Çin’deki Changsha Bilim ve Teknoloji Üniversitesi öncülüğünde yürütülen araştırmada, NASA’nın Van Allen Probes görevinden elde edilen üç yıllık veriler incelendi. Araştırmacılar, çok eğik açılarla ilerleyen ve elektrik alanı baskın hale gelen sıra dışı bir Korus dalgası (chorus waves) türü tespit etti. Araştırmaya göre bu dalgalar, 2 megaelektronvolta kadar enerjiye sahip elektronların hareket yönünü değiştirerek onları Dünya’nın üst atmosferine doğru yönlendirebiliyor.
Dünya, Van Allen radyasyon kuşakları adı verilen iki büyük parçacık bölgesiyle çevrili. Gezegenin manyetik alanında tutulan elektronlar, zaman zaman ışık hızına yakın hızlara ulaşabiliyor. “Katil elektronlar” olarak adlandırılan parçacıklar, uydu zırhlarının içine işleyerek elektronik sistemlerde elektrik yükü birikmesine neden olabiliyor. Fazla yük, cihazların bozulmasına veya tamamen devre dışı kalmasına yol açabiliyor.
Araştırmacılar, elektronların doğal plazma dalgalarıyla etkileşerek radyasyon kuşaklarından çıkabildiğini uzun süredir biliyor. Ancak milyonlarca elektronvolt enerji taşıyan parçacıkları hangi mekanizmaların etkili biçimde uzaklaştırdığı tam olarak açıklanamıyordu.
Dalgalar Dünya’yı koruyormuş
Geleneksel modellerde Korus dalgalarının çoğunlukla Dünya’nın manyetik alan çizgilerine paralel ilerlediği kabul ediliyor. Ancak yeni araştırma, bazı korus dalgalarının manyetik alana göre 65 dereceden daha büyük açılarla hareket ettiğini gösterdi. Dalgalar daha eğik hale geldikçe manyetik özellikleri zayıflıyor, elektrik alanları ise baskın hale geliyor. Araştırmacılar bu dalgaları “yüksek derecede eğik, yarı elektrostatik korus dalgaları” olarak tanımlıyor.
Araştırmacılar, gerçek dalga özelliklerini ve düşük yoğunluklu plazma koşullarını kullanarak bu dalgaların elektronlarla etkileşimini modelledi. Sonuçlara göre düşük frekanslı eğik korus dalgaları, 2 MeV’ye kadar enerji taşıyan elektronların hareket açısını değiştirebiliyor. Burada elektronların enerjisi doğrudan yok olmuyor. Dalgalar, parçacıkların ilerlediği yönü değiştiriyor. Yönü değişen elektronlar, manyetik alan çizgileri boyunca Dünya’nın üst atmosferine doğru ilerleyebilecek bir yörüngeye giriyor. Böylece radyasyon kuşaklarından uzaklaştırılıyor.
Araştırmaya göre eğik ve elektrik alanı baskın korus dalgaları, radyasyon kuşaklarındaki elektron kaybında daha önce yeterince dikkate alınmayan bir rol oynuyor olabilir. Bu dalgaların küresel radyasyon kuşağı modellerine eklenmesi, yüksek enerjili elektronların ne zaman ve ne kadar hızlı uzaklaşacağının daha doğru hesaplanmasını sağlayabilir. Böylece uyduların, uzay araçlarının ve insanlı görevlerin karşılaşabileceği radyasyon riskleri daha iyi öngörülebilir.
Kaynak: Geophysical Research Letters