birgün

1° PARÇALI BULUTLU

BİLİM 28.11.2021 12:39
author

Güneş sıcaklığının değişkenliği

Güneş’in çekirdeğinin sıcaklığı 15 milyon santigrat derece civarında, yüzeyindeyse 5 bin 500 dereceye kadar düşüyor. Yüzeyinden birkaç yüz kilometre uzaklaşınca, sıcaklık 1 ila 3 milyon derece civarına fırlıyor.

Güneş sıcaklığının değişkenliği

İçinde sıcak su olan bir şişe ile soğuk su olan bir şişeyi yan yana koyun. Ne beklersiniz? Termodinamiğin ikinci yasası bize bu sorunun cevabını verir: Isı, her zaman sıcaktan soğuğa akar. Gerçekten de şişe sıcaklığını takip edecek olursanız, sıcak suyun ısısının soğuk suya doğru hareket ettiğini görürsünüz. Sıcak su soğur, soğuk su ısınır. Ta ki sıcaklıkları eşitlenene kadar…


Peki, bir fırının veya şöminenin önüne geçin. Ellerinizi ısı kaynağına doğru açın. Yaklaşıp uzaklaşırsanız, hissettiğiniz sıcaklık nasıl değişir? Isı kaynağına yaklaştıkça hissettiğiniz sıcaklık artar, uzaklaştıkça azalır, öyle değil mi? Bunu bize söyleyen de radyasyon yoluyla ısı yayılımını kontrol eden ters kare yasasıdır: Isı miktarı, ısı kaynağından uzaklaştıkça, uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak azalır. Yani şömineden 1 metre uzaklıktan 2 metre uzağa geçtiğinizde, hissettiğiniz sıcaklık kat ettiğiniz mesafe gibi 2 kat değil, 4 kat azalır. Bu da tamam. Ancak Güneş, bu temel sağduyumuza meydan okuyor: Güneş’in çekirdeği 15 milyon santigrat derece civarında bir sıcaklığa sahip. Yüzeyindeyse sıcaklık, 5 bin 500 dereceye kadar düşüyor. Buraya kadar sorun yok; zaten beklediğimiz şey bu. Kaynaktan uzaklaştıkça, sıcaklık da düşüyor. Ancak Güneş’in yüzeyinden birkaç yüz kilometre uzaklaşıp da “korona” adlı taç kısmına geldiğinizde, bir anda sıcaklık 1 ila 3 milyon derece civarına fırlıyor (hatta yer yer bu sıcaklık 10 milyon dereceye çıkabilir). Bu, şömineden uzaklaştıkça hissettiğiniz sıcaklığın azalmak yerine artması gibidir! İşte buna koronal ısınma problemi adı veriliyor. Yani Güneş, ısıttığı şeyden daha soğuk bir cisim!

Koronal ısı problemi

Bugüne kadar bu sorunu izah etmeye çalışan birçok hipotez ileri sürüldü; ancak bunlardan sadece ikisi günümüzde ön plana çıkıyor. İlki, “dalga ısıtma teorisi” olarak da bilinir. Bu teori, Güneş’in sıradan bir gaz değil de “plazma” olması özelliğinden gücünü alıyor. Manyeto-akustik dalgalar ve Alfven dalgaları gibi özel dalgalar, plazma içerisinde hareket edebilirler (bu, ses dalgalarının hareketi gibidir). Bunlar, belli bir mesafe kat ettikten sonra enerjilerini saçarlar, dolayısıyla yüzeyde bu dalgaların ısısı daha az, koronada daha yüksek ölçülebilmektedir ve bu da sıcaklık farkını izah edebilir. Ne var ki bu dalgaların dinamikleri, koronal ısı problemini çözmek için yeterli değil. Örneğin manyeto-akustik dalgaların fotosferden koronaya kadar ulaşması mümkün gözükmüyor (çoğu durumda bu dalgalar geri yansıtılıyor). Alfven dalgaları koronaya kadar ulaşabilir; fakat bunlar da enerjiyi yeterince hızlı dağıtmıyor ve bu nedenle sıcaklık farkını tek başlarına izah edemiyorlar. Dahası, yapılan gözlemler manyeto-akustik dalgaların koronal sıcaklık farkının sadece yüzde 10 kadarını izah edebildiğini, Alfven dalgalarınınsa düzenli dağılmadığını, dolayısıyla Güneş’in her yerindeki sıcaklık farkını izah edemeyeceklerini gösteriyor.

İkinci teori, “manyetik yeniden bağlanma teorisi” olarak biliniyor. Bu teori, gücünü, güneşin manyetik alanının korona tabakasında elektrik alanına neden olmasından alıyor. Duymuş olabileceğiniz gibi elektrik ve manyetizma, aynı fiziksel kuvvetin iki farklı tezahüründen ibarettir ve neredeyse her zaman bir arada var olurlar (bu yüzden bu ikiliye, bir bütün olarak “elektromanyetizma” denir). Dolayısıyla Güneş gibi hareketli parçacıkların bol olduğu yerlerde manyetik kuvvetler de oluşur. Ancak plazma içerisinde elektrik ve manyetik alanlar biraz tuhaf davranır: Normalde, demir tozlarına yaklaştırılan bir mıknatıstan bileceğiniz üzere, mıknatısın kuzey ve güney kutupları birbirine tekil çizgilerle bağlanır. Ancak plazma içerisinde elektrik alanların çöktüğü bazı şartlarda, manyetik alan kutupları, farklı noktalarla da bağlantı yapabilir. İşte buna “manyetik yeniden bağlanma” denir. Örneğin Güneş’teki meşhur parlamaların nedeninin de bu manyetik hareket olduğu düşünülmektedir.

İşte “manyetik yeniden bağlanma teorisi”, koronal ısınma problemini çözmek için, bu bağlanmalar sırasında oluşan “mikroparlama” veya “nanoparlama” denen olayları kullanıyor. Teoriye göre bu parlamalar tek başına yeterince güçlü değilse de, bir arada ve sürekli yaşandıklarında Güneş’in yüzeyinden ötesini yüzeyden daha fazla ısıtıyor olabilirler. Ne var ki bu da tartışmalı bir iddia; çünkü TRACE ve SOHO/EIT gibi araçlar bu mikroparlamaları gözlüyor ve gözlenen miktarlar, aradaki sıcaklık farkını izah etmeye yetmiyor. Fizikte henüz çözülememiş onlarca, belki yüzlerce problem var ve koronal ısınma problemi de onlardan biri. Astronomik nesnelerin doğası gereği bu problem, muhtemelen bariz olmasına rağmen inatla gözümüzden kaçan bir mekanizmadan ve Güneş ile ilgili veri toplama yöntemlerimizin kısıtlılığından kaynaklanıyor olabilir. Birçok bilim insanı, burada sözünü ettiğimiz iki mekanizmanın bir arada etki ettiğini ve belki bilinmeyen diğer mekanizmaların da işe dahil olduğunu düşünüyor.

Belki adını duymuş olabileceğiniz Parker Güneş Sondası, birçok diğer soruya ek olarak bu problemi de aydınlatmaya çalışıyor. Belki de 150 yıldır çözülemeyen bu gizemli sorunun cevabı, şimdi çok yakınımızdadır…

Neden BirGün?

Bağımsız bir gazete olarak amacımız, insanlara hakikati ulaştırarak ülkede gerçek bir demokrasi ve özgürlük ortamının yeşermesine katkı sunmak. Bu nedenle abonelikten elde ettiğimiz geliri, daha iyi bir gazeteciliği hayata geçirmek, okurlarımızın daha nitelikli ve güvenilir bir zemin üzerinden bilgiyle buluşmasını sağlamak için kullanıyoruz. Çünkü banka hesabını şişirmek zorunda olduğumuz bir patronumuz yok; iyi ki de yok.

Bundan sonra da yolumuza aynı sorumluluk bilinciyle devam edeceğiz.

Bu yolculukta bize katılmak ve bir gün habersiz kalmamak için
Bugün BirGün’e Abone Ol.

BirGün; seninle güçlü, seninle özgür!

BirGün’e Destek Ol