Dünya'nın radyasyon kalkanında beklenmedik keşif: Uydular risk altında mı?

Dünya'nın çevresindeki radyasyon kuşaklarına ilişkin yıllardır kabul gören bir varsayım, yeni araştırmayla sorgulanmaya başladı. Bilim insanları, yüksek enerjili elektronların aşamadığı düşünülen doğal sınırın, olağanüstü güçlü Güneş fırtınaları sırasında geçilebildiğini belirledi.

Japonya'daki Nagoya Üniversitesi'nden Yoshizumi Miyoshi öncülüğündeki araştırma ekibi, Mayıs 2024'te Dünya'yı etkileyen şiddetli Güneş fırtınası sırasında Japonya Uzay Araştırma Ajansının (JAXA) Arase uydusundan elde edilen verileri inceledi.

Geophysical Research Letters dergisinde yayımlanan araştırmaya göre, normal koşullarda yüksek enerjili elektronların nadiren ulaşabildiği bölgede beklenmedik bir parçacık artışı kaydedildi.

'GEÇİLMEZ' SANILAN SINIR AŞILMIŞ

Dünya'nın manyetik alanı içinde bulunan Van Allen radyasyon kuşakları, yüksek enerjili proton ve elektronları barındırıyor. Işık hızına yakın hareket edebilen bazı elektronlar, uyduların elektronik sistemlerine zarar verebilecek kadar yüksek enerji taşıyor.

NASA'nın 2014 yılında yaptığı gözlemler, bu elektronların Dünya'ya belirli bir mesafeden daha fazla yaklaşmasını engelleyen doğal bir sınır bulunduğunu göstermişti. Araştırmacılar bu bölgeyi geçilmez bariyer olarak tanımlamıştı.

Ancak Mayıs 2024'te yaşanan G5 seviyesindeki, yani en güçlü kategorideki jeomanyetik fırtınanın ardından bu sınırın içinde olağanüstü bir değişim yaşandı.

Arase uydusu, yaklaşık 3 megaelektronvolt enerjiye sahip elektronların akışının fırtına öncesine göre 5 bin kattan fazla arttığını tespit etti.

ELEKTRONLAR BÖLGENİN İÇİNDE HIZLANDI

Araştırmanın dikkat çekici bulgusu, elektronların yalnızca uzayın daha uzak bölgelerinden içeri taşınmadığının anlaşılması oldu.

Uydu verilerinde önce düşük enerjili elektronların arttığı, yaklaşık yarım gün sonra daha yüksek enerjili parçacıkların ortaya çıktığı, bir gün içinde ise çok yüksek enerjili elektronların yoğunlaştığı görüldü.

Bilim insanlarına göre bu aşamalı artış, elektronların söz konusu bölgenin içinde hızlandığını gösteriyor.

Araştırmacılar, güçlü fırtınanın Dünya çevresindeki soğuk plazma yoğunluğunu azaltarak bu duruma elverişli koşullar oluşturduğunu belirledi. Bu ortamda oluşan ve koro dalgaları olarak adlandırılan elektromanyetik dalgaların elektronları hızlandırdığı değerlendiriliyor.

Elektron yoğunluğundaki olağanüstü artışın etkileri de kısa sürede ortadan kalkmadı. Uydu, yüksek enerjili elektron seviyelerindeki düşüşü Ekim 2024'e kadar gözlemledi.

UYDULAR İÇİN NEDEN ÖNEMLİ?

Yeni bulgular, Dünya'nın yakın çevresindeki radyasyon koşullarının aşırı Güneş fırtınaları sırasında öngörülenden daha hızlı değişebileceğini gösteriyor.

Yüksek enerjili elektronlar uydu sistemlerine zarar verebiliyor, uzay araçlarının kullanım ömrünü kısaltabiliyor ve astronotların radyasyona maruz kalma riskini artırabiliyor.

Araştırmacılar, elde edilen sonuçların uzay araçlarının korunması ve Güneş fırtınalarının etkilerini öngören uzay hava durumu tahminlerinin geliştirilmesi açısından önem taşıdığını belirtiyor.