Güneş Güneş Sistemi Tüm Yazılar

Güneş’in En Dış Katmanı Neden En Sıcak Katmandır?

Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Sarı cüce bir yıldız olan Güneş, oluşturduğu gezegen sistemi kütlesinin yüzde 99’luk kısmını oluşturmaktadır. Güneş, kayalık gezegenlerde olduğu gibi belirgin katmanlar yerine, yüzeyine yaklaştıkça yoğunluğu değişen gaz katmanlarına sahiptir. Ancak iç yapısı belirgin katmanlardan oluşur. Elbette en iç kısmında beklendiği gibi çekirdek olmak üzere, dış kısımlara gidildikçe ışınım katmanı ve konveksiyon katmanına rastlarız. Bu noktadan daha dışarı gidildikçe fotosfer, kromosfer ve koronadan oluşan ”Güneş atmosferi” bizi karşılar.

Yazımızın anahtar kelimelerinden biri olan “fotosfer”, diğer bir deyişle “ışık küre”, Güneş yüzeyinin başladığı yerdir. Yani optik olarak gözlemlediğimiz, Güneş’in görünen yüzeyi fotosferdir ve aynı zamanda 5840 K’lik (K= Kelvin: 0 “sıfır” kelvin, – “eksi” 273 santigrat derecedir) sıcaklığı ile Güneş’in en soğuk katmanıdır. Fotosferin hemen üzerinde bulunan “kromosfer” (renk küre), 20 bin K’lik sıcaklığı ile Güneş tutulmalarında kendini gösterir.

gunes-korona

Güneş’in yüzeyinden yüzlerce kat daha büyük sıcaklığa sahip Korona (corona) katmanı. Bu katman, Ay tutulmaları sırasında Dünya’dan rahatlıkla çıplak gözle veya basit teleskoplarla izlenebilir. Tutulmalar haricinde görebilmek için, Güneş’in parlak ışınlarını maskeleyen özel düzeneklere ihtiyaç vardır. Bu düzenekler, Güneş’i gözlemleyen özel teleskoplarda ve yörüngeye yerleştirilmiş uydularda bulunur.

Kromosferin üzerinde, yıldızımızın en dış katmanı olarak bilinen “korona katmanı” ise bir milyon (10^6) K’lik, diğer katmanlara oranla aniden artan sıcaklığıyla 70 yıldan fazla süredir “Koronal Isınım Sorunu” adı altında bilim insanlarını meşgul etmiştir. Çünkü Güneş’in çekirdeğinde sürekli üretilmekte olan yoğun nükleer reaksiyonlardan en uzak noktada bulunan ve aynı zamanda Güneş’in en dış katmanı olan korona katmanının en soğuk katman olması gerekiyor. Ancak bırakın en soğuk katman olmasını, bu katman korona katmanının altında bulunan fotosferden bile 200 kat daha sıcak.

Peki Neden?
Geçmişte sorunun çözümüyle ilgili ortaya bazı varsayımlar atılmış. Örneğin yüksek hızda hareket eden elektronların oluşturabileceği nano-parlamaların aşırı ısı üretebileceği öne sürülmüş. Ancak bu parlamalar bugüne kadar doğrudan hiçbir şekilde gözlenememişler ve dolayısıyla pek de ikna edici olamamışlar. Ancak bugün Japonya, Avrupa ve Amerika’dan oluşan uluslararası bir bilim ekibi konu hakkında Güneş’ten bazı veriler alarak önemli ipuçları elde etmeyi başarmışlar. Görünüşe göre bulmacanın cevabı Güneş’in manyetik alanı içinde gizli.

Güneş'in katmanları

Güneşin katmanları: (1) Çekirdek, (2) Işınımsal Bölge, (3) Konveksiyon Katmanı, (4) Fotosfer, (5) Kromosfer, (6) Korona. Bu katmanlarda gerçekleşen olaylar: (7) Güneş Lekeleri, (8) Granüller, (9) Prominanslar

Ekip, koronal katmanın etkilerini silip süpüren “rezonant emilim” adında bir olgu keşfetmiş. Bu olguya göre, eğer manyetik alanlar sayesinde sürmekte olan iki çeşit dalga varsa, bu durumda bir dalganın daha güçlü olmasını sağlayacak bazı türden senkronize desenler ortaya çıkıyor. Bu durumu bir trambolinde aynı anda zıplayan iki kişiden birinin daha yükseğe sıçramasına benzetebilirsiniz.

Ekip, rezonant emilimin “enine dalgalar” (yukarı ve aşağı hareket) ve “dönüş dalgaları” (anafor hareketi) olmak üzere iki tür dalga arasında oluştuğunu belirlemiş. Her bir dalga hareketinin belirlenmesi için farklı türden uydular kullanılmış. Örneğin enine dalgalar için Hinode Uydusu kullanılırken, dönüş dalgaları ise IRIS Uydusu tarafından gözlenmiş.

Dönüş dalgalarını gözlemleyen IRIS uydusu

Dönüş dalgalarını gözlemleyen IRIS uydusu

Bu iki uydu da manyetik enerjinin nasıl ısıya dönüşebildiğini çözebilmek adına Güneş’in yüzeyinden dışa doğru çıkmakta olan “Güneş çıkıntıları”nı gösteren bir harita oluşturmuşlar. İki uydu da enine dalgaları ve dönüş dalgalarını gözlerken aynı zamanda Güneş çıkıntılarını gözlemeye devam etmiş.

İlginç bir şekilde veriler, dalgaların senkron bir şekilde hareket ettiğini ortaya çıkarmış. Aynı zamanda Güneş’in manyetik alanı boyunca uzanan çıkıntıların alan boyunca 10 bin santigrat dereceden, 100 bin santigrat dereceye yükseldiği gözlenmiş. Ancak sorun şu ki, iki dalga da senkronize bir biçimde aksa bile ortada bir jimnastikçinin daha yükseğe sıçraması gibi ısı enerjisini öylece ortaya çıkaracak bir enerji bulunmuyordu.

Oysa veriler çıkıntı boyunca sıcaklığın 10 kat yükseldiğini göstermekteydi. Bu yüzden verilere göre dalgalar birbirlerine senkronize gözükseler bile kusursuz bir şekilde senkron değillerdi. Enine dalgalar, dönüş dalgalarının ardından hafif bir biçimde farklı akıyordu. Bu, bizim günlük hayatta yaşadığımızın tam aksi bir durum. Çünkü örneğin bir fincan çayı bir çay kaşığıyla karıştırdığınızda kaşığın etrafında dairesel hareketler oluşur.

Yani çayınızı karıştırdığınızda çayınızdaki enine dalgalar ve dönüş dalgaları kusursuz bir uyum içindedir. (Zaten böyle olmasaydı çayımızı karıştırdığımızda ortaya bir anafor çıkmazdı.) Ancak Güneş’in manyetik alanı içinde oluşan dönüş dalgasının gücü, enine dalga hareketinden hemen sonra zirveye ulaşıyordu. Ve aslında bu durum, akıştaki manyetik enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi için harika bir yol olan türbülansı oluşturuyordu! Başka bir deyişle enine dalgaların ve dönüş dalgalarının tam olarak senkronize olmaması manyetik bir dinamo meydana getiriyor, bu da bilim insanlarının üzerinde hayli kafa yorduğu koronal tabakadaki aşırı ısıyı oluşturuyordu. Böylece bilim insanlarının yaklaşık 70 yıldır çözemediği “Koronal Isınım Sorunu”nun cevabı, uluslararası bilim ekibinin yoğun çabaları ve iki uydunun da katkılarıyla bulunmuş oldu.

Çeviren ve Geliştiren: Kemal Cihat Toprakçı
Düzenleyen: Sibel İnce

Kaynaklar:
www.iflscience.com/space/why-suns-outer-layer-200-times-hotter-one-below http://www.gunesfizigi.com/gunesin-temel-ozellikleri/
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solar/sun.html
https://tr.wikipedia.org/wiki/Güneş
http://sun.stanford.edu/
https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_physics

Kozmik Bey (Zafer Emecan) 
Jr Kozmik Bey (Ögetay Kayalı)  

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum

Yazar Hakkında

Kemal Cihat Toprakçı

Akdeniz Üniversitesi İngiliz Dili ve Edebiyatı öğrencisidir.

Karaman doğumlu olup, astronomiye küçük yaşlardan beri ilgi duyan yazarın bugüne kadar Türkiye'nin pek çok bilim-astronomi portalında yazı ve makaleleri yayınlanmıştır. Ayrıca yazarın, Shumen Üniversitesi'nde görev yapan Dr. Sunay Ibryamov tarafından çevirisi yapılarak Bulgaristan astronomi gazetesine kazandırılmış bir yazısı da bulunmaktadır. Kozmik Anafor'dan ayrılmış, şu an www.rasyonalist.org sitesinde yazarlık yapmaktadır.