Kuzey ışıklarının yüksek hızlı videosu, şanlı gökbilim gösterilerinin bazen flaş ışıkları gibi titrek gözüktüğünü ortaya çıkardı: Hepsi gazlarla ilgili.
Tokyo Üniversitesi ve Japonya Polar Araştırmaları Enstitüsü'nden bir ekip, aurora borealis'in yüksek hızlı videosunu üç yıl boyunca harcadı. En aurora fotoğrafçılarının istediği perde benzeri şekiller yapmak yerine yanıp sönen "patlayıcı auroras" ın resimlerini arıyorlardı.
Buldukları şey sadece saniyenin her bir onuncu, ama aynı zamanda daha hızlı bakliyatlar yapan iyi bilinen titreşim değildi. Buldukları bazı auroraslar saniyede 50 ila 60 kez, bazılarında ise saniyede 80 kez titredi. [Aurora Fotoğraflar: Kuzey Işıklarının Nefes kesen manzaralarını görün]
Auroras güneşten gelen parçacıklar, Dünya'nın manyetik alanını birkaç bin mil irtifaya çarptığında gerçekleşir. Bu yüklü parçacıklar manyetik alan çizgileri boyunca yüksek hızda sürülür ve yeryüzünün çok üst atmosferinde bulunan ve ekzosos adı verilen bir bölge olan atom atomlarıyla çarpışır. Bu çarpışma olduğunda, Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi web sitesine göre, havadaki oksijen ve nitrojen atomları ışık yayar. Oksijen yeşilimsi sarı veya kırmızı bir ışık verirken, nitrojen tipik olarak NASA'ya göre mavi bir ışık yayar.
Araştırmacılar video görüntülerine bakarak, normal frekanslarını görmek için ışığın daha hızlı sinyallerini izleyebilirlerdi, bu da titreşimin meydana gelmesini önerdi, çünkü bazı atomlar siklotron frekansı denirdi, dediler. Siklotron frekansı, bir veya daha fazla elektrondan sıyrılan bir iyonun ne kadar sıklıkla bir manyetik alan çizgisi etrafında dönme hareketinde döndüğüdür. Oksijen durumunda, atomlar saniyede yaklaşık 10 kez spiraller. Bu, yüklü parçacıklardan (plazma olarak adlandırılan) gazın içinden yayılan bir elektromanyetik iyon siklotron veya EMIC dalgası oluşturur. EMIC dalgaları atmosferde, yaklaşık 1.800 mil rakımdan 900 mil (3.000 ila 1.500 kilometre) yüksekliğinden başlar. Dalgalar, manyetik alan çizgileri yakınında ileri geri hareket eden çeşitli gaz atomlarının (oksijen, hidrojen ve azot) elektronlarında salınımlardır. (Bir stadyumda dalga yapan insanlardan oluşan bir kalabalık gibi.)
EMIC dalgaları plazmanın kendisinde dalgalar üretir ve bu dalgalar yüklü parçacıklar ile etkileşir. Bu yüklü parçacıklar - çoğunlukla serbest elektronlar - daha düşük irtifalarda, 250 ila 60 mil (400 ila 100 km) yukarılarda atmosfere ulaşır, atmosferdeki gaz moleküllerini vurur ve auroras yaparlar. Bu arada, dalga manyetik alan çizgileri boyunca ilerledikçe, plazmadaki iyonları karakteristik bir frekansta parıldayarak uyarır. EMIC dalgası tarafından uyarılan yüklü parçacıklar, hepsi bir arada hareket ettiğinde, siklotron frekansına uyan bir “vurma” ile bir titreşim olarak görebileceğimiz radyasyon yayarlar. Titremeyi dikkatle incelemek, plazmada hangi gazların olduğunu gösterir.
Ulusal Bilimsel Araştırma Enstitüsü'nden Ryuho Kataoka, e-postada WordsSideKick.com'a verdiği demeçte, "Titremeye ayrıntılı olarak bakmak, böylelikle uzaydaki ortamdaki plazma ortamını teşhis etmemize yardımcı oluyor."
Gözlemler, saniyede 10 kez bir siklotron frekansına sahip olan, daha fazla titreşimden daha fazla olduğunu göstermektedir. Diğer, daha hızlı titreşim muhtemelen hidrojenden kaynaklanıyordu. Kataoka, "Hidrojen iyonları '' siklotron frekansı, oksijenden 16 kat daha hızlı iken, helyum iyonunun siklotron frekansı, oksijenden dört kat daha hızlıdır. '' Dedi. "Yani, eğer her bir 10 oksijen gen frekansı bir temel çizgi olsaydı, o zaman 'hidrojen-bandı' EMIC dalgaları 40 hertz ile 160 hertz arasındaki frekans aralığında görünür." Daha hızlı titreşimin olduğu yer burası.
Video çekimlerinde, karakteristik yeşil oksijeni 60 ila 120 mil (100 ila 200 km) yukarılarda görebilirsiniz. Yüksek irtifalarda, oksijen kırmızı dalga boyu aralığında yayar.
"Kozmik alanlara sahip olan astronomik nesneler, yeryüzünde bunlardan biri olan kozmosun içinde bulunur. Bu tür nesnelerde, plazma parçacıklarını hızlandırarak plazma dalgalarının uyarıldığını gözlemleriz ve plazma dalgaları ile parçacıklar arasındaki etkileşimler her yerde meydana gelir." Kataoka bir açıklamada söyledi. “Ancak, Dünya bu fenomenleri detaylı olarak gözlemleyebileceğimiz tek yerdir.”
Çalışma ilk olarak jeofizik araştırma mektupları dergisinin 13 Mayıs sayısında yayınlandı.
Aslen Canlı Bilim'de yayınlandı.