Dünyanın manyetik alanı, 90 kilometre yükseklikte yapay bir kılavuz yıldızla ölçülür!
Dünya yüzeyinde 85 ila 100 kilometre yükseklikte bulunan orta katman, bir atomik sodyum katmanı içerir. Gökbilimciler, astronomik gözlemlerin kalitesini iyileştirmek için bu katmanda yapay kılavuz yıldızlar veya lazer kılavuz yıldızlar (LGS) oluşturmak için lazer ışınları kullanırlar. 2011'de araştırmacılar, yapay kılavuz yıldızların Dünya'nın orta katmanının manyetik alanını ölçmek için de kullanılabileceğini öne sürdü. Uluslararası bir bilim insanı ekibi bunu son zamanlarda başarıyla gerçekleştirdi. Bu teknoloji aynı zamanda katı Dünya'nın litosferinin manyetik yapısını belirlemeye, uzay havasını izlemeye ve atmosferdeki iyonosferdeki akımları ölçmeye yardımcı olabilir. Gökbilimciler son 20 yıldır yapay kılavuz yıldızlar yaratmak için lazer kullanıyorlar. Lazer ışını yerden atmosfere yönlendirilir. Sodyum katmanında sodyum atomlarına çarpar ve sodyum atomları lazerin enerjisini emer ve ardından ışık yaymaya başlar. Atom her yöne ışık yayar. Bu yapay kılavuz yıldız, çıplak gözle neredeyse görünmezdir, ancak bir teleskopla gözlemlenebilir.
Boko Park-Bilim Popülerleştirme: Şili doğumlu fizikçi doktora tezinin çalışmasını tamamlamak için dört yılını projeyi tamamlamak için harcadı.JGU'nun yanı sıra, Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) ve Kaliforniya var. California Üniversitesi, Berkeley ve Rochester Scientific, Ulusal Astrofizik Enstitüsü (INAF-OAR) ve Vancouver, Kanada'daki British Columbia Üniversitesi. Yapay rehber yıldızlar, gökbilimcilerin atmosferde yayılan ışığın bozulmasını düzeltmelerine yardımcı olur. Yapay kılavuz yıldızın yaydığı ışık yerde teleskop tarafından toplanır.Bilgi, bozulmayı telafi etmek için en gelişmiş deforme olabilen aynayı gerçek zamanlı olarak ayarlamak ve astronomik nesnelerin sözde teleskopun optik çözünürlüğüne kadar net bir şekilde görüntülenmesini sağlamak için kullanılır Kırınım sınırı.
La Palma'da Deney: Lazer ışını (sarı) orta katmanda yapay bir kılavuz yıldız üretir.Bu ışık alıcı teleskopta (sol ön) toplanır, lazer kaynağı ve alıcı teleskop 8 metre uzaklıktadır. Resim: Felipe Pedreros Bustos
Sodyum atomlarının devinimi, manyetik alanın gücünü ortaya koyuyor: Bu ortak projedeki katılımcılar, Dünya'nın manyetik alanını ölçmek için yıldızlara rehberlik etmek için lazerler kullanıyor. Araştırma ve geliştirmeye adanmış bir ESO LGS ekibi, Kanarya Adaları'nın en batısındaki Palma, Los Angeles'taki Rock de Los Crosses Gözlemevi'nde bulunuyor. LGS ünitesinin mevcudiyeti ve kullanımı, aynı zamanda lazer güdümlü güneşin parlaklığını artırmayı da amaçlayan, bildirilen eklem deneyinin yürütülmesine izin verir. Gözlemevi perspektifinden bakıldığında, bir lazer ışını doğrudan sodyum katmanına yönlendirilir, bu da atomun dönüş noktasının atomun dönüş yönüyle çakışmasını sağlar. Çevreleyen manyetik alanın etkisinden dolayı, polarize atomik dönüşler, dikey yönden eğimli bir jiroskopun hareketine benzer şekilde, manyetik alanın yönü etrafında dönerler.Bu fenomene Larmor presesyonu denir.
Los Angeles'taki Palma Adası'nda 2.400 metre yüksekliğindeki sönmüş bir yanardağın kenarında bulunan sönmüş bir yanardağın kenarı keşfedildi ve deneyi tamamlamak için yeterli koşullar sağlandı. Resim: Felipe Pedreros Bustos
Lazerin modülasyon frekansı sodyumun presesyon frekansı ile çakıştığı zaman kılavuz yıldız daha parlak hale gelir. Larmor frekansı manyetik alanın yoğunluğu ile orantılı olduğundan, bu yöntem sodyum tabakasındaki dünyanın manyetik alanını ölçmek için kullanılabilir.Algılama şeması bir stroboskobunkine benzer. Bu nedenle ekip, doğal dünyayı gözlemlemek için iyi araştırılmış, temel bir laboratuvar tekniğini başarıyla kullandı. Dünyanın manyetik alanı hakkındaki bilgilerimizdeki boşluğu doldurur ve geçmişte elde edilmesi zor olan orta tabakanın yer gözlemlerini yapmamızı sağlar. Şimdiye kadar, manyetik alanlar yalnızca doğrudan yerde, uçaklardan, stratosferik balonlara veya uydulardan ölçülebilir. Mayıs 2018'de, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bir araştırma ekibi benzer bir bulgu yayınladı.
Bununla birlikte, bu son ölçümler çok daha doğrudur ve bilim adamları, yüksek enerjili lazerleri kullanarak bunları daha da iyileştirmeyi umuyorlar. Bu teknoloji, sodyumun diğer atomlarla (oksijen veya nitrojen gibi) ne sıklıkla çarpıştığı gibi atmosferdeki atomik süreçleri tahmin etmek için de kullanılabilir ki bu eşi benzeri görülmemiş bir durumdur. Bu yapay kılavuz yıldız ölçüm tekniği, jeofizikte özellikle yararlıdır ve güneş rüzgarının neden olduğu dünyanın iyonosferik manyetik alanındaki değişikliklerin belirlenmesini mümkün kılacaktır. Ek olarak, okyanus akıntılarının ve üst mantodaki büyük mıknatısların gözlemlenmesi, 85 ila 100 kilometre yükseklikte dünyanın manyetik alanı sürekli izlenerek sürekli olarak izlenebilir.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Referans Süreli Edebiyat: "Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri"
Araştırma / Gönderen: Mainz Üniversitesi
DOI: 10.1073 / pnas.1013641108
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
