Güneş

SDO ve Değişken Güneş

Son zamanlarda, alışılmadık bir fikir bilim adamlarınca destekleniyor. Özellikle iklimbilimcilerin düşüncelerine zıt olan bu fikir, eski öğretilere de karşı çıkıyor.

Washington D.C.’de NASA Merkezi’nden Lika Guhathakurta açıklıyor: “Güneş, aslında bir değişken yıldız.”

İnsan gözünün algıları yüzünden Güneş gözlemcilere hep aynı görünür. Modern teleskoplar ve uzay araçları ise Güneş’teki bu değişikliği keşfetti.

Güneş

Güneş’in ve Dünya’nın manyetik alanlarını gösteren temsili bir resim

Telif Hakkı: NASA

Güneş patlamaları milyarlarca atom bombasının gücüyle patlar. Mıknatıslanmış olan gaz bulutları (Koronal Kütle Atımları – Coronal Mass Ejection (CME)) da Güneş’in yüzeyinde delikler açar ve deliklerden hızı 1.5 milyon km/s ulaşan güneş rüzgarları oluşur.
Tüm bu olaylar sadece bir günde oluşabilir.

Araştırmacıların hala araştırdıkları değişik aktiviteler yüzyıllar içinde değişik periyotlarda azalır ve artar. En ünlü aktivite 11 yıl periyotlu Güneş Döngüsü.

“Bu döngü aslında tam olarak 11 yıl değil. Periyodun uzunluğu 9 yıl ile 12 yıl arasında değişiyor. Üstelik bazı döngülerin çok sert (birçok güneş lekesi ve güneş ışıması), bazılarının ise nispeten daha yumuşak olduğu ise ayrı bir gerçek. 17. yüzyılda meydana gelen ‘Maunder Minimum’ adı verilen periyotta ise bu döngü 70 yıl boyunca durdu ve kimse bunu anlayamadı”diyor Guhathakurta.

Döngünün beklenmedik olayları için geçmişe yolculuk yapmak gerekli değil, şu anda bile, kimsenin tahmin etmediği bir şekilde Güneş, döngünün minimum evresinden çıkıyor.

“2008-2009 yıllarında olan minimum evre bizi çok şaşırttı. Bu da bizim Güneş Aktivitesi konusunda ne kadar yol almamız gerektiğini gösteriyor.” diyor Marshall Uzay Uçuş Üssü’nden Güneş lekesi uzmanı David Hathaway.

Bu aslında çok büyük bir sorun. Yaşamı yüksek teknolojiye bağlı olan modern insan, Güneş aktivitesinden büyük hasar görebilir. Enerji nakil hatları, GPS navigasyon sistemleri, hava ulaşımı, ekonomik servisler, radyo iletişimi gibi gereksinimlerin hepsi Güneş aktivitesinden fazlasıyla etkilenebilir. Ulusal Bilim Akademisi’nin (National Academy of Sciences) 2008’deki araştırmasına göre büyük bir Güneş fırtınası, Katrina Kasırgası’ndan 20 kat daha fazla ekonomik zarara neden olabilir.

Amerika Birleşik Devletleri
Güçlü bir Güneş fırtınasının yol açabileceği Amerika Birleşik Devletleri’ndeki olası yerler.

“Güneş değişkenliğini anlamak son derece önemli.” diyor Washington D.C. ‘deki Amerika Deniz Kuvvetleri Araştırma Laboratuarı’ndan (Naval Research Lab – NRL) uzay araştırmacısı Judith Lean. “Çünkü modern yaşamamız tamamen buna bağlı.”

Güneş Dinamikleri Gözlemevi’nin (Solar Dynamics Observatory – SDO) 9 Şubat 2010’da Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’nden (Kennedy Space Center) fırlatılması kararlaştırıldı.

SDO, diğer Güneş gözlemi araçlarına göre Güneş’i çok daha hızlı, derin ve detaylı inceleyecek.

SDO, bunun gibi aktif Güneş lekelerin fotoğrafını çekecek.

Guhathakurta, SDO’nun bir devrim niteliğinde olduğunu belirtiyor. Herşeyden önce SDO yüksek hızlı fotoğraflama özelliğine sahip. Atmosferik Görüntü Düzenleyicisi (Atmospheric Imaging Assembly – AIA) adındaki multi dalga boylu bir seri teleskop kullanılarak Güneş’in her 10 saniyede bir, IMAX kalitesinde resimleri çekilecek. Önceki gözlemevleri ise bu işlemi en iyi ihtimalle 5 dakikada bir yapabiliyordu. Üstelik çekilen resimlerin çözünürlüğü de oldukça düşüktü. Araştırmacılar, 19. yüzyılda keşfedilen yüksek hızlı fotoğraflama tekniği ile çok hızlı gelişen bilim dallarına bakarak Güneş fiziğinin de yakın zamanda aynı sıçramayı yapmasını bekliyorlar.

SDO sadece Güneş’in dışına bakmayacak. SDO, bünyesinde bulunan Heliosismik Manyetik Görüntüleyici’si (Helioseismic Magnetic Imager – HMI) Güneş’in içinde bulunan ‘dinamo’suna da bakabilecek.

Güneş dinamosu, Güneş’in karışık manyetik alanı oluşturan yoğun plazma akımlarının ağlarından meydana gelir. Döngüdeki dengesizliklerden kütle atımlarına kadar tüm Güneş aktivitesinden sorumlu kısım burasıdır.

 

 

Sanatçının gözünden güneş ‘dinamosu’. Başka videolar için [1] [2].

 

 

 

 

 

Greeenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Üssü’nden (Goddard Space Flight Center) Dean Pesnell şöyle diyor: “Güneş fiziğinde, bu yıldızın dinamosunu anlamak son derece önemli. HMI ile hedefimize ulaşacağız.”

Dinamo, 225000 kilometrelik bir sıcak gazın altında bulunuyor. SDO ise bu duvarı sismoloji ile aşmayı düşünüyor. Yerbilimcilerin depremlerin yarattığı dalgaları kullanarak yer kabuğunu incelemeleri gibi güneş fizikçileri de Güneş’te meydana gelen ‘kaynama’dan çıkan dalgaları kullanarak Güneş’in iç kısımlarını inceleyebiliyorlar.

Pesnell, olayı ultrason aleti ile hamile bir kadının karnındaki bebeği inceleme olayına benzetiyor: “Bebeği derinin altından görebiliyoruz.”


EK BİLGİ

Gökbilimciler uzun bir süre Güneş’in sürekli ‘sabit’ olduğunu düşündüğü için ‘Güneş değişmezi’ (solar constant) tanımlamışlardır. Tanıma göre güneş değişmezi, Dünya atmosferinin üst kısmında metrekarede toplanan toplam güneş enerjisi. Bütün dalga boylarından ışık bu değişmeze katkı sağlıyor: radyo, görünür, morötesi, kızılötesi ışık vb. Yaklaşık değeri ise 1361 W/m2.

Bulutlar, atmosferik emme ve diğer faktörler Dünya yüzeyinden ölçüm yapmayı zorlaştırdığı için, NASA uzaya bu ölçümü yapacak araçlar göndermiştir. Her yıl, VIRGO, ACRIM ve SORCE gibi uzay araçları milyonda 10 hata payıyla ölçümlerini almaktalar.

Ama bu değişmez, yavaş yavaş değişmeye başladı.

Amerika Deniz Kuvvetleri Araştırma Laboratuarı’ndan Judith Lean şöyle diyor: “Güneş değişmezi aslında kendiyle çelişen bir kelime. Uzay araçlarından alınan bilgilere göre Güneş’ten kaynaklanan olaylar yüzünden bu değişken büyük bir oranda değişmekte.”

6 yıl boyunca SORCE görevi sırasında alınan veriler, Güneş’ten gelen enerjinin azaldığını gösteriyor. (Video için tıklayınız.)

Güneş Döngüsü’nün maksimum zamanlarında Güneş, minimum zamanlara göre % 0.1 daha parlak. 1361 W/m2’deki % 0.1lik değişim yaklaşık 1.4 W/m2 ‘e karşılık geliyor. Dünya’nın küreselliğini ve yansıtma özelliği de düşünülürse bu sayı metrekarede 0.24 Watt’a kadar düşüyor.

“Tüm bu artışı toplarsanız çok büyük bir enerjiye sahip olursunuz. Bunun gibi bir enerji iklimi ve hava durumunu değiştirebilecek nitelikte.” diyor Lean.

SDO, sadece morötesi dalga boylu ışığa karşı hassas olduğundan bu alet direk olarak Güneş’ten alınan enerjiyi hesaplayamayacak. Bu enerjiyi hesaplamak için tüm ışıkların tayfını çıkarmak gerekiyor. Ama SDO ve diğer araçlardan gelecek bilgiler bu konuya yeni bir bakış açısı getirebilir. Belki yeni tezatlıklar bile ortaya çıkabilir.


SDO, Güneş’in en fazla değişkenlik gösterdiği uç morötesi (Extreme Ultraviolet – EUV) dalga boyunda Güneş’i gözleyecek. Uç morötesi dalga boylarındaki fotonlar, güneş yanığına neden olan morötesi dalga boyundaki fotonlara göre daha enerjik. Dünya atmosferi bu tip dalga boylarını emdiği için Güneş’in öldürücü bir etkisi yok. Uzayda ise EUV yayılımları tespit edilmesi en kolay ve değişkenliğin en kolay fark edilebildiği dalga boyları.

“Eğer insan gözü EUV dalga boylarını görebilseydi hiç kimse Güneş’in değişken bir yıldız olduğundan kuşkusu kalmayacaktı.” diyor Boulder’deki Colorado Üniversitesi’nden Tom Woods.

Güneş ışıması sırasında EUV yayılımı saniyede çok değişkenlik gösterebilir. (saniyede 100’ün katlarından 1000’in katlarına çıkabilir) EUV fotonlarının bu artışı Dünya’nın üst atmosferinde şişmeye neden olur ve alçak yörünge uyduları atmosferdeki şişmeden ötürü sürtünmeye maruz kalır. Aynı zamanda, EUV ışınımları atomları ve molekülleri de parçalayarak üst atmosferde iyonlardan oluşan ve radyo dalgalarını engelleyen bir tabaka yaratır. Judith Lean, EUV’nin, deniz seviyesinden 100 kilometre üstündeki atmosferden tüm doğayı etkilediğini söylüyor. Woods da onun bu görüşünü savunuyor: “EUV nerede, etkileşim orada.”

 Bu da neden Wood ve meslektaşlarının SDO’ya uç mor ötesi ışığa hassas Uç Morötesi Dalga Boyu Değişkenlik Cihazı (Extreme Ultraviolet Variability Experiment – EVE) adında bir alet yerleştirdiğini açıklıyor. EVE Güneş’i her an izleyecek ve şu ana kadarki en iyi zaman çözünürlüğünü (10 saniye) ve yüksek tayfsal çözünürlüğü (0.1 nm) verecek. Wood’a göre bu da önceki görevlere göre çok önemli bir gelişme. Aynı zamanda, EVE’den Güneş’in ne kadar hızlı değiştiğini, göstermesini bekliyorlar.

Önümüzdeki 5 yıl boyunca Güneş Dinamikleri Gözlemevi, EVE, AIA, HMI adındaki cihazları kullanarak Güneş’i inceleyecek.

 

SDO ve Değişken Güneş

Güneş Dinamikleri Gözlemevi’nin cihazları.

Telif Hakkı: Casey Reed

İlgili Bağlantılar:

  • SDO (Solar Dynamics Observatory (SDO) Uzay Aracı’nın  sitesi)
  • Youtube (SDO videoları)
  • Güneş Döngüsü 24 (Güneş Döngüsü 24 ve Maunder Minimum hakkında bilgi)
Kaynak: Science@NASA

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

*