Bilim ve Teknoloji

Güneşin atmosferi yüzeyinden çok daha sıcak. İşte nedeni

Güneşin veya fotosferin görünen yüzeyi 6.000 ° C civarındadır. Ancak birkaç bin kilometre yukarısında – güneşin boyutunu düşündüğümüzde küçük bir mesafe – korona olarak da adlandırılan güneş atmosferi yüzlerce kez daha sıcaktır ve bir milyon santigrat dereceye veya daha yükseğe ulaşır.

Güneşin ana enerji kaynağından uzaklaşmasına rağmen sıcaklıktaki bu artış çoğu yıldızda gözlemlendi ve astrofizikçilerin onlarca yıldır üzerinde kafa yorduğu temel bir bilmeceyi temsil ediyor .

1942’de İsveçli bilim adamı Hannes Alfvén bir açıklama önerdi. Mıknatıslanmış plazma dalgalarının, güneşin üst atmosferinde ısıyla patlamadan önce fotosferden geçerek, güneşin manyetik alanı boyunca büyük miktarda enerji taşıyabileceğini teorileştirdi.

Teori geçici olarak kabul edilmişti ancak yine de bu dalgaların var olduğuna dair ampirik gözlem şeklinde kanıta ihtiyaç vardı. Son çalışma nihayet bunu başardı, Alfvén’in 80 yıllık teorisini doğruladı ve bizi bu yüksek enerji fenomenini burada Dünya’da kullanmaya bir adım daha yaklaştırdı.

On yıllardır süren çalışma boyunca, fotosferin sıcaklığının sürekli olarak 6.000 ° C civarında olduğu tahmin edilmektedir. Edlén ve Grotrian’ın güneşin koronasının fotosferden çok daha sıcak olduğu bulgusu – güneşin çekirdeğinden , onun nihai enerji kaynağından daha uzakta olmasına rağmen – bilim camiasında çok fazla kafa karıştırmaya yol açtı.

Bilim adamları bu eşitsizliği açıklamak için güneşin özelliklerine baktılar. Güneşin neredeyse tamamı, elektrik yükü taşıyan oldukça iyonize bir gaz olan plazmadan oluşur. Bu plazmanın konveksiyon bölgesindeki – güneşin iç kısmının üst kısmı – hareketi, devasa elektrik akımları ve güçlü manyetik alanlar üretir.

Bu alanlar daha sonra konveksiyonla güneşin içinden sürüklenir ve güneş atmosferinde çeşitli manyetik yapılar oluşturabilen manyetik alan kümeleri olan karanlık güneş lekeleri şeklinde görünür yüzeyine parlar.

Alfvén’in teorisinin devreye girdiği yer burasıdır. Güneşin mıknatıslanmış plazmasında elektrik yüklü parçacıkların herhangi bir yığın hareketinin manyetik alanı bozacağını ve güneşin yüzeyinden üst atmosferine kadar çok geniş mesafeler boyunca büyük miktarda enerji taşıyabilen dalgalar oluşturacağını düşündü. Isı, yüksek sıcaklığını üreterek korona içine patlamadan önce güneş manyetik akı tüpleri denen şey boyunca ilerler.

Bu manyetik plazma dalgaları artık Alfvén dalgaları olarak adlandırılıyor ve koronal ısınmayı açıklamadaki rolleri Alfvén’in 1970’te Nobel Fizik Ödülü’ne layık görülmesine yol açtı.

Alfvén dalgalarını gözlemlemek

Ancak bu dalgaları gerçekten gözlemleme sorunu kaldı. Güneşin yüzeyinde ve atmosferinde – Dünya’dan kat kat daha büyük fenomenlerden enstrümantasyonumuzun çözünürlüğünün altındaki küçük değişikliklere – o kadar çok şey oluyor ki, fotoferdeki Alfvén dalgalarının doğrudan gözlemsel kanıtlarına daha önce ulaşılamadı.

Ancak enstrümantasyondaki son gelişmeler, güneş fiziğini inceleyebileceğimiz yeni bir pencere açtı. Böyle bir cihaz, ABD’nin New Mexico eyaletindeki Dunn Güneş Teleskobu’na kurulan, görüntüleme spektroskopisine yönelik İnterferometrik İki Boyutlu Spektropolarimetredir (IBIS). Bu alet, güneş hakkında çok daha detaylı gözlemler ve ölçümler yapmamızı sağladı.

İyi görüntüleme koşulları, gelişmiş bilgisayar simülasyonları ve yedi araştırma kurumundan uluslararası bir bilim insanı ekibinin çabalarıyla birleştiğinde, IBIS’i sonunda ilk kez, güneş manyetik akı tüplerinde Alfvén dalgalarının varlığını doğrulamak için kullandık.

Yeni enerji kaynağı

Güneş fotosferindeki Alfvén dalgalarının doğrudan keşfi, Dünya’daki yüksek enerji potansiyellerini kullanmak için önemli bir adımdır. Örneğin, küçük miktarlarda maddenin büyük miktarlarda enerjiye dönüştürülmesini içeren güneşin içinde gerçekleşen süreç olan nükleer füzyonu araştırmamıza yardımcı olabilirler . Mevcut nükleer santrallerimiz , özellikle 2011’de Fukuşima’da meydana gelen felaketler de dahil olmak üzere, eleştirmenlerin tehlikeli nükleer atık ürettiğini iddia ettiği nükleer fisyonu kullanıyor .

Dünyadaki güneşin nükleer füzyonunu kopyalayarak temiz enerji yaratmak büyük bir zorluk olmaya devam ediyor, çünkü füzyonun gerçekleşmesi için yine de hızlı bir şekilde 100 milyon santigrat derece üretmemiz gerekiyor. Alfvén dalgaları bunu yapmanın bir yolu olabilir. Güneş hakkındaki artan bilgimiz, bunun kesinlikle mümkün olduğunu gösteriyor – doğru koşullar altında.

Ayrıca yeni, çığır açan görevler ve araçlar sayesinde yakında daha fazla güneş keşifleri bekliyoruz. Avrupa Uzay Ajansı’nın Güneş Orbiter uydusu şu anda güneşin yörüngesinde, yıldızın haritasız kutup bölgelerinin görüntülerini veriyor ve ölçümlerini alıyor. Karasal olarak, yeni, yüksek performanslı güneş teleskoplarının ortaya çıkarılmasının da Dünya’dan gelen güneş gözlemlerimizi geliştirmesi bekleniyor.

Güneşin manyetik alanının özellikleri de dahil olmak üzere hala keşfedilmeyi bekleyen güneşin birçok sırrı ile bu, güneş çalışmaları için heyecan verici bir zamandır. Alfvén dalgalarını tespit etmemiz, Dünya’daki pratik uygulamalar için güneşin kalan gizemlerini çözmeye çalışan daha geniş bir alana yapılan katkılardan sadece bir tanesi.

İnsanlığın geleceğini Antarktika belirleyecek

Daha Fazla Göster

Bir Cevap Yazın

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu