Yıldızımız Güneş yaklaşık dört milyar altı yüz milyon yıl önce gökadamız Samanyolu’nun sarmal kollarından birinde, yıldızlararası gaz ve toz içerikli soğuk bir moleküler bulut içinde oluşmaya başladı. Orta yaşta kabul edilen yıldızımız, yaklaşık bir bu kadar süre daha enerji yaymaya devam edecek.
Samanyolu içinde yaklaşık üç yüz milyar yıldızla birlikte bir yaşam süren Güneş, oluşumundan bir süre sonra kendisini ortaya çıkaran bulutsu ortamı içinde kendi gezegenlerinin oluşumuna da katkıda bulundu. Dünyamız da bu süreç boyunca Güneş’in ev sahipliği altında diğer gezegenlerle birlikte yaşamını devam ettiriyor. Ama unutmayacağımız şey şu ki, gezegenlerin ve tabii ki bizim de varlığımızın tek kaynağı Güneş’tir ve onunla yaşamayı sürdürmek sadece bize değil, ona da bağlı.
Tanrılaştırılan Bir Gök Cismi
Güneş, en eski uygarlıklardan itibaren insanların ilgisini çekmiş ve mevsimler boyunca gökyüzündeki hareketleri, doğuş-batış zamanları ve yerlerinin değişimiyle en çok incelenir gök cismi olmuş. O tarihlerde anlaşılamayan bu değişimlerin nedeni kutsal güçlere bağlanmış ve bütün eski uygarlıklarda tanrılaştırılmış. Galilei’nin 1610 yılında teleskop kullanarak Güneş yüzeyindeki güneş lekeleri olarak adlandırdığımız karanlık yapıları ilk defa gözlemesine kadar bütün gözlemler hep çıplak gözle yapılmış. Dolayısıyla çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük olan güneş lekeleri veya Güneş üzerindeki fiziksel diğer yapılar ancak teleskopların gelişmesiyle daha rahat gözlenebilir ve anlaşılabilir oldu. Güneş, Samanyolu içinde yer alan diğer tüm yıldızlarla karşılaştırıldığında orta büyüklükte, ne çok soğuk ne de çok sıcak olmayan mütevazı bir yıldızdır. Belki de en önemli özelliklerinden biri de onun tek yıldız olmasıdır. Evrendeki yıldızların büyük çoğunluğu ortak kütle merkezi etrafında dolanan bir yoldaş yıldıza sahiptir; hatta bazıları üçlü, dörtlü veya nadiren çoklu sistemlerin üyeleri olabilir. Güneş gibi tek yıldız sayısı aslında oldukça azdır. Gezegenlere sahip olan yıldızlar da genelde tek yıldızlardır. Onun için öte-gezegen olarak adlandırdığımız ve sayıları şu sıralarda dört bini geçen öte-gezegenler, daha ziyade güneş benzeri tek yıldızların etrafında dolanmaktadır.
Manyetik olaylar sonucu fotosferde oluşan ve çevresine göre yaklaşık 1.500-2.000 derece daha soğuk olan karanlık yapılar güneş lekesi olarak adlandırılıyor.
Güneş, dünyamızdan yaklaşık 109 kat daha büyük yarıçaplı (yaklaşık 696.000 km) gaz yapıda bir yıldız. Gazın kimyasal yapısı ağırlıklı oranda hidrojen gazı içerir; yaklaşık yüzde 73 hidrojen, yüzde 25 helyum ve yüzde 2 de diğer elementler bulunur. Güneş’in yüzey sıcaklığı yaklaşık 5.800 derece olurken, sıcaklık merkeze doğru gidildikçe hızla artar ve Güneş’in çekirdeği içinde 16 milyon derecelere kadar yükselir. Bu kadar yüksek sıcaklıklara ulaşan yıldızların çekirdek bölgelerinde nükleer tepkimeler başlar ve hidrojen çekirdekleri helyum çekirdeklerine dönüşerek enerji üretimi gerçekleşir. Aşamalı olarak gerçekleşen nükleer tepkimeler sonucunda, çekirdekte en yüksek enerjili ışın olan gamma fotonları açığa çıkar. Gamma ışınları yüzeye ulaşıncaya kadar milyonlarca yıl geçer, çünkü çok yoğun bir gaz ortam içinden geçerken soğrularak enerjisini kaybeder ve yüzeyden insan gözünün rahatlıkla görebileceği optik ışık olarak yayılır. Aslında bizim gördüğümüz ışık, milyonlarca yıl önce üretilmiş ışıktır.
Güneş yüzeyinden saniyede üç yüz bin kilometre hızla hareket ederek ayrılan fotonlar, gezegenler arası ortama girerek yayılır. En yakınındaki Merkür gezegeninden sonra Venüs’e daha sonra da Dünya’ya yaklaşık 8,2 dakikada ulaşır. Güneş ile Yer arasındaki uzaklık yaklaşık 149 milyon 600 bin kilometre ve bu uzaklık, Güneş Sistemi içindeki uzaklık belirlemede birim kabul edilerek, ‘1 Astronomik Birim’ (1 AB) olarak adlandırılır. Dolayısıyla Yer-Güneş uzaklığı ortalama 1 AB olurken, Mars gezegeninin Güneş’e uzaklığı 1.5 AB, Jüpiter gezegeninki ise yaklaşık 10 AB’dir. Güneş ışınları Güneş Sistemi’nin dış sınırına yakın konumda bulunan cüce gezegen Plüton’un 40 AB’lik uzaklığına ancak 5,5 saatte ulaşır.
Dinamo Gibi Çalışan Yıldız
Isı ve ışık kaynağımız olan Güneş diğer yıldızlarla karşılaştırıldığında çok büyük veya çok sıcak olmasa da onu gözlemek, araştırmak, yapısını ve fiziksel özelliklerini çözümlemek bize diğer yıldızların da yapıları ve yaşamları hakkında bilgi verir. Bizim için bu büyük devasa sıcak gaz küre, aslında diğer gök cisimleri gibi kendi ekseni etrafında dönmekte ama bu dönüşünü dünyamızdakinden, yani bir katı cisminkinden, daha farklı yapar. Güneş’in ekvator bölgesi yaklaşık 25 günde bir turunu tamamlarken, kutup bölgeleri 32 güne çıkacak şekilde bir dönme dönemine sahiptir. Bu farklı dönüş hızları yalnız yüzeyde değil, iç katmanlarda da kendini gösterir.
Güneş döndükçe içyapısında bir dinamo gibi çalışan fiziksel süreçler sonuçta içerde elektrik akımları ve bir manyetik alan üretir. İçyapıdaki akışkan maddenin hareketleri manyeto-hidrodinamik yasalarla açıklanır. Aslında bu yasalar en genel anlamda çalkantılı hareket enerjisinin elektrik-manyetik enerjiye dönüşümünü belirler. Manyetik alanlar çalkantılı içyapıda burgular halinde yüzeye kadar ulaşılır ve enerjinin yüzeye çıkışını biçimlendirir. Güneş lekeleri yüzey diyebileceğimiz fotosfere (ışık küre) göre daha soğuk dolayısıyla daha karanlık görünen geçici yapılardır. Manyetik alan yoğunlaşmaları nedeniyle enerjinin dışarı çıkışı engellendiğinden lekeli alanlar ancak 4.000 derecelere sahip olabilir. Genelde çift manyetik kutuplu olan güneş lekesi sayıları yıllar içinde değişir. Yaklaşık 400 yıldır yapılan güneş lekesi gözlemleri 1700’lü yıllardan itibaren daha sistemli olarak kayıt altına alınmaya başlamış ve zamana göre değişimleri günümüzde bile araştırılıyor. Güneş leke sayıları yaklaşık 11 yıllık çevrimsel bir değişim gösterir. Aslında elimizdeki 250 yıllık verileri incelediğimizde bu değişimin bazen 8-9 yıl gibi kısa veya 14-15 yıl gibi uzun değişim aralıklarına sahip olduğunu da görebiliyoruz. Leke sayılarının azalıp en aza inmesi minimum veya fazlalaşması maksimum değerlere sahip olduğunu anlatan terimlerle ifade edilir. Minimumdan minimuma geçen süredeki leke sayısı değişimi bir çevrim olarak adlandırılır. Peş peşe gelen çevrimlerin grafik görüntüsü Güneş’in manyetik olaylar bağlamında ne kadar aktif olup olmadığını açıklar. Güneş’in aktivitesini belirleyen leke çevrimlerinin birincisi 1755 yılı Şubat ayıyla başlamış, 1766 yılı Haziran ayıyla bitmiş. İlk çevrimin uzunluğu 11,3 yıl olarak kabul edilmiş. Bu çevrim içinde 1761 yılı Haziran ayında Güneş yüzeyinde görülen güneş lekesi sayıları maksimuma ulaşmış. Günümüze kadar geçen süre dikkate alındığında şu anda 25’inci leke çevrimi içinde bulunuyoruz. Bu çevrim 2019 yılı Aralık ayında başladı ve tahminlere göre 2030 yılına kadar sürecek ve leke sayıları 2023-2026 yılları arasındaki bir tarihte maksimuma ulaşacak.
Güneş üzerinde aniden gelişen yüksek enerjili bir patlama.
Güneş’in fotosferinde görülen lekeli aktif bölgelerin bir çevrim içindeki sayısal değişimine bakılarak veya çevrimlerin birbirleriyle biçimsel karşılaştırması yapılarak güneş aktivitesinin uzun dönemli davranışı hakkında fikir sahibi olunur. Güneş lekelerinin çevrim başından itibaren yüzeyde görülen konumları, artan sayıları ve boyutlarıyla maksimumdan sonra azalan değerleri boyunca Güneş’in ışınım salma gücü düzeyinde değişimler kaydedilir. Bunun dışında Güneş’ten fırlatılan sıcak gaz materyalinin yoğunluğu, ani parlamalar olarak adlandırılan flarelerin sayısı ve şiddetindeki değişimler de istatiksel olarak takip edilir. Güneş’in fotosferden sonra daha üst atmosfer katmanları olan kromosfer (renk küre) ve koronada (taç katman) görülen yapısal değişiklikler, manyetik alanlarla ilişkili olan ilmik yapıların dağılımları, içinde bulunan çevrimlerle ilişkili şiddet bilgilerini bize yansıtır.
Yakın Uzayla Etkileşme
Bir aktivite çevrimi boyunca özellikle leke sayılarının maksimuma ulaştığı zamanlarda Güneş üzerinde görülen patlamalar sonucu, gezegenler arası ortama salınan sıcak gaz materyali, ‘güneş rüzgârı’ olarak adlandırılır. Güneş rüzgârının şiddeti, yoğunluğu, sıcaklığı ve ortam içindeki yayılma hızı aktivite düzeyine bağlı olarak değişir. Güneş rüzgârı içindeki parçacıkların hızı saniyede ortalama 400-500 kilometrelere ulaşabilir. Bu parçacıkların hızlarına bağlı olarak dünyaya ulaşması süreleri 3-4 gün alabilir. Dünya’nın manyetik alan çizgilerini takip ederek Yer’in manyetik kutuplarından içeri süzülen bu yüksek enerjili parçacıklar, yer atmosferi içindeki gazlarla etkileşir ve onları uyartarak, ışık salmasına neden olur. Atmosfer içindeki gazların hava akımlarıyla birlikte yer değiştirmesi sonucunda, yüksek coğrafi enlemli yerlerde oturanlar gökyüzünde kutup ışıması, kuzey ışıkları veya aurora adını verdiğimiz ışık dansına şahit olur. Işıkların rengi, etkileşilen gaz içindeki farklı elementlerin atomlarına bağlı olarak değişir.
Bu yıllarda güneş aktivitesinin 25’inci çevrimi içindeyiz ve Güneş’in yüzeyinde görülen güneş lekesi sayıları her geçen ay boyunca biraz daha sıkça görülmekte ve hatta lekelere bağlı olarak oluşan güneş patlamaları da doğal olarak sıklaşmakta ve daha rahat saptanabilmekte. Ancak şu da var ki, güneş üzerinde görülen patlamalar her zaman leke sayıları en fazla olduğunda oluşur diye bir beklenti yoktur. Bazen leke sayısı az olduğu durumlarda bile güçlü patlamalar kaydedilebilmekte. Güneş’in yüzeyindeki güneş lekelerinin konumları, büyüklükler, tek tek veya grup olarak bulunma görüntüleri https://spaceweather.com/ web sayfasından güncel olarak takip edilebilir. Tamamen popüler düzeyde hazırlanan bu sayfada sadece güneş lekelerine ilişkin görüntüler ve bilgiler değil, aynı zamanda güneş patlamalarına ilişkin veriler, yer atmosferine giren kozmik ışınlara ilişkin bilgiler ve açıklamalar da mevcut. Güneş’in leke aktivitesi çevrimlerindeki sayısal değişimleri, teleskoplarla veya uydular aracılığıyla yapılan güneş lekesi gözlemlerinden saptayabiliyor; ama daha önceki gözlem verileri için en fazla 400 yıl kadar geriye gidebiliyoruz. Ancak Güneş bu manyetik olaylar sonucu oluşan güneş lekelerine kuşkusuz yeni sahip olmadı. Doğumuyla birlikte genç bir yıldız olduğu andan itibaren benzer lekeler hep vardı. Hatta Güneş, henüz genç bir yıldızken bu lekelerin hem sayılarının hem de yüzeyde kapladığı alanların ve buna bağlı olarak da güneş patlamalarının şimdikinden çok daha fazla ve daha şiddetli olduğunu tahmin edebiliyoruz. Bunları aslında Güneş’ten çok daha genç ve çok daha yaşlı olan ve güneş benzeri yaşlara ve sıcaklıklara sahip lekeli yıldızların ışık değişimlerinin incelenmesinden anlıyoruz. Güneş benzeri genç yıldızlar üzerindeki yıldız lekelerinin, yüzeyde kapladıkları alanlar tüm yüzeyin yüzde 30’una yaklaşırken Güneş için bu değer milyonda birkaç yüz birim olabilmekte. Aslında Güneş, diğer aktif yıldızlarla karşılaştırıldığında pek de lekeli bir yıldız olarak kabul edilmez. Çünkü Güneş’i derin uzay içinde diğer yıldızların ortalama uzaklıklarına götürsek ve şimdiki gibi gözlemeye çalışsak, leke faaliyetleri hakkında tatmin edici bilgilere ulaşamayacağımız saptandı. Bu da yine Güneş’in ikizi sayılabilecek yıldızların ışık değişimlerindeki bulgulardan giderek anlaşıldı.
Güneş’in binlerce yıl öncesine ilişkin gösterdiği aktivite değişimlerineyse günümüzde iki ana araştırma yöntemiyle ulaşılır. Bu yöntemlerde Güneş’ten gelen kozmik ışınların yer atmosferinde yaptığı değişimler araştırılır; bu ise kutup bölgelerindeki buz kütleleri ve çok yaşlı ağaçlardaki halka yapılarında görülen 10Be (berilyum) ve 14C (karbon) izotoplarının değişimlerinin incelenmesinden çıkarılır.
Atmosferimizde güneş rüzgârının yüksek enerjili parçacıklarıyla etkileşen gaz atomları ışık saçarak yüksek enlemdeki bölgelerde kutup ışımalarını oluşturur.
Güneş aktivitesinin değişimini takip etmek sadece Güneş üzerinde görülen lekelere bağlı yapısal değişiklikleri araştırmamızı sağlamıyor, aynı zamanda bu değişimlerin Dünyamızın çevresindeki hava durumunu ve iklimi de nasıl etkilediğini bilmemize yardımcı oluyor. Dünyamız her ne kadar son 60 yıl içinde insan kaynaklı bir küresel ısınmaya maruz kaldıysa da bilimcileri, aktivite sonucu güneş enerjisinde görülen değişimlerin iklim üzerine bir etkisinin olup olamayacağı üzerine çalışmalar yapmakta, modeller tasarlamakta. Bu modeller yapılırken olaya küresel boyutlarda bakılıyor, dünyamızın farklı yerlerinde görülen iklim türlerini etkileyen tüm faktörler dikkate alınıyor. Sonuçta Güneş’in Dünya’ya gönderdiği enerjinin kendi güneş leke aktivitesine bağlı olarak iklimi etkilemesinde, beklenen düzeyinin çok yüksek olmadığını ortaya koymakta. Bir yerin iklim üzerindeki bölgesel faktörleri çok değişken olduğundan, tabii ki bu katkı miktarını bulmak çok zor. Bunların hepsini birden modelleyebilmek ancak süreklilik gösterdiği takdirde olabilir.
Güneş’in küresel ısınmayı tetiklemesi şu an için çok fazla görülmese de bundan sonra geçireceği yaklaşık 4,5 milyar yıllık yaşantısı içinde yıldızımız evrimleşecek, çapı büyüyecek, içyapısı dolayısıyla yüzeyindeki aktivite yapılarının biçimi, şiddeti ve boyutları değişecektir. Buna bağlı olarak hem evrimsel hem de aktivite kaynaklı olarak, yakın uzaya salınan enerji miktarı ve türü değişecektir. O zaman dünyada yaşam söz konusu olmayacaktır. Ama şu anda, Güneş henüz orta yaştayken, dünyamızı yaşanabilir kılmak bizim elimizde. Dünyamızı koruyalım, yaşayabileceğimiz başka bir dünya yok.
