Gezegenlerarası Manyetik Alan (IMF)

Gezegenlerarası manyetik alan (IMF), güneş rüzgarının Dünya'nın manyetosferi ile nasıl etkileşime girdiği konusunda büyük bir kural oynar. Bu makalede, gezegenler arası manyetik alanın ne olduğunu ve buradaki Dünya'daki auroral aktiviteyi nasıl etkilediğini öğreneceğiz.

Güneş’in manyetik alanı

Solar minimum sırasında, Güneş'in manyetik alanı Dünya'nın manyetik alanına benzer. Ekvatora yakın kapalı hatları ve kutupların yakınında açık alan çizgileri olan sıradan bir çubuk mıknatıs gibi görünüyor. Bilim adamı bu alanlara dipol diyor. Güneş'in dipol alanı, bir buzdolabındaki mıknatıs kadar güçlüdür (yaklaşık 50 gauss). Dünyanın manyetik alanı yaklaşık 100 kat daha zayıftır.

Solar maksimum civarında, Solar maksimum aktivitesine ulaştığında, görünür güneş diski üzerinde birçok güneş lekesi görülebilir. Bu güneş lekeleri, üzerlerinde malzeme taşıyan manyetizma ve büyük manyetik alan çizgileriyle doludur. Bu alan çizgileri genellikle çevreleyen dipolden yüzlerce kat daha güçlüdür. Bu, Güneş'in etrafındaki manyetik alanın, birçok bozulmuş alan çizgisine sahip çok karmaşık bir manyetik alan olmasına neden olur.

Güneşimizin manyetik alanı Güneş'in etrafında kalmaz. Güneş rüzgarı, onu helyopoza ulaşıncaya kadar Güneş Sistemi boyunca taşır. Helyopoz, güneş rüzgarının durduğu ve yıldızlararası ortamla çarpıştığı yerdir. Güneş kendi ekseni etrafında döndüğü için (yaklaşık 25 günde bir) gezegenler arası manyetik alan Parker Spirali adı verilen spiral bir şekle sahiptir.

B_t değer

Gezegenler arası manyetik alanın Bt değeri, gezegenler arası manyetik alanın toplam gücünü gösterir. Kuzey-güney, doğu-batı ve Güneşe karşı Güneşten uzak yönlerdeki manyetik alan gücünün birleşik bir ölçüsüdür. Bu değer ne kadar yüksekse, gelişmiş jeomanyetik koşullar için o kadar iyidir. Bt 10nT'yi aştığında orta derecede güçlü toplam gezegenler arası manyetik alandan bahsediyoruz. Güçlü değerler 20nT'de başlar ve değerler 30nT'yi aştığında çok güçlü toplam gezegenler arası manyetik alandan söz ederiz. Üniteler, ünlü fizikçi, mühendis ve mucit Nikola Tesla'nın adını taşıyan nano Tesla (nT) 'dadır.

B_x, B_y ve B_z

Gezegenler arası manyetik alan, ikisi (Bx ve By) ekliptiğe paralel olarak yönlendirilen üç eksenli bir bileşene sahip bir vektör miktarıdır. Bx ve By bileşenleri auroral aktivite için önemli değildir ve bu nedenle web sitemizde gösterilmez. Üçüncü bileşen olan Bz değeri ekliptiğe diktir ve güneş rüzgarındaki dalgalar ve diğer bozukluklar tarafından oluşturulur.

Dünyanın manyetosferi ile etkileşim

Gezegenler arası manyetik alanın (Bz) kuzey-güney yönü, auroral aktivite için en önemli bileşendir. Gezegenler arası manyetik alanın kuzey-güney yönü (Bz) güneye yönlendirildiğinde, Dünya'nın kuzeyi gösteren manyetosferine bağlanacaktır. Evde sahip olduğunuz sıradan çubuk mıknatısları düşünün. İki zıt kutup birbirini çeker! Güneye (kuvvetli) bir Bz, Dünya'nın manyetik alanına zarar vererek manyetosferi bozabilir ve parçacıkların Dünya'nın manyetik alan çizgileri boyunca atmosferimize yağmasına izin verebilir. Bu parçacıklar atmosferimizi oluşturan oksijen ve nitrojen atomları ile çarpıştığında, onların parlamasına ve aurora olarak gördüğümüz ışığı yaymasına neden olur.

Jeomanyetik bir fırtınanın gelişmesi için gezegenler arası manyetik alanın (Bz) yönünün güneye doğru dönmesi hayati önem taşır. Sürekli -10nT ve daha düşük değerler, jeomanyetik bir fırtınanın gelişebileceğinin iyi göstergeleridir, ancak bu değer ne kadar düşük olursa, auroral aktivite için o kadar iyidir. Sadece yüksek güneş rüzgar hızlarının olduğu aşırı olaylar sırasında kuzeye doğru bir Bz ile jeomanyetik bir fırtınanın (Kp5 veya daha yüksek) gelişmesi mümkündür.

Resim: IMF ile güneye doğru Bz ve Dünya'nın manyetosferi arasındaki etkileşimi gösteren şematik bir diyagram.

Gelen bir güneş rüzgarı yapısının kuzey-güney gezegenler arası manyetik alan bileşeni Bz'nin Bz (t) gücünü, yönünü ve süresini hala tahmin edemediğimizi (doğru ve tutarlı bir şekilde) hatırlamak önemlidir. Güneş-Dünya Lagrange Noktası 1'e (Dünya ile Güneş arasında, Dünya'dan yaklaşık 1,5 milyon kilometre uzaktaki uzayda sabit nokta) ulaşana kadar gelen güneş rüzgarı ve manyetik alan özelliklerinin ne olduğunu bilmiyoruz. Sonraki paragrafta bununla ilgili daha fazla şey öğreneceğiz.

Gezegenler arası manyetik alanın ölçülmesi

Bu web sitesinde bulabileceğiniz gerçek zamanlı güneş rüzgarı ve gezegenler arası manyetik alan verileri, Güneş-Dünya Lagrange Noktası 1 çevresindeki bir yörüngede bulunan Derin Uzay İklimi Gözlemevi (DSCOVR) uydusundan gelmektedir. Bu, uzayda bir noktadır. Her zaman Güneş ve Dünya arasında, Güneş ve Dünya'nın yerçekiminin uydular üzerinde eşit bir çekişe sahip olduğu, yani bu nokta etrafında sabit bir yörüngede kalabilecekleri yerde bulunur. Bu nokta, DSCOVR gibi güneş enerjisi görevleri için idealdir, çünkü bu DSCOVR'a güneş rüzgârının ve gezegenler arası manyetik alanın parametrelerini Dünya'ya varmadan önce ölçme fırsatı verir. Bu bize, ne tür güneş rüzgarı yapılarının Dünya'ya doğru yol aldığına dair bize 15 ila 60 dakikalık bir uyarı süresi (güneş rüzgar hızına bağlı olarak) verir.

Derin Uzay İklimi Gözlemevi (DSCOVR) görevi şu anda gerçek zamanlı güneş rüzgarı ve gezegenler arası manyetik alan verileri için birincil kaynaktır, ancak Güneş-Dünya L1 noktasında gelen güneş rüzgarını ölçen bir uydu daha var. Bu Advanced Composition Explorer'dır. Bu uydu, DSCOVR'nin tam olarak faaliyete geçtiği Temmuz 2016'ya kadar birincil gerçek zamanlı uzay hava durumu veri kaynağıydı. Advanced Composition Explorer (ACE) uydusu hala veri topluyor ve şimdi çoğunlukla DSCOVR'a yedek olarak çalışıyor.

Resim: Bir uydunun Güneş-Dünya L1 noktasındaki konumu.

<< Önceki sayfaya git