Manyetosfer

Manyetosfer, bir gökcisminin manyetik alanının çevresindeki plazmaya egemen olduğu, güneş rüzgârının yüklü parçacıklarını saptıran uzay bölgesidir. Dünya'nın manyetosferi, yaşamı Güneş'ten gelen parçacık yağmurunun çoğundan koruyan görünmez bir kalkan işlevi görür.

Nasıl oluşur?

Dünya'nın dış çekirdeğinde akan sıvı demir elektrik akımları üretir ve bu "jeodinamo" bir manyetik alan yaratır. Alan yaklaşık bir çubuk mıknatıs gibidir, ama güneş rüzgârı onu biçimlendirir. Gün tarafında rüzgâr alanı sıkıştırır; Dünya'nın yarıçapının yaklaşık on katı uzaklıkta bir sınır oluşur. Gece tarafında ise alan, milyonlarca kilometre, yani yaklaşık bin Dünya yarıçapına yaklaşan uzunlukta bir "manyetik kuyruk" biçiminde gerilir. Yay şoku Dünya'dan yaklaşık 90.000 kilometre uzaktadır ve yalnızca yaklaşık 17 kilometre kalınlığındadır.

Güneş rüzgârı manyetosferin önünde ses üstü hızla yavaşlayarak bir "yay şoku" oluşturur. Bunun arkasındaki "manyetopoz" sınırı rüzgârın çoğunu çevresinden dolaştırır. Yine de bir miktar enerji ve parçacık içeri sızar. Rüzgârın manyetik alanı Dünya'nınkine ters yönde olduğunda alanlar yeniden bağlanır, kuyrukta depolanan enerji boşalır ve bu da kutup ışıklarını besler.

Örnekler

Jüpiter'in manyetosferi güneş sistemindeki en büyüğüdür; Güneş yönünde yaklaşık yedi milyon kilometre, kuyrukta ise neredeyse Satürn yörüngesine kadar uzanır ve Dünya'nınkinden yaklaşık on kat güçlüdür. Merkür'ün alanı zayıf ama vardır. Venüs ve Mars'ın ise küresel iç manyetik alanı olmadığından, rüzgâr atmosferleriyle doğrudan etkileşir; MAVEN görevi Mars atmosferinin bu şekilde aşındığını ölçmüştür. Ay'ın manyetosferi yoktur, bu yüzden yüzeyi güneş parçacıklarına açıktır. Ganymede ise bir uydu olduğu hâlde kendi manyetosferine sahiptir.

Dünya'nın manyetosferini inceleyen NASA'nın MMS görevi, dört uydunun yeniden bağlanma olaylarını ayrıntılı ölçmesini sağlamıştır. Avrupa Uzay Ajansı'nın Cluster ve Swarm görevleri de benzer şekilde katkıda bulunur.

Tarihçe

Manyetik alan fikri antik pusulalarla başlar; William Gilbert 1600'de Dünya'nın dev bir mıknatıs olduğunu öne sürdü. Uzay çağında Explorer 1 uydusu 1958'de James Van Allen'ın deneyiyle radyasyon kuşağının varlığını gösterdi, aynı yıl Explorer 3 bunu kesinleştirdi; bu da manyetosferin keşfine yol açtı. "Manyetosfer" terimini 1959'da Thomas Gold kullandı.

Neden önemli?

Manyetosfer olmasaydı güneş rüzgârı atmosferimizin üst katmanlarını zamanla aşındırabilir, yüzeydeki radyasyon artardı. Bu kalkanın şiddeti ve biçimi uzay havasına göre değişir. Jeomanyetik fırtınalar uyduları, elektrik şebekelerini ve yön bulma sistemlerini etkiler; bu nedenle manyetosferin davranışını izlemek hem bilimsel hem pratik bir gerekliliktir.

Merak edilenler

Dünya'nın manyetik alanı yaklaşık otuz ile altmış mikrotesla arasındadır; yani bir buzdolabı mıknatısından yüzlerce kat zayıftır, ama çok büyük bir hacmi kapsar. Manyetosferin içinde plazmasfer denen soğuk ve yoğun bir bölge Dünya'ya en yakın yerde bulunur. Kutup bölgelerinde alan çizgileri açıktır ve parçacıklar buradan rahatlıkla atmosfere iner. Alan sabit değildir: manyetik kutuplar zaman içinde yavaşça yer değiştirir ve geçmişte ortalama birkaç yüz bin yıllık düzensiz aralıklarla tamamen ters dönmüştür. Manyetosferin incelenmesi ötegezegenler için de önemlidir: manyetik kalkanı olmayan bir gezegenin atmosferi yıldız rüzgârıyla kolayca aşınabilir. Bu nedenle manyetik alan, bir gezegenin yaşama elverişliliği tartışılırken değerlendirilen ölçütlerden biridir.

İlgili terimler

• Güneş rüzgârı
• Van Allen kuşakları
• Kutup ışıkları
• Uzay havası
• Jeodinamo
• Heliosfer