Araştırmacılar, Dünya’nın Üst Atmosfer Tabakalarında Sıcak Hidrojen Atomları Keşfettiler. University of Illinois araştırmacılarından oluşan bir ekip, Dünya atmosferinin termosfer olarak bilinen üst katmanında sıcak atomik hidrojen (H) atomlarının varlığını keşfetti. Yazarların Nature Communications‘da rapor ettiği bu bulgu, H dağılımı ve diğer atmosferik bileşenlerle olan etkileşimi arasındaki mevcut anlayışı önemli ölçüde değiştiriyor.
H atomları çok hafif olduğundan, gezegenin yerçekimi kuvvetini kolayca aşabilir ve gezegenler arası bölgeye kalıcı olarak kaçabilirler.
H atomlarının devam eden atmosferik kaçışı, Dünyamızın kardeş gezegeni Mars’ın suyunun çoğunu kaybetmesinin bir nedeni.
Elektrik ve bilgisayar mühendisliği ve prensip araştırmacı projenin yardımcı profesörü Lara Waldrop “Sıcak H atomları, çok yüksek rakımlarda, birkaç bin kilometrenin üzerinde bulunmak için kuramsallaştırılmıştı, ancak 250 kilometre kadar düşük ortamda oldukları keşfi gerçekten şaşırtıcıydı” diyor. “Bu sonuç, mevcut atmosferik modellerin atmosferik kaçıştan üst atmosferin termal yapısına kadar birçok farklı etüd üzerinde etkili olan bazı temel fizik prensiplerinin eksikliğini ortaya koyuyor” dedi.
Bu keşif, NASA’nın Thermosphere Ionosphere Mesosfer Enerjik ve Dinamik (TIMED) uydusu tarafından elde edilen uzaktan algılama ölçümlerinin yıllara kıyasla yeni sayısal tekniklerin geliştirilmesi ve uygulanmasıyla sağlandı.
Atomik hidrojen, güneşin yaydığı morötesi radyasyonu etkin bir şekilde saçar ve dağınık ışık miktarı atmosferde bulunan H atomlarının miktarına duyarlı bir şekilde bağlıdır. Sonuç olarak, NASA’nın TIMED uydusu tarafından yapılmış olanlar gibi dağınık H emisyonunun uzaktan gözlemleri, bu anahtar atmosferik bileşenin bolluğunu ve mekansal dağılımını araştırmak için kullanılabilir. Bu tür ölçümlerden üst atmosfer hakkında bilgi çıkarmak için, güneş fotonlarının nasıl dağılmış olduğunu tam olarak hesaplamak gerekir.
Ulusal Bilim Vakfı ve NASA’nın desteği altında, araştırmacılar, dağınık emisyonun radyasyonla taşınması için bir model geliştirdiler; bununla birlikte, H dağılımının alt ve üst uzantıları arasında bir geçiş bölgesi olan yeni bir analiz tekniği de geliştirildi.
“Bu yeni modelin ölçümlere mükemmel şekilde uyduğunu gösteriyor” dedi Qin. “TIMED verilerindeki analizimiz, düşen güneş etkinliği ile azalan ortam atmosferik sıcaklığının aksine, termosferdeki H atomlarının sıcaklığının düşen güneş etkinliği ile önemli ölçüde arttığına karşı sezgisel bulguya yol açtı.”
Sonuçlar ayrıca, termosferde bu kadar sıcak H atomlarının varlığının, tüm atmosfer boyunca H atomlarının dağılımını önemli ölçüde etkilediğini göstermektedir. Daha önce termosferde bulunamayacağı düşünülen bu sıcak H atomlarının kaynağı hala bir gizemdir.
Waldrop, “Hem yerel termosferde hem de atmosferin daha uzak katmanlarında sıcak H atomları kaynağı olması gerektiğini biliyoruz, ancak henüz sağlam bir cevabım yok” dedi.
Qin, “Bu bulmacayla çalışmaya devam edeceğiz, Çünkü H yoğunluk dağılımı hakkında bilgi, atmosferik sistemin araştırılmasında ve havaya olan tepkisi açısından kritiktir ayrıca modern toplumumuz için çok önemli olan birçok uzay-tabanlı teknolojiyi etkilemektedir “dedi.
Kaynak : phys
