Parker Güneş Aracı, Güneş’e Yolculuk

Print Friendly, PDF & Email

Güneş Sistemimizin kalbi olan Güneş, evrende bulunan milyarlarca diğer yıldızlarla karşılaştırıldığında gayet sıradan, ne çok büyük, ne de çok küçük bir yıldız. Onu önemli kılan bize yakınlığı ve yaşamımıza katkısı. Bu ay Güneş’ten bahsedeceğim, çünkü 4 Ağustos 2018’de Parker Güneş Aracı isimli bir Güneş misyonu NASA tarafından Kennedy Fırlatma Üssü’nden fırlatılıyor. Misyonun en büyük özelliği, Güneş’in yüzeyine 6,2 milyon km gibi muazzam bir mesafeye kadar yaklaşmak. Yani neredeyse Güneş’e dokunacak araç. Amacı, Güneş’ten çıkan fırtınaları ilk çıkış anında yakalayıp Güneş’in atmosferi, yapısı ile bu fırtınaların Dünya ve diğer gezegenleri nasıl etkilediği gibi sorulara çözümler getirmek.

Yarıçapı 696 bin km olan Güneş (Dünya’nın yarıçapı 6.371 km), ortalama 27 günde kendi ekseni etrafında dönüyor. “Ortalama” diyorum, çünkü Güneş dev bir gaz topu olduğundan dolayı ekvatorundaki gaz kuşağının kendi etrafındaki turunu 25 günde tamamlarken, kutuplarda bu sürenin 36 güne kadar uzadığını gözlemliyoruz. Güneş o kadar büyük ki, Güneş Sistemindeki bütün gezegenler, uydular, asteroitler, kuyrukluyıldızlar, yani ne varsa hepsi bütün kütlenin ancak yüzde 0,14’ünü oluşturur, geri kalan kütlenin yüzde 99,86’sı ise Güneş’e aittir. Buradan hareketle Güneş’le karşılaştırıldığında Dünya’ya büyük bir çakıl taşı dersek pek de yanlış yapmış olmayız.

Parker Solar Probe, NASA

Yaklaşık 4.6 milyar yaşında olan Güneş’in yüzde 74,9’u hidrojen ve yüzde 23,8’i helyumdan oluşur. Güneş’in çekirdeğinde her saniye meydana gelen termonükleer tepkimeler sonucunda, hidrojenler birleşrerek helyuma dönüşür ve enerjisini bu şekilde sağlar. Bu tepkimenin oluşabilmesi hem çok yüksek sıcaklık, hem de çok yüksek yoğunluk gereklidir.

Güneş’in çekirdeği, 15 milyon dereceye ulaşan sıcaklığa ve santimetreküpte 150 grama ulaşan yoğunluğa (yani altının yoğunluğundan 10 kat daha büyük) sahip olduğundan hidrojenlerin her saniye birleşerek nükleer füzyon tepkimeleri meydana getirmesi mümkün olabiliyor. Bu tepkimelerin gücünü kıyaslarsak, sadece bir füzyon reaksiyonu yani bir hidrojen bombası ile bir ülke rahatlıkla yok edebilecek büyüklükte bir enerji açığa çıkıyor.

Çekirdekten yukarı doğru, hem sıcaklık, hem de yoğunluk yavaş yavaş azaldığından dolayı bu tepkimeler Güneş’in çekirdeğinin dış yüzeyinde, yani yarıçapın yaklaşık yüzde 25’ine ulaştığında biter. Bu tepkimeler sonucunda oluşan enerji, Güneş’in yüzeyine doğru yaklaşık 1 milyon yıl süren uzun bir yolculuğa çıkar. Sonrasında ise Güneş’ten çıkarak 8.3 dakika sonra Dünya’ya ulaşır.

Aslında her ne kadar milyonlarca derece sıcaklıkta bir iç çekirdeğe sahip olsa da, yüzeyinde yaklaşık 500 km kalınlığında ışıkküre (photosphere) adlı bir katmanı vardır ve bu katmanın ortalama sıcaklığı 5505 C derece civarındadır. Işıkküre üzerinde bulgur pilavının tencerede kabarcıklar yaparak kaynaması gibi bulgurlanma (granulation) görülür. Bu bulgurların ömürleri 10 dakika kadardır. Bunun yanı sıra her biri yüzlerce hatta binlerce kilometre uzunluğa sahiptir. Ayrıca eğer koruyucu filtresi olan bir teleskopla Güneş’e bakarsanız, bu yüzeyin bazı yerlerinde koyu renkli benekler dikkati çeker.

Burada vurgulamam gerekir ki, Güneş’e çıplak gözle bakmak göze kalıcı hasarlar verir, bu nedenle özellikle Güneş’e bakmak için üretilen koruyucu filmleri kullanmak gerekir. Hatta belki şahit olmuşsunuzdur, Güneş tutulmaları zamanlarında röntgen filmi gibi koyu tabakalarla Güneş’e bakan insanlar oluyor. Bu da çok zararlıdır, çünkü özel olarak Güneş filtresi olarak üretilmeyen filmler belki görünür ışığı engelliyor olsa da, şiddetli morötesi (UV) ışınların göze zarar vermesini önleyemezler.

Güneş’e baktığınızda yüzeyinde irili ufaklı belli bir düzende bulunmayan koyu benekler, ya da Güneş lekeleri görülür. Bu Güneş lekelerinin koyu renkte görünmelerinin nedeni sıcaklıklarının, ışıkküreden daha az, yani yaklaşık 3500 C derece civarına kadar düşmesidir. Bu lekeler bazı yerlerde ve bazı zamanlarda manyetik alanın şiddetlendiği bölgelerdir.

Bu manyetik bölgelerden birisi bile Dünyanın toplam manyetik alanının gücünün binlerce katı kadar olabiliyor. Hatta Güneş’in devasa boyutundan dolayı, ufacık görünen bir Güneş lekesi bile Dünya boyutundan katlarca büyük olabiliyor. Bu lekeler genelde çiftler halinde belirirler. Manyetik alan çizgileri de iki leke arasında bir halka gibi bağlantı kurarlar. Bu lekeler arasında manyetik alan çizgisini takip eden gaz yüzeyden yukarı çıkarak ilerler ve belli bir süre sonra bu halka kırılır ve gaz da uzaya yayılır.

Sıcaklık Güneş’in ışıkküre yüzeyinin hemen üstünde, renkküre (chromosphere) adlı tabaka boyunca 4000 C dereceye düşer. 2000 km yukarıdan itibaren birkaç yüz kilometre içerisinde bir geçiş bölgesiyle beraber korona (corona) adlı katmanında 1-2 milyon dereceye kadar yükselir. Bu kadar yüksek sıcaklık içinde bütün hidrojen ve helyum atomları iyonize hale gelir, yani elektronlar atomdan ayrılarak plazma ortamı oluşur. Böyle olunca bu bölgenin elektrik iletkenliği çok büyür ve dolayısıyla çok şiddetli bir manyetik alan oluşturur.

Güneş’teki kilit sorulardan birisi, atmosfer içinde bu kadar kısa mesafe içerisinde ne oluyor da sıcaklık değişimi birkaç bin dereceden 2 milyon dereceye kadar çıkabiliyor? Aslında bu soru 1940’lardan beri soruluyor olsa da hala sebebi tam olarak anlaşılamamış durumdadır. Parker Güneş Aracı işte bu amaçla yola çıktı: Koronada neler oluyor, Dünya’ya kadar ulaşan Güneş fırtınaları nasıl oluşuyor? Araç bunu araştıracak.

Güneş fırtınalarını anlık takip etmek artık günümüzün en önemli gereksinimi, çünkü iletişim uydularından, GPS veya Dünya gözlem uydularına kadar yörüngedeki her araç artık bizim günlük hayatımız için inanılmaz önemli. Eğer Güneş fırtınalarıyla gelen yüksek enerjili parçacıklar uydulara şiddetle çarparlarsa elektronik sistemlerinde kısa devre yaparak onları bozabiliyorlar.

Ya da parçacıkların yoğunluğu nedeni ile yörüngelerinden sapabiliyorlar. Tabii bu da uyduların ömürlerini ayrıca kısaltacaktır. Bunun için Güneş fırtınalarını önceden haber alacak sistemlerimizle, böyle bir durumda uyduların kritik elektronik parçaları hızla kapatılır. Bunun yanında fırtınaya direkt maruz kalacak Güneş panelleri gibi ince katmanlı parçaların da Güneş’e göre olan açıları değiştirilerek fırtınadan en az etkilenmesi sağlanır.

Parker Güneş Aracı yolculuğunda 11,43 cm kalınlığında karbon-karbon alaşımlı bir nevi köpük olan bir kalkan ile kaplı bir şekilde Güneş’e yaklaşacak. Korona katmanı her ne kadar 2 milyon derece sıcaklığa sahip olsa da yoğunluğun çok düşük olmasından dolayı aracın dışı sadece 1377 C dereceye kadar ısınacak, hatta içinde bulunan elektronik sistem de, soğutucular vasıtasıyla 30 C derece gibi çok daha düşük bir sıcaklıkta çalışıyor olacak.

Bugüne kadar birçok Güneş uzay misyonu gerçekleştirmiş olsak da Parker Güneş Aracı, Güneş’e en yakın mesafeye ulaşarak bugüne kadar birçok bilinmeyen soruların cevaplarını vereceğine eminiz. Güneş’e ilk yakın geçişi 1 Kasım 2018’de gerçekleştireceğinden kısa bir süre içerisinde ilginç keşifler haber alacağımıza eminim.

Bu yazı Atlas Dergisi için yazılmıştır, dergi sayfalarını indirmek için pdf’i tıklayınız.

Uzay Atlası (Atlas – Ağustos 2018)

İLGİLİ