Gökyüzündeki Ateş: Kutup Işıkları

Soğuk deniz canlıları ve deniz biyoteknolojisi ile ilgili bir kongre için Norveç’in Tromso kentindeyiz. Tromso, Norveç’in kuzeyinde, küçük bir ada üzerinde bulunmasına karşın, Kuzey Kutbu’na yakınlığı, Arktik doğanın tüm izlerinin bir arada görülebileceği özellikler barındırması, donmuş gölleri, nehirleri, şelaleleri ve tundra yaşam kuşağının bitki türleri ile hayli ilgi çekici bir kent. Kuzey Kutbu’na çok yakın olması nedeniyle “kutup kapısı” olarak da bilinen Tromso’nün en çarpıcı özelliğiyse kutup ışıklarının görülebileceği bir noktada yer alması.

Tromso’ye ulaştıktan sonra her gece heyecanla kutup ışıklarının görünmesini bekliyoruz. Bunun için gökyüzünün bulutsuz olması ilk koşul. Yoksa kutup ışıkları oluşsa bile görülemiyor. Devamlı bulutlu olan gökyüzünün, dördüncü gecemizde açacağı tahmini geliyor ve kentin dışına doğru yol alıyoruz. Meteoroloji tahminleri tutuyor ve gece 11 gibi bulutlar çekilmeye başlıyor.

Bir süre sonra gökyüzünde fosforlu yeşil renkte bir parıltı oluşuyor. Sonra bu parıltı söner gibi oluyor. Hemen ardından daha büyük bir parıltı oluşmaya başlıyor ve bu defa gittikçe büyüyerek gökyüzünde kocaman bir yay oluşturuyor. Daha sonra bu yay genişliyor ve sanki bir perde rüzgârda dalgalanıyormuş gibi, çok değişik ve karmaşık bir ışık gösterisi başlıyor. Bir süre sonra gökyüzü yeşil ışıklarla kaplanıyor. Bilim kurgu filmlerinin de etkisiyle olsa gerek Dünya dışı varlıkların gökyüzünü lazer silahlarıyla delmeye çalıştığını düşünüyoruz.

Efsanelerden Bilime

Kuzey ışıkları insanlığın varoluşundan bu yana ilgi çekmiş doğal bir olgu. Kutup bölgelerine yakın yerlerde yaşayanların ve kutup ışıklarını görenlerin bu sıradışı doğa olayı için ürettiği çok sayıda inanış var. Henüz bilimsel açıklamasının yapılmadığı zamanlardan kalma bu inanışlardan bazıları şöyle: Kuzey Amerika’da bu ışıkların, ölümlülerin dünyasından cennete gidecek ruhlara rehberlik eden tanrıların meşaleleri olduğuna inanılıyormuş. Avrupa’daysa kralı ve ülkesi için can veren kahraman savaşçılara ödül olarak göklerde sonsuza kadar savaşma gücü bağışlandığına inanılıyormuş. Avustralya yerlileri bu ışıkların tanrıların gökteki dansı olduğuna inanıyormuş. Bizim gittiğimiz bölgede ise eskiden orada ölen insanların ruhlarının gökyüzüne çıktığına ve kutup ışıkları göründüğünde çocuklar ellerini sallarsa gökyüzündeki ruhların onları da yanlarına alacağına inanılıyormuş.

Kutup ışıklarına aurora deniyor. Aurora adı 1592-1655 yılları arasında yaşamış matematikçi ve felsefeci Pierre Gassendi tarafından, Eski Yunan tanrısı Eos’un Roma’daki adına dayanarak verilmiş. Auroralar her iki kutupta da görülebiliyor. Kuzey Kutbu’nda olanı aurora borealis ya da kuzey ışıkları, Güney Kutbu’nda olanı ise aurora australis ya da güney ışıkları olarak adlandırılıyor.

Kutup ışıklarının oluşumu Güneş’te başlıyor. Güneş’te sürekli oluşan ve dışarı verilen, elektrik yüklü çok küçük parçacıklar var. Güneş’in büyük kısmını oluşturan hidrojen atomları, en dış katmanında proton ve elektrondan oluşan bir plazmaya dönüşür. Plazma, maddenin dördüncü (katı, sıvı, gaz hali dışındaki) halidir. Plazmada yüklü parçacıklar tekrar birleşmeden bir arada bulunur. Güneş’in sıcaklığıyla çok hızlı hareket eden bu parçacıkların elektronları ve çekirdekleri sürekli bir arada duramaz. Ayrıca bu parçacıklar birbirleriyle çarpıştıkça bazıları ayrılarak serbest hale geçer. Bu küçük parçacıklar “güneş rüzgârları”nı oluşturur. Güneş’in manyetik alanından kurtulan plazma uzaya yayılır. Yayılma Dünya’ya doğru olursa Dünya’nın manyetik alanı bu plazmayı kutuplara doğru iter. Plazma kutuplarda halka biçiminde yoğunlaşır. Bu yapıya “aurora ovali” denir. Bu oval yapının kalınlığı güneş rüzgârlarının şiddetiyle doğrudan ilgilidir; rüzgârların şiddeti ne kadar fazlaysa oval yapı da o kadar kalın olur.

Dünya’nın manyetik alanı da aurora oluşumunu doğrudan etkiler. Dünya’nın çekirdeği dev bir mıknatıs gibidir ve Dünya çevresinde bir manyetik alan yaratır. Bu manyetik alana manyetosfer denir. Dünya’yı çevreleyen atmosfer de aurora oluşumunda etkilidir. Güneş’ten kopup gelen parçacıklar yeterli enerjiye sahipse atmosfere kadar ulaşıp atmosferin en dış kısmındaki iyonosfer katmanındaki atomlarla çarpışır. Çarpışma sonucu atomlar bu parçacıklardan enerji alıp uyarılmış hale geçer. Daha sonra ışık yayarak eski hallerine geri dönerler. Uyarılmış durum ile ilk durum arasındaki enerji farkı elektromanyetik dalga olarak açığa çıkar; bu, aslında bildiğimiz ışıktır. Bu ışığın rengi parçacığın atmosferde çarptığı atomun türüne ve çarpma sonucu kazandığı enerjiye bağlıdır. Parçacıklar oksijen atomuyla çarpışırsa yeşil, daha yüksek tabakalardaki oksijen atomuyla çarpışırsa kırmızı, azot molekülleriyle çarpışırsa mavi, iyonlaşmamış azot atomları ile çarpışırsa mor/eflatun ışık yayar. Auroralar Dünya’dan 80-640 km arasında bir uzaklıkta oluşur.

Auroralar, Güneş’teki patlamaların arttığı dönemlerde daha iyi görülebiliyor. Patlamalar ise Güneş üzerinde, güneş lekeleri olarak bilinen ve diğerlerine göre daha soğuk olan bölgelerin arttığı zamanlarda gerçekleşiyor. Bu lekeler, yaklaşık her 11 yıllık dönemde bir artış gösteriyor. 2012-2013 ise bu patlamaların arttığı bir dönem. Kış döneminde, özellikle Aralık-Mart ayları arasında geceleyin gözlenebilen auroralar gündüz çok sönük olduklarından görülemiyor.

Auroralar eskiden olduğu gibi günümüzde de ilgi çekiyor. Dünya’nın hemen hemen her yerinden insanlar kutup bölgelerine auroraları görmek için seyahat ediyor. Bizimle birlikte, o gece,  Japonlar, Koreliler, Polonyalılar, Avustralyalılar, İtalyanlar ve Portekizliler de auroraları görmek için oradaydı. “Bu kadar uzun yola ve zahmete değer mi?” derseniz cevabımız “Değer” olacak.

Kaynaklar

• http://www.northernlightscentre.ca/northernlights.html
• http://science.howstuffworks.com/nature/climate-weather/atmospheric/question471.htm
• Buğdaycı, İ., “Auroralar”, TÜBİTAK Bilim ve Teknik-Yıldız Takımı, Sayı 487, Haziran 2008.
• Örs, K., “Kuzeyin Gizemli Işıkları Auroralar”, TÜBİTAK Bilim ve Teknik, Sayı 339, Şubat 1996.