-photos-st-patricks-day.html

Şekil 2. Ian Griffin, https://twitter.com/iangriffin/status/577789857868595200