Güneş Nedir? Güneş Sisteminin merkezinde yer alan yıldızdır. Orta büyüklükte olan Güneş tek başına Güneş Sisteminin kütlesinin % 99,8ini oluşturur. Geri kalan kütle Güneşin çevresinde dönen gezegenler, asteroitler, göktaşları, kuyrukluyıldızlar ve kozmik tozdan oluşur. Günışığı şeklinde Güneşten yayılan enerji, fotosentez yoluyla Dünya üzerisindeki hayatın hemen hemen tamamının varolmasını sağlar ve Dünyanın iklimiyle hava durumunun üzerinde önemli etkilerde bulunur.
Güneş Nedir?
Samanyolu gökadasında bilinen 200 milyar yıldızdan birisi olan Güneş, kütlesi sıcak gazlardan oluşan ve çevresine ısı ve ışık yayan bir yıldızdır. Güneşin çapı dünyanın çapının 109 katı 1.5 milyon km, hacmi 1,3 milyon katı ve ağırlığı 333.000 katı kadardır. Güneşin yoğunluğu ise Dünyanın yoğunluğunun ¼ü kadardır. Güneş kendi ekseni etrafında saatte 70.000 km hızla döner. Bir turunu ise 25 günde tamamlar. Güneşin yüzey sıcaklığı 5500 °C ve çekirdeğinin sıcaklığıysa 15,6 milyon °Cdir. Güneşten çıkan enerjinin 2 milyonda 1i yeryüzüne ulaşır. Güneşin üç günde yaymış olduğu enerji, dünyadaki tüm petrol, ağaç, doğalgaz, vb. yakıta eşdeğerdir. Güneş ışınları 8,44 dakikada yeryüzüne ulaşır. Güneş dünyaya en yakın yıldızdır. Çekim kuvveti dünya yer çekiminin 28 katıdır.
Güneş yüzeyi kütlesinin %74ünü ve hacminin %92sini oluşturan hidrojen, kütlesinin %24-25ünü ve hacminin %7sini oluşturan helyum ile Fe, Ni, O, Si, S, Mg, C, Ne, Ca, ve Cr gibi diğer elementlerden oluşur. Güneşin yıldız sınıfı G2Vdir. G2 Güneşin yüzey sıcaklığının yaklaşık 5.780 K olduğu, dolayısıyla beyaz renge sahip olduğu anlamına gelir. Günışığının atmosferden geçerken kırılması sonucu sarı gibi görünür. Bu mavi fotonların Rayleigh saçılımının sonucunda yeteri kadar mavi ışığın kırılmasıyla geride sarı olarak algılanan kırmızılığın kalmasıdır.
Güneş Nedir?
Tayfı içinde iyonize ve nötr metaller olduğu kadar çok zayıf hidrojen çizgileri de bulunur. V eki Roma rakamıyla beş çoğu yıldız gibi Güneşin de ana dizi üzerinde olduğunu gösterir. Enerjisini hidrojen çekirdeklerinin füzyonla helyuma dönüşmesinden elde eder ve hidrostatik denge içindedir, yani zaman içinde ne genişler ne de küçülür. Saniyede 600 milyon ton hidrojen, helyuma dönüşür. Bu da, Güneş`in her geçen saniye 4,5 milyon ton hafiflemesine yol açar. Güneşteki füzyon olayı sonucunda kızıl kırmızımsı bir alev 15-20 bin km yükselir ve Güneş Fırtınası meydana gelir. Galaksimizde 100 milyondan fazla G2 sınıfı yıldız bulunur. Güneş, galaksimiz içinde bulunan yıldızların % 85%inden daha parlaktır, bu yıldızların çoğu kırmızı cücelerdir
Güneş Samanyolu merkezinin çevresinde yaklaşık 26.000 ışıkyılı uzaklıkta döner. Galaktik merkez çevresinde bir dönüşünü yaklaşık 225–250 milyon yılda bir tamamlar. Yaklaşık yörünge hızı saniyede 220 kilometredir +/-20km/s. Bu da her 1.400 yılda bir, 1 ışıkyılı ve her 8 günde 1 GBdir. Bu galaktik uzaklık ve hız bilgileri şu anda sahip olduğumuz en doğru bilgilerdir ancak daha fazla öğrendikçe bunlar da gelişebilir.
Güneş günümüzde Samanyolunun daha büyük olan Kahraman takımyıldızı ve Yay takımyıldızı kolları arasında kalan Orion Kolunun iç kısmında, Yerel Yıldızlararası Bulut içinde yüksek sıcaklıkta dağınık gaz bölgesi olan düşük yoğunluklu Yerel Kabarcık içinden geçmektedir. Dünyaya 17 ışıkyılı uzaklıkta yer alan en yakın 50 yıldız içinde Güneş, mutlak kadir olarak dördüncü sıradadır M=4,83
Genel bakış Güneş Öbek ı, ya da üçüncü nesil yıldızlardandır. Oluşumu yakınlarında bulunan bir süpernovanın şok dalgaları ile tetiklenmiştir. Altın ve uranyum gibi ağır metallerin Güneş Sistemi içinde yaygın olarak bulunması bunu desteklemektedir. Bu elementler büyük olasılıkla süpernova sırasında endergonik nükleer reaksiyonlar esnasında ya da ikinci nesil büyük bir yıldızın içinde nötron emilimi yoluyla dönüşerek oluşmuştur.
Günışığı Dünyanın Ana Enerji Kaynağıdır
Güneş değişmezi, Güneşin yeryüzünde doğrudan günışığına maruz kalan birim alana bıraktığı güç miktarıdır. Güneşten 1 gökbirimi GB ötede Güneş değişmezi yaklaşık olarak metrekareye 1.370 watttır. Günışığının atmosferden geçerken gücünün zayıflaması sayesinde, güneş tepe noktasındayken ve hava açıkken yeryüzüne düşen güç miktarı daha düşüktür ve metrekareye 1.000 watt civarındadır. Bu enerji doğal ve yapay çeşitli yöntemlerle toplanabilir. Bitkiler fotosentez yoluyla günışığını yakalar ve oksijen ile indirgenmiş karbon bileşikleri olarak kimyasal enerjiye çevirir. Güneş enerjisi kullanan ekipmanlar doğrudan ısıtma ya da güneş pili yardımıyla elektrik üretmeye ya da diğer işleri yapmaya yardımcı olur. Petrol ve diğer fosil yakıtlar içinde bulunan enerji çok eskilerde günışığından fotosentez yoluyla çevrilmiştir.
Güneşten yayılan morötesi ışık antiseptik özelliklere sahiptir ve aletlerle suyu dezenfekte etmek için kullanılabilir. Aynı zamanda güneş yanığına neden olur ve D vitamini üretilmesi gibi diğer tıbbi etkileri de bulunur. Morötesi ışık Dünyanın ozon tabakası tarafından oldukça kuvvetli şekilde soğurulur. Dünyanın farklı bölgelerinde yaşayan insanların deri renginin farklı olması gibi birçok değişik biyolojik adaptasyonun altında yatan neden, enleme göre farklılık gösteren morötesi ışık miktarıdır
Dünyadan gözlemlendiğinde Güneşin gökyüzünde izlediği yol yıl boyunca değişir. Her gün aynı zamanda bakıldığında Güneşin bir yıl boyunca izlediği yola günizi analemma denir ve kuzey/güney ekseni boyunca duran bir 8 şekline benzer. Güneşin görünen konumunda en önemli farklılık Dünyanın Güneşe göre 23,5 derecelik eğikliğinden kaynaklanan 47 derecenin üzerinde kuzey/güney salınımıdır. Ancak bir doğu/batı salınımı da vardır. Doğu/batı salınımının nedeni günberiye gelirken Dünyanın ivmesinin artması ve uzaklaşıp günöteye giderken hızının düşmesidir. Güneşin görünen konumunun kuzey güney salınımı, Dünya üzerinde mevsimlerin oluşumunun ana nedenidir.
Güneş Manyetik Olarak Etkin Bir Yıldızdır
Güçlü, yıldan yıla değişen ve her on bir yılda bir, güneş maksimumu civarında yön değiştiren bir manyetik alanı destekler. Güneş yüzeyinde güneş lekeleri, güneş püskürtüsü, Güneş Sistemi boyunca madde taşıyan güneş rüzgarının değişiklikleri gibi birçok güneş etkinliğinin arkasında bu manyetik alan bulunur. Güneş etkinliklerinin yeryüzündeki etkileri orta ve yüksek enlemlerde görülen kutup ışıkları ile radyo haberleşmesi ve elektrik hatlarında oluşan kesintilerdir. Güneş etkinliğinin Güneş Sisteminin oluşumunda önemli rol aldığı düşünülmektedir. Güneş etkinliği Dünyanın dış atmosfer tabakasının yapısını değişikliğe uğratır.
Dünyaya en yakın yıldız olan Güneş, biliminsanları tarafından oldukça kapsamlı olarak araştırılmış olsa da hala birçok sorunun cevabı bulunamamıştır. Günümüzde Güneş ile ilgili en önemli araştırma konuları arasında güneş lekelerinin düzenli devri, güneş püskürtülerinin kaynağı ve fiziği, kromosfer ile korona arasında manyetik etkileşim ve güneş rüzgarının kaynağı bulunmaktadır.
Yaşam çevrimi Güneşin yıldız gelişimi bilgisayar modellemesi ve nükleokozmokronoloji yöntemleri kullanılarak ana dizi üzerinde hesaplanan yaşının 4,57 milyar yıl olduğu düşünülmektedir Hidrojen moleküler bulutun hızla kendi içine çökmesi sonucu üçüncü nesil, Öbek ı, T Tauri yıldızı olan Güneşin doğduğu düşünülmektedir. Bu doğan yıldızın Samanyolu gökadasının çekirdeğinden 26.000 ışıkyılı uzakta hemen hemen dairesel bir yörüngeye girdiği varsayılmaktadır.
Güneş Nedir?
Yıldız ana dizi üzerinde yıldız evrimi aşamasının yarı yolundadır. Bu aşamada çekirdekte oluşan nükleer füzyon reaksiyonları hidrojeni helyuma dönüştürür. Her saniye Güneşin çekirdeğinde 4 milyon ton madde enerjiye çevrilir ve ortaya nötrinolarla radyasyon çıkar. Bu hızla günümüze kadar 100 Dünya kütlesi kadar madde enerjiye çevrilmiştir. Güneş yaklaşık olarak 10 milyar yıl ana dizi yıldızı olarak yaşamına devam edecektir.
Güneş süpernova olarak patlayacak kadar fazla kütleye sahip değildir. Bunun yerine 5-6 milyar yıl içinde kırmızı dev aşamasına girecektir. Çekirdekte bulunan hidrojen yakıtı tükendikçe dış katmanları genişleyecek, çekirdeği büzüşerek ısınacaktır. Çekirdek ısısı 100 MK civarına ulaştığında helyum füzyonu tetiklenecek ve karbon ile oksijen üretmeye başlayacaktır. Böylece 7,8 milyar yıl içinde gezegen bulutsu aşamasının asimptotik dev koluna girerek iç sıcaklığında oluşan kararsızlıklar nedeniyle yüzeyinden kütle kaybetmeye başlayacaktır. Güneşin dış katmanlarının genişleyerek Dünyanın yörüngesinin bulunduğu noktaya kadar gelmesi olasıdır ancak son zamanlarda yapılan araştırmalar, Güneşten kırmızı dev aşamasının başlarında kaybolan kütle nedeniyle Dünyanın yörüngesinin daha uzaklaşacağını, dolayısıyla da Güneşin dış katmanları tarafından yutulmayacağını önermektedir. Ancak Dünyanın üstündeki suyun tamamı kaynayacak ve atmosferinin çoğu uzaya kaçacaktır. Bu dönemde oluşan güneş sıcaklıklarının sonucunda 900 milyon yıl sonra Dünya yüzeyi bildiğimiz yaşamı destekleyemeyecek kadar ısınacaktır Bir kaç milyar yıl sonra da yüzeyde bulunan su tamamen yok olacaktır
Kırmızı dev aşamasının ardından yoğun termal titreşimler Güneşin dış katmanlarından kurtularak bir gezegensel bulutsu oluşturmasına neden olacaktır. Geride kalan tek cisim aşırı derecede sıcak olan yıldız çekirdeği olacaktır. Bu çekirdek milyarlarca yıl boyunca yavaş yavaş soğuyup beyaz cüce olarak yok olacaktır. Bu yıldız evrimi senaryosu düşük ve orta kütleli yıldızların tipik gelişim senaryosudur.
Güneş Nedir?
Yapısı Güneşin iç yapısıGüneş bir sarı cücedir. Güneş Sisteminin toplam kütlesinin yaklaşık % 99unu oluşturur. Güneş hemen hemen mükemmel bir küre şeklindedir, basıklığı yalnızca 9 milyonda birdir yani kutuplararası çapı ile ekvator çapı arasında bulunan fark yalnızca 10 km.dir. Güneş plazma halindedir ve katı değildir dolayısıyla kendi ekseni etrafında dönerken kademeli olarak döner, yani ekvatorda kutuplarda olduğundan daha hızlı döner. Bu gerçek dönüşün periyodu ekvatorda 25 gün, kutuplarda 35 gündür. Ancak Dünya Güneşin etrafında dönerken gözlem noktamız sürekli değiştiği için Güneşin görünür dönüşü ekvatorda yaklaşık 28 gün kadardır. Bu yavaş dönüşün merkezkaç etkisi Güneşin ekvatorunda yüzey çekiminden 18 milyon kat daha güçsüzdür. Aynı zamanda gezegenlerden kaynaklanan gelgit etkisi Güneşin şeklini belirgin derecede etkilemez.
Kayalık gezegenlerde olduğu gibi Güneşin belirli sınırları yoktur. Dış katmanlarında, merkezinden uzaklaştıkça gaz yoğunluğu üstel olarak azalır. Ancak aşağıda açıklandığı gibi Güneşin belirgin bir iç yapısı bulunur. Güneşin yarıçapı merkezinden ışıkyuvarının fotosfer kenarına kadar ölçülür. Bu hemen yukarısında gazların önemli miktarda ışık saçamayacak kadar çok soğuk ya da çok ince olduğu katmandır. ışık yuvarı çıplak gözle görülen yüzeydir. Güneş çekirdeği toplam hacminin yüzde 10una ama toplam kütlesinin yüzde 40ına sahiptir.
Güneş Nedir?
Güneşin içi doğrudan gözlemlenemez ve Güneş elektromanyetik ışımaya karşı opaktır. Ancak nasıl sismoloji deprem tarafından üretilen dalgaları kullanarak Dünyanın iç yapısını ortaya çıkarıyorsa helyosismoloji de Güneşin içinden geçen basınç dalgalarını kullanarak iç yapısını ölçmeye ve görüntülemeye çalışır. Güneşin bilgisayar modellemesi de iç katmanları araştırmak amacıyla kuramsal bir araç olarak kullanılır.
Çekirdek Güneş tipi bir yıldızın kesiti. Nasa Güneş çekirdeği merkezden 0,2 güneş yarıçapına kadar uzanır. Yoğunluğu 150.000 kg/m³ Yeryüzünde suyun yoğunluğunun 150 katı civarında, sıcaklığı da 13.600.000 kelvin kadardır yüzey sıcaklığı yaklaşık 5.800 kelvindir. Yakın zamandaki SOHO Solar and Heliospheric Observatory misyonunun getirdiği bilgiler çekirdekte işınsal bölgeye doğru daha hızlı bir dönme hızı olduğunu belirtmektedir Güneşin yaşamının çoğunda enerji, proton-proton zincirleme tepkimesi diye adlandırılan aşamalardan oluşan ve hidrojeni helyuma çeviren nükleer füzyon ile oluşur. Çekirdek, füzyon ile önemli derecede ısı oluşturulan tek yerdir. Yıldızın geri kalanı çekirdekten dışarıya doğru transfer edilen enerjiyle ısınır. Çekirdekte füzyonla oluşan tüm enerji arka arkaya gelen katmanlardan geçerek güneş ışıkyuvarına ulaşır ve buradan uzaya günışığı ve parçacıkların kinetik enerjisi olarak yayılır.
Güneş Nedir?
Güneşte serbest olarak bulunan toplam ~8.9×1056 proton hidrojen çekirdeği her saniye 3,4×1038 kadarı helyum çekirdeğine dönüşür, saniyede 4,26 milyon ton madde-enerji dönüşüm oranıyla saniyede 383 yottawatt 3,83×1026 W ya da 9,15×1010 megaton TNT enerji açığa çıkar. Bu aslında güneş çekirdeğinde 0,3 µW/cm³ ya da 6 µW/kg madde gibi oldukça düşük bir enerji üretimi oranına karşılık gelir. Örneğin insan vücudu yaklaşık olarak 1,2 W/kg ısı üretir, yani bu da Güneşin birim kütle başına milyonlarca katı demektir. Dünya üzerinde benzer parametreler kullanılarak plazma ile enerji üretilmesi tamamen mantıksız olacaktır çünkü orta kapasitede 1 GWlık bir füzyon güç santralı bir küp mil hacminde 170 milyar tonluk plazmaya ihtiyaç duyacaktır. Dolayısıyla yeryüzünde bulunan füzyon reaktörleri, Güneşin içindekinden çok daha yüksek plazma sıcaklıkları kullanmaktadır.
Nükleer füzyon hızı, yoğunluk ve sıcaklığa çok yakından bağlıdır, dolayısıyla çekirdekteki füzyon hızı kendi kendini düzenleyen bir dengeye sahiptir. Biraz yüksek bir füzyon hızı sonucunda çekirdek ısınarak dış katmanlara doğru hafifçe genişleyecek, füzyon hızını azaltacak ve kendini düzenleyecektir. Biraz düşük bir füzyon hızı da çekirdeğin soğumasına ve daralmasına dolayısyla da füzyon hızının artmasına neden olacaktır.
Nükleer füzyon tepkimeleri sonucunda açığa çıkan yüksek enerjili fotonlar kozmik, gama ve X ışınları güneş plazmasının yalnızca birkaç milimetresi tarafında emilir ve tekrar rastgele yönlerde çok az enerji kaybederek tekrar yayılır, bu nedenle de ışımanın Güneşin yüzeyine ulaşması uzun zaman alır. Foton yolculuk zamanı 10.000 ila 170.000 yıl kadar sürer.
Güneş Nedir?
ısıyayımsal dış katmandan şeffaf yüzey ışıkyuvara doğru son bir yolculuktan sonra fotonlar görünür ışık olarak kaçar. Güneşin merkezinde bulunan her gama ışını uzaya kaçmadan önce bir kaç milyon görünür ışık fotonuna dönüşür. Nötrinolar da çekirdekteki tepkimelerde oluşur ama fotonların aksine nadiren madde ile etkileşime girer, dolayısıyla hemen hemen hepsi Güneşten hemen kaçabilir. Çok uzun yıllar, Güneşte üretilen nötrinoların ölçümü kuramlar sonucu tahmin edilenden 3 kat daha düşüktü. Bu tutarsızlık yakın zamanda nötrino salınım etkilerinin keşfiyle çözüldü. Güneş gerçekten de kuramlarca önerilen miktarda nötrinoyu açığa çıkarmakta ancak nötrino algılayıcıları bunların üçte ikisini kaçırmaktadır çünkü nötrinolar kuantum sayılarını değiştirmektedir.
ışınsal bölge Yaklaşık 0,2 güneş yarıçapından 0,7 güneş yarıçapına kadar bulunan madde, çekirdekteki yoğun ısıyı dışarı doğru temal radyasyonla taşıyacak kadar sıcak ve yoğundur. Bu bölgede ısıyayım yoktur, yükseklik arttıkça madde soğusa da sıcaklık düşümü adyabatik sapma oranından düşük olduğu için ısıyayım oluşamaz. ısı ışınım yoluyla iletilir. Hidrojen ve helyum iyonları foton açığa çıkarır. Fotonlar diğer iyonlar tarafından emilmeden bir miktar yol alır. Bu şekilde enerji dışarı doğru çok yavaş bir hızla ilerler.
ışınsal ile ısıyayımsal bölge arasında tachocline adı verilen bir geçiş katmanı bulunur. Burada ışınsal bölgenin tekdüze dönüşüyle ısıyayımsal bölgenin kademeli dönüşü arasında oluşan ani değişiklik büyük bir kırılmaya neden olur.
Güneş Nedir?
ısıyayımsal bölge Güneşin, dış katmanında, yani yarıçapının % 70 aşağısına kadar olan bölgede plazma ısıyı dışarıya doğru ışıma yoluyla iletecek kadar yoğun ve sıcak değildir. Sonuç olarak sıcak sütunların yüzeye yani ışıkyuvara doğru madde taşıdığı ısıyayım oluşur. Yüzeye çıkan madde soğuyunca tekrar ısıyayımsal bölgenin başladığı yere çökerek ışınsal bölgenin üst kısmından daha fazla ısı alır.
ısıyayımsal bölgede bulunan termal sütunlar Güneşin yüzeyinde belirli bir iz bırakır. Güneşin iç bölgesinin dış katmanı olan bu bölgedeki türbülanslı ısıyayım küçük ölçekli bir dinamo yaratarak Güneşin yüzeyinin tamamında manyetik kuzey ve güney kutuplar yaratır.
ışıkyuvar Güneşin görünen yüzeyi, hemen altında görünen ışığa opak olduğu katmandır. ışık yuvarın üzerinde görünen günışığı uzaya serbestçe yayılır ve enerjisi Güneşten uzaklaşır. Opaklıkta olan değişiklik görünen ışığı kolayca soğuran H- iyonlarının miktarlarının azalmasıdır. Buna karşın görünen ışık elektronların hidrojen atomlarıyla H- iyonu oluşturmak için tepkimeye girmesiyle oluşur ışıkyuvar on ile yüz kilometre arasındaki kalınlığıyla Dünya üzerinde bulunan havadan daha az opaktır. ışıkyuvarın üst kısmının alt kısmından soğuk olması nedeniyle Güneş ortada kenarlara nazaran daha parlakmış gibi görünür. Güneşin kara cisim ışınımı 6.000 K sıcaklığında olduğunu gösterir. ışıkyuvarın parçacık yoğunluğu yaklaşık 1023 m