Bilindiği gibi Güneş Sistemimizin merkezinde Güneş yer almaktadır. Verdiği enerjiyle yeryüzündeki yaşamın kaynağı olan Güneş evrendeki gökcisimleri gibi dönmektedir. Güneş, plazma dediğimiz sıcak bir gaz atmosfere sahiptir ve plazmada yüklü parçacıklar bulunur. Bu parçacıklar Güneş'in manyetik alanınının oluşumunu ve sürmesini sağlar. Ancak Güneş katı bir cisim değildir ve dönmesi de çok basit değildir. Diferansiyel dönme olarak tanımladığımız biçimde bir dönme gösterir. Yani, eşlek (ekvator) bölgesindeki dönme hızı ile onun kutup noktalarına doğru gidildikçe gözlenen dönme farklı hızlardadır. Buna bağlı olarak, manyetik alan çizgileri de yüzeyindeki maddenin bu karmaşık hareketine uyacak biçimde şekillenir. Böylece manyetik alan çizgileri kimi yerde paralel hale gelebilir, bazı bölgelerde bükülebilir ve birbirlerinin etkisini arttırabilir. Bu biçimde manyetik alanlar birbirlerine düğümler halinde eklendiğinde, bildiğimiz güneş lekeleri oluşur. Genellikle bu lekeler çifttir. Bunların büyük olanları, Dünya'yı bir kaç kez içine alabilecek kadar büyüktür.
Güneş'imizin yüzeyindeki sıcaklık 5800 K derece iken, merkezindeki sıcaklık 15 milyon derece kadardır. Yüzeye yakın bölgelerde, merkezde üretilen enerji nedeniyle konveksiyon dediğimiz olay görülür. Bu, çaydanlıkta kaynamakta olan suyun davranışına çok benzer. Alttan ısınan su genleşerek hafifler, yani birim hacimdeki su miktarı azalır. Böylece hafiflemiş su yüzeye doğru yükselir. Isısını yüzeyde kaybeden su soğur ve büzülür. Böylece de ağırlaştığı için dibe doğru çöker. Bunun çok benzerini Güneş'te gözlemlemekteyiz. Yüklü parçacıkların bir kısmı, Güneş lekelerinin olduğu bölgelerden uzaya kaçar. Buna da Güneş Rüzgârı adını veriyoruz. Bu biçimde Güneş'ten her yöne Güneş Rüzgârı yayılabilir. Bunun bir kısmı Dünya'ya yönelir. Güneş Rüzgârı'nın Dünya'ya ulaşması, aradaki yaklaşık 150 milyok km.lik uzaklık nedeniyle 40 saati bulabilir. İşte bu yüklü parçacıklar Kutup Işımaları'nı oluştururlar. Kimi zaman Güneş lekelerinde çok şiddetli patlamalar görülür. Bu patlamalar sonucunda, her zaman görülen olağan Güneş Rüzgarı'ndan çok daha şiddetli bir rüzgar oluşur. Buna Güneş Fırtınası adını veriyoruz. Bu tür fırtınalarla Dünya'ya ulaşan yüklü parçacıkların miktarı o kdadar fazla olabilir ki, bu Dünya'daki haberleşmeyi geçici olarak engelleyebilir.
Güneş'in çok uzun yıllar gözlenmesi sonucu, lekelerin oluşup kaybolmasının Güneş Çevrimi adıyla bilinen bir zaman aralığında olduğu belirlenmiştir. Bu çevrim yaklaşık olarak 11 yıl sürer ve bu süre boyunca Güneş'te görülen lekeler en azdan en çoğa doğru gittikçe artar. Güneş lekelerinin artması, manyetik patlamaların sıklığını da arttırır. Böylece lekelerin çok olduğu zamanlarda Kutup Işımaları daha fazla ve yeğin olarak gözlenir. Sonuncu maksimum 2013 yılında gerçekleşmiştir ancak bu maksimum en zayıf maksimumlardan biri olduğundan ışımalarda çok fazla artış gözlenmemiştir.
Güneş lekeleriyle ilgili düzenli kayıtlar 1749 yılında başlamıştır ve bugüne dek 22 tam çevrim geçmiştir. Bu çevrimlerde şiddetin artması Dünya'da pek çok şeyi etkileyebileceğinden çevrimler dikkatle izlenmektedir. Ayrıca Güneş'te görülen bu tür dalgalanmaların Dünya iklimini de oldukça etkilediği bilinmektedir.
Dünya yalnızca Güneş'ten değil, uzayın her tarafından gelen yüklü parçacıklar, kalıntılar ve manyetik dalgalar tarafından bombardıman altındadır. Bunların bir çoğunu Dünya'nın manyetik alanı engellemektedir. Güneş'te gelen yüklü parçacıklar manyetik alan etkisiyle kutuplara bir mıknatıs gibi yönlendirilmektedir. Bu parçacıklar Dünya'nın manyetik kalkanından geçtikçe, atmosferdeki azot, oksijen gibi atom ve moleküllerle etkileşirler ve bunun sonucunda ışıma yayılmasına neden olurlar.
Kutup ışımalarında pembe, yeşil, sarı, mavi, mor ve daha az sıklıkla turuncu ve beyaz ışık görülebilir. Örneğin yüklü parçacıklar oksijenle çarpışırsa sarı ve yeşil ışık oluşur. Azotla etkileşim sonucunda da kırmızı, mor ve nadiren mavi renkli ışımalar ortaya çıkar. Çarpışmaların türü de rengi etkiler. Atom haldeki azot mavi ışıma oluştururken, molekül haldeki azot pembemsi mor ışımaya yol açar. Renk aynı zamanda atmosferdeki yüksekliğe de bağlıdır. Yeşil görülen ışımalar genellikle 240 km.ye kadar olan yüksekliklerde, kırmızı bunun daha üstündeki yüksekliklerde, mavi 96,5 km kadar yükseklikte ve pembe ile mor ışımalar 100 km.nin üzerinde oluşur. Işımalar sıklıkla dalgalanan bir ışık perdesi görünümündedir.
Işımaların tarihi
Fransa'da bulunan mağara resimleri 30.000 yıl öncesinde bu olayın gözlemlendiğini göstermiştir. Geçmişte bu ışımaların kaynağı bilinmediğinden, savaş ya da felaket habercisi olduğu düşünülmüştür. Aristotle, Descartes, Goethe ve Halley gibi pek çok gökbilimci, yazar ve filozof kutup ışımalarından eserlerinde söz etmişlerdir. 1616 yılında Galileo Galilei, mitolojik bir Roma tanrıçası olan şafak tanrıçası Aurora ve Yunancada kuzey rüzgarı anlamındaki Boreas'tan oluşturduğu Aurora Borealis tanımını kullanmıştır.
Kutup ışımaları Norveç, İsveç ve Finlandiya'da, ayrıca Kanada ve Alaska'da çok iyi gözlenebilmektedir. Güneş patlamalarının daha fazla olduğu zamanlarda daha alt enlemlerde de görülebilmektedir. 10 yıl kadar önce Güneş'te oluşan şiddetli bir patlama sonucunda, Antalya'da TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi'nde de kırmızı renkli bir aurora gözlemiştik. Atmosferin Güneş battıktan sonra hava kararırken kırmızı bir renge büründüğünü ve bunun saatlerce sürdüğünü de gözlemiş, ayrıca bunu rapor olarak bildirmiştik.
Kutup Işımaları yılın her zamanında görülebilir. Yine de kış aylarında atmosfer daha temiz olduğundan gözlem daha iyi olur. Güneş leke etkinliğinden yaklaşık 2 gün sonraya kadar en yüksek etkinliğe ulaşır. http://www.swpc.noaa.gov/ sitesinde Güneş etkinliğinin izlenebildiği ve gerekli hallerde aurora alarmlarının verildiği bölümler bu konuda bilgi alınabilecek sayfalardır. Özellikle auroranın Dünya üzerinde nerelerde görüldüğüne ilişkin anlık görseller de bulunmaktadır. Kutup Işımaları Dünya çevresinde dolanmakta olan Uluslararası Uzay İstasyonu astronotları tarafından da sıklıkla fotoğrafı çekilerek yayınlanmaktadır.
Kuzey Avrupa ülkelerini ziyaret edenlerin kaçırmamasını, bu güzel doğa olayını izlemelerini öneriyoruz.
Kaynak:
