Olağandışı Teleskop Güneşin Sırlarını Açıklıyor

ÇÖL sıcağından bir süre uzaklaşmak amacıyla, bir gün New Mexico’nun güneyindeki serin Lincoln milli parkının ormanlarında piknik yapmaya giderken, New Mexico’nun Cloudcroft bölgesi yakınlarındaki Sunspot’ta bulunan Sacramento Peak Rasathanesinin yolunu gösteren bir levha görünce, merakımız uyandı ve Sunspot’a doğru yol aldık.

Küçük grubumuzdan hiç kimse yerden 2.800 metre yüksekliğe alışkın değildi. Tepedeki tuhaf biçimli yapılara yerleştirilmiş olan teleskopları görmek için patikadan yukarı tırmanırken hepimizin nefesi kesilmekteydi. Kubbeli bir yapı görmeyi bekliyorduk ve Hilltop Dome’u (Tepe Kubbesi) görünce hayal kırıklığına uğramadık. Fakat ziyaretçilerin girmelerine izin verilmediğini öğrendik. Daha sonra değişik görünüşlü bir bina dikkatimizi çekti.

Bu, yüksek, üçgen şeklinde, dar zeminli bir binaydı ve ziyaretçilere açıktı. (Yan sayfadaki fotoğrafa bakınız) Çok geçmeden kendimizi, içinde, üstümüzdeki kulenin tepesindeki bir yatağa oturtulmuş uzun bir teleskopun bulunduğu bir laboratuarda bulduk. Uyarı levhasında, cihazın dengesini bozmamak için platformda yürümemenin gerektiği yazılıydı.

Güneşi “Durdurmak”

Girişteki küçük bir odada bulunan renkli şemalar, yapılmakta olan araştırmayı açıklıyordu. Bu binaların, güneşle ilgili çalışmalara ayrıldığını görmek ilginçti. Orada çalışan bilim adamlarından birine, bu projenin, güneşten nasıl enerji elde edilebileceğini araştırmakla ilgisi olup olmadığını sorduk. O, bize, bunun böyle bir çalışma olmadığını, fakat hem güneşle hem de onun, yeryüzünün atmosferi ve güneş sistemi boşluğu üzerindeki etkileriyle ilgili bir bilgi toplama işi olduğunu söyledi. Bilim adamları, ayrıca güneşin dış yüzeyini düzenli olarak gözlemleyerek iç kısımlarını da inceliyorlardı.

Rehberimiz, kuru ve temiz dağ havasıyla dolu bu yerin, rasathanenin yapılmasını elverişli kıldığını söyledi. 1951’de kurulan bu rasathane, Amerika Birleşik Devletlerinde güneşi araştırmak için kurulan ilk rasathanelerden biriydi. Yakınımızda bulunan bir şema, bu büyük kulenin yerden 41 metre yükseldiğini fakat yerin altında da 59 metrelik bir kısmının bulunduğunu gösteriyordu. Böylece teleskopun toplam uzunluğu 100 metreydi, yani bir futbol sahasının uzunluğu kadar. Teleskop tüpünün içinde vakum vardı; yani havası tamamıyla boşaltılmıştı; böylece sıcak hava nedeniyle, güneşten gelen ışıkların kırılması önlenmiş olup, yansıyan cisimlerin çok temiz görüntüsü elde edilebiliyor ve araştırmacıların, güneş yüzeyinin olağanüstü görüntüsünü görmeleri sağlanıyordu.

250 tondan fazla ağırlığı olan teleskopun tamamı, civa şamandıralı bir yatağa oturtulmuştu. Bu, teleskopun, dünyanın dönüşünden etkilenmemesini sağlıyor, kısacası rahatça dönmesine olanak tanıyordu. Teleskop bu yolla, uzun süreler boyunca güneşe doğru çevrilebilmekte ve güneş, fiili olarak teleskopa göre hareketsiz “durmaktaydı.” Bu düzen, fotosfer (ışıkküre) olarak bilinen güneşin yüzeyinin ve güneşin alt atmosferi olan kromosferin (renkküre) küçük ayrıntılarını gözlemek ve fotoğraflarını çekmek üzere tasarlanmıştı.

Tahıl Silosunu Andıran Kubbe

Arabamıza geri dönerken, alışılmamış biçimi olan ve bir tahıl silosuna benzeyen bir binanın yanından geçtik. Aslında gerçekten de görünüş, tam böyleydi. Bu bina Grain Bin Dome (Tahıl Silosu Kubbesi) olarak adlandırılmış ve rasathanenin ilk kurulduğu günlerde Sears Roebuck and Company’den satın alınmıştı; daha sonra, Sunspot’taki ilk teleskopu içine alacak şekilde bazı değişiklikler yapıldı. O zaman uzay yolculuğu planlanıyordu ve güneşin, özellikle olağanüstü güneş faaliyetlerinin neden olduğu bazı düzensizlikleri meydana getirerek dünyanın atmosferini nasıl etkilediği konusunda bilgiye ihtiyaç vardı.

Daha sonra 1957 yılında, AURA (Üniversitelerarası Astronomi Araştırmaları Derneği) adlı kazanç amacı gütmeyen bir örgüt kuruldu. Bu örgüt, Arizona Tuscon’daki Kitt Peak Ulusal Rasathanesi, Şili La Serena’daki Cello Tololo Inter—American Rasathanesi ve Maryland Baltimore’da bulunan Space Telescope Science Institute (Uzay Teleskop Bilim Enstitüsü) ile bağlantılı olarak kurulmuştu. AURA, bilim adamı ve bilginin ortak kullanımıyla, herkesin güneşle ilgili daha çok anlayışa sahip olabileceğini düşünüyordu. Böylece, rasathanenin, dünyanın birçok bölgesiyle ilişkisi olduğunu anlıyorduk.

Titreyen Güneş

Bir araştırma yöneticisi olan Dr. Bernard Durney, bize yakınlık gösterdi ve güneşle ilgili sorularımızı cevaplandırmayı önerdi. Kendisinin, güneş sismolojisi alanında çalıştığını söyledi. Bunun ne demek olduğunu açıklamasını rica ettik. Herhalde bu konu ilk defa Sacramento Peak’teki bu rasathanede araştırılıyordu. O, şöyle açıkladı: “Güneş, sadece kendi ekseni etrafında dönmez, başka yollarla da hareket eder ve bu hareketler, sürekli olarak güneş yüzeyinin ve oluşan değişikliklerin gözlenmesiyle incelenebilir. Bu değişiklikler, güneşin içinde neler olduğuna dair fikirleri formüle etmemize ve daha sonra, bu fikirleri kanıtlayıcı, ya da çürütücü araştırmalar planlamamıza yardımcı olur.”

Dr. Durney sonra şöyle devam etti: “1970’te güneşin bir titreme, ya da sallanma yaptığı tahmin edildi. Bu, büyük bir çan çalındığı zaman oluşan salınım, ya da titreşimlere benzer. Veya bir göle bir taş atıldığında, meydana gelen olaya da benzetilebilir. Taş suya çarptığı noktadan itibaren gölün yüzeyinde halkalar oluşturarak tüm gölün etkilenmesine neden olur. Fakat güneşteki fark şudur ki, dalgalar, güneşin içinde tüm yönlerde yayılırlar.”

Herhalde bu titreşimler, bazıları yüzeyin hemen altında ve diğerleri ise güneşin derinlerinde olmak üzere, farklı düzeylerde oluşurlar. Yapılan çalışmalar, güneşin, sanki nefes alıp veriyormuş gibi, hemen hemen her saat, biraz genişleyip sonra da tekrar küçüldüğünü göstermiştir. Güneşin bu hareketlerini ilk olarak 1975’te bir araştırmacı gördü. 1976’da Sovyet bilim adamları da, güneş yüzeyinin yükselip alçaldığını söylediler.a Fakat bu hareketlerin gerçekliği ancak 1979-80’de kısmen Sacramento Peak Rasathanesinde kanıtlandı.

Dr. Durney şunları ekledi: “Aslında güneşin pek çok olağandışı hareketleri vardır. Güneşte her şey gaz olduğundan, yüzeyinin bazı bölgeleri diğerlerinden daha hızlı dönebilir . . . . Burada Sunspot rasathanesinde yaptığımız gibi güneşi sürekli olarak izleyerek, içinin nasıl döndüğünü saptayabiliriz . . . . Güneş, ekvatorundan daha hızlı döndüğü için, yüzeyde karışıklıklar oluşur ve bu da, birçok değişik olaya neden olur. Bu olağandışı hareket, güneşin içinde manyetik alanlar yaratır ve bu alanlar, yüzeye doğru hareket ederler. Güneşteki lekeler, bu manyetik alanlar sonucu meydana gelir.”

Güneşi Gece ve Gündüz Gözlemek

Dr. Durney daha sonra şunları açıkladı: “Gerçekten, güneşi sürekli olarak gözlememiz gerek, böylece güneşin yüzeyindeki tüm faaliyetleri ve değişiklikleri görebiliriz. Dünya her gün döndüğü için bunu yeryüzünde yalnız bir noktadan yapmak mümkün değildir. Bu demektir ki, dünyanın her tarafında güneş rasathanelerine ihtiyaç vardır.”

Şu anda bu mümkün değil, fakat Dr. Durney, 1980-81’de Sacramento Peak’ten bazı bilim adamlarının, üç aylık üç dönem boyunca güneşi izlemek üzere Antarktika’ya gittiklerini söyledi. Antarktika’da güneş yaklaşık üç ay hiç batmadığından, gece ve gündüz bir teleskopla sürekli gözlenebilir. Bilgi toplamak için yeryüzünde bu kadar çok yer gerektiğini öğrenmek ilginçti. Bilim adamları, bir gün güneşin tüm titreşimlerini sınıflandırabilmeyi ve güneşin içinde neler olup bittiğini anlayabilmek için bu titreşimlerin anlamlarını çıkarabilmeyi umut ediyorlar. Araştırmacılar şimdi, dünya çapında bir rasathane ağı kurarak bunu başarmayı planlıyorlar.

Güneş Alevleri ve Korona

“Sacramento Peak’te başka ne gibi araştırmalar yapılıyor?” Dr. Durney’e sorduğumuz başka bir soruydu. O da, güneş alevlerinden söz etti. “Bu devasa alevler, güneşin yüzeyinden uzaya doğru milyonlarca kilometre yüksekliğinde patlamalar yapar ve yaydıkları tanecikler dünyaya ulaştıklarında, radyo iletişiminde parazit oluşturur. Ayrıca güneş rüzgârı denilen ve güneşten gelen sürekli bir tanecik akımı vardır. Bu, güneşin yüzeyinin dönüşünü yavaşlatarak, iç kısımlarında oluşan dönmeyi etkiler. Tüm bunların sonucunda ise, güneş yaşlandıkça daha yavaş dönmektedir. Güneşin içinin, yüzeyin frenlemesine nasıl tepki verdiği, burada incelediğimiz şeylerden biridir.”

Güneşin koronasının her gün resimlerini çekmek, bu rasathanede yapılan başka bir çalışmadır. Bu resimler, güneşin çevresindeki ısının günlük değişimlerini açıklamaktadır. Yüksek sıcaklıkların güneşten uzaklıklarını gösteren şemalar hazırlanmaktadır. Bu şemalar her gün değişmektedir ve uzay yolculukları için yararlı bilgiler sağlamaktadır.

Güneşin Hayati Rolü

Güneşten gelen enerji, hayatın devamı için gereklidir. Bu, görme yeteneğimizi ve yeryüzünün bitki ve hayvanlarını etkiler. 1979’da yayımlanan bir araştırmaya göre, Amerika Birleşik Devletlerinin batısında, her 22 yılda bir oluşan kuraklığın, güneş lekelerinin 22 yıllık çevrimlerini tamamlamalarıyla ilişkisi olduğu anlaşılmıştır. Güneşin faaliyetlerini ve atmosfer üzerindeki muhtemel etkilerini incelemekle ilgilenmenin nedenlerinden biri budur.

1950’lerde Sacramento Peak Rasathanesi, uzayda, dünya-güneş uzaklığında herhangi bir cisme ulaşan toplam güç birimi olarak tanımlanan güneş sabitini belirlemek için kullanılan ilk rasathanelerden biriydi. Herhalde güneş sabitinin ne kadar değişebildiği daha da önemlidir.

Güneşin, bizleri etkileyen ve en ilginç özelliklerinden biri de lekeleridir. Güneş lekeleri, ilk olarak Galile tarafından gözlendi. Daha sonra, bir güneş lekesi çevriminin 11 yıl sürdüğü ve tam bir güneş lekesi çevriminin ise, iki tane 11 yıllık güneş lekesi faaliyeti dönemi olduğu belirlendi. Dr. Durney’in açıkladığı gibi, “güneş lekeleri manyetik alanlardır. Enerji taşıyan hareketleri engelledikleri için karanlıktırlar. Alevlerin, güneşin yüzeyindeki bu manyetik alanların imhası sonucu oluştuğu düşünülmektedir. Bu ise, korkunç miktarda enerji açığa çıkararak, radyo dalgalarını bozması ve atmosferimizin bazı kısımlarını elektriklemesiyle etkilenmemize yol açar. Bu enerji, ayrıca, tarih boyunca insanın hep bir harika olarak gördüğü ve kuzey ve güney ışıkları olarak da bilinen, kutupsal ışıklara (aurora) da neden olur.”

Güneşle ilgili araştırmalar, güneş lekeleri olduğunda atmosferimizde oluşabilen jeomanyetik fırtınaları da tahmin etmeye yardım edebilir. Bunlar, dünyadaki radyo iletişimini etkileyerek, hava yolculukları gibi, iyi radyo dalgalarına bağımlı faaliyetleri zorlaştırmaktadırlar. Uydular pahalı olduğu için, dünyadaki iletişimin çoğu hâlâ yerdeki radyo vericileriyle sağlanmaktadır. Güneş lekelerinin yaydığı enerji, radyo dalgalarını dünyaya geri yansıtan ve yeryüzünü çevreleyen iyon tabakasını bozar. İyon tabakası etkisiz olduğunda, radyo mesajları kaybolur.

Güneş ışığı hakkında daha pek çok şeyin bilinmesine gerek vardır. Yiyeceklerimizi oluşturan bitkiler, kimyasal maddeleri ve şekeri üretmek için güneş ışığına gerek duyarlar. Güneş ışınının yol açtığı fotokimyasal tepkimeler, hem siyah beyaz hem de renkli fotoğraf çekebilmemizi sağlar. Bu yüzden, herkes için, bize en yakın bu yıldızla ilgili mümkün olan her şeyi öğrenmek, akla yakın görünmektedir.

Sunspot’a yaptığımız bu kısa ziyaretten ve uzmanlarla konuşmalarımızdan, güneşle ilgili bilgimizin çok sınırlı olduğunu anladık. Çoğumuz soğuk bir kış günü, güneşten hoşlanır, yaz aylarında ise, keşke bu kadar sıcak olmasaydı deriz, fakat güneşle ilgili fazla bir şey bilmeyiz. Güneşin teknik yönlerine yaptığımız bu kısa bakıştan çok hoşlandık. Hepimizin yararlandığı en yakın yıldız olan güneşin harikalarını, insanlığın gerçekten daha yeni kavramaya başladığı sonucuna varmak zorunda kaldık.

[Dipnotlar]

[Sayfa 24’teki çerçeve]

Güneş Sıcaklıkları Ne Anlama Gelmektedir?

John Rublowsky tarafından yazılan Life and Death of the Sun (Güneşin Hayatı ve Ölümü) adlı kitabın 59 ve 60. sayfaları şunları açıklıyor: “Sıcaklıkla ilgili bir şeyi anlamamız gerekiyor. İki tür sıcaklık vardır. Biri ‛kinetik sıcaklık’, diğeri ise, ‛yayılan sıcaklık’ olarak adlandırılır. Kinetik sıcaklık, bir taneciğin ortalama moleküler hareketinin bir ölçüsüdür. Bu hareket ne kadar hızlı ise, sıcaklık da o ölçüde yüksektir. Güneşin atmosferindeki sıcaklıklardan söz ederken, bu kinetik sıcaklıktan söz ediyoruz. Bu durumda, güneşin atmosferindeki taneciklerin ortalama hareket hızlarının, fotosferden yukarı doğru çıktıkça arttığını vurgulamak istiyoruz. Bu taneciklerin sıcaklığı milyonlarca dereceyi bulur; buna rağmen, bu sıcaklık derinizi yakamaz.

Yayılan sıcaklık ise, madde tarafından yayılan radyasyonun miktarının ve niteliğinin bir ölçüsüdür. Güneşin iç kısımlarındaki sıcaklıklardan söz ederken, sözcüğü bu anlamda kullanıyoruz. Bir alevin sıcaklığı da ısıyı yayma sıcaklığıdır.

Fakat güneşin atmosferinden bahsederken, sıcaklık kavramını, yayılma anlamında kullanamayız. Eğer koronanın yayılma sıcaklığı 1.000.0000 olsaydı, güneşin atmosferi o kadar parlak olurdu ki, fotosferi göremezdik. Gerçekten durum böyle olsaydı, güneşin atmosferi o kadar çok radyasyon yayardı ki, en uzak gezegen olan Plüton bile yoğun sıcaklıktan ötürü buharlaşırdı. Güneş atmosferinin sıcaklığının yayılma türünden olmayıp kinetik olması, bizim iyiliğimizedir.

Bu, güneş atmosferi hiç radyasyon yaymaz demek değildir. Sadece büyük bir miktar radyasyon yaymakla kalmaz, aynı zamanda çok özel bir türünü yayar. Koronanın en yüksek kısımları, hem X, hem de biraz görünür ışın saçar. Alt kısımları ise, morötesi ışınlar yayar. Bu radyasyon türü dünya için çok önemlidir, çünkü yerkürenin atmosferinin çeşitli tabakalarını oluşturur.”

[Sayfa 25’teki çerçeve/şema]

Güneş—Dünyanın Yıldızı

Güneş, dünyamız için hayatı destekleyici ısı ve ışık veren büyük bir fırındır. Çoğunluğu hidrojen olan bu engin gaz topu o kadar büyüktür ki, bir milyondan fazla yerküre içine sığabilir. Ama diğer yıldızlara oranla, en büyükler arasında değildir. Bilim adamlarının bulgularına göre, bu enerji kaynağı, birçok tuhaflıklarla doludur. Örneğin, “görünür ışığın çoğu, fotosferin içindeki 100 km kalınlığındaki bir bölgeden yayılmaktadır.” Oysa güneşin yarıçapı, 696.265 km olarak hesaplanmıştır.—The Sun, Iain Nicolson tarafından.

Güneşin Yapısı

ÇEKİRDEK—Güneşin merkezinde bulunan ve en yüksek sıcaklıkta olan nükleer “yanma” bölgesi.

RADYASYON BÖLGESİ—Çekirdekten gelen enerji, radyasyon yoluyla gama ve X ışınları olarak bu bölgededir.

KONVEKTİV BÖLGE—Radyasyon bölgesinden gelen enerjinin konveksiyonla yol aldığı daha soğuk bir bölge.

FOTOSFER (IŞIKKÜRE)—Güneşin tüm enerjisi hemen hemen bu görünür bölgeden yayılır. Bir dereceye kadar şeffaftır ve “birkaç yüz kilometre derinliğe kadar gözlenebilir.” (The Sun) Sıcaklığı, 6.0000 kadardır.

KROMOSFER (RENKKÜRE)—Sadece tam güneş tutulması sırasında görülebilir. Birkaç bin kilometre kalınlığında ince bir gaz tabakasıdır fakat fotosferden sıcaktır. Sıcaklığı yaklaşık 10.0000’dir.

KORONA—Sadece tam güneş tutulmasında görülebilir. Çok yüksek sıcaklıkta olup güneşten uzaklara doğru yayılır ve yaydığı ışık, sorguç ve sütun gibi görünür.

[Şema] (Ayrıntılı bilgi için lütfen yayına bakın)

Kromosfer

Fotosfer

Konvektiv Bölge

Radyasyon Bölgesi

Çekirdek

[Sayfa 23’teki şema/resim]

(Ayrıntılı bilgi için lütfen yayına bakın)

Aynalar (yerden 41 metre yüksek)

Yer

Dönen vakum tüpler (250 ton)

59 metre

Yer altında 67 metre

[Sayfa 26’daki resim]

Güneş patlaması

[Sayfa 26’daki resim]

Güneş lekeleri