Güneşi hiç bu kadar yakından görmedik! En yüksek çözünürlüklü fotoğrafı çekildi

Her gün gördüğümüz halde çıplak gözle doğrudan bakamadığımız şey nedir? Güneş. Neden ona doğrudan bakamıyoruz? Çünkü çok güçlü bir ışığı var. Her saniye 400 milyar tane 1 megatonluk nükleer bombanın patladığını düşünün. Dünyadaki tüm nükleer bombaların milyon katı… Her saniye… Onu gözlemleyebilmek için özel filtreler ve yansıtıcılar kullanmak gerekiyor.  Ya da özel güneş teleskopları…

Geçtiğimiz ay 10 yıldır yapımı süren böyle bir teleskop faaliyete geçti ve bu dünyanın en büyük güneş teleskobu çektiği ilk görüntüleri iki gün önce yayınladı. 

Şu anda bugüne kadar güneş yüzeyinin kaydedilen en yüksek çözünürlüklü görüntülerini izliyorsunuz. Inouye Güneş Telekobu ile kaydededilen bu görüntüler güneşin yüzeyini ilk kez bu kadar ayrıntılı olarak görebilmemizi sağladı. Burada hücre şeklinde görülen yapıların her biri yaklaşık Türkiye büyüklüğünde. Pikseller de bir şehir kadar. 30 km’ye varan bir hassasiyetle inceleme yapılabiliyor.

10 ve 12 Aralık 2019’da 10 dakikalık bir zaman dilimi içerisinde kaydedilen bir dizi fotoğrafla oluşturulan görüntüde, yüzeyi kaplayan çalkantılı, kaynayan gaz görülüyor. Hücrelerin sınırındaki koyu renkli çizgiler sıcaklığın güneşin içerisinden yüzeye doğru şiddetli hareketinden oluşuyor. Plazma adı verilen sıcak materyal konveksiyon sürecinde hücrelerin merkezinden önce yükseliyor, sonra soğuyor ve koyu çizgilerin bulunduğu yerlerde tekrar yüzeyin altına iniyor. Koyu çizgilerin arasında yer yer manyetik alan nedeniyle oluşan küçük, parlak bölgeleri de görebiliyoruz. Bugüne kadar ilk kez bu kadar net görüntülenen bu küçük parlak alanların, enerjiyi bizim taç tabakası olarak da bildiğimiz “corona”ya taşıdığı düşünülüyor. Bu görüntülerin işlenme ve bilimsel veriye dönüştürülme aşaması henüz tamamlanmadığından bunu söylemek için biraz erken olabilir ama bu parlak noktalar belki de neden corona tabakasının milyonlarca derece sıcaklıkta olduğunu açıklayabilir. 

Bu güneşle ilgili problemlerden biri. Evet dünyanın coronayla ilgili problemleri sadece virüslerden ibaret değil. Bir de “koronal ısınım problemi” var. Güneşin çekirdeğinin ne kadar sıcak olduğunu söylememe gerek yok herhalde? 15 milyon kelvin. Yüzeye doğru bu sıcaklığın ne olacağını düşünürsünüz? Azalacağını değil mi? Zaten öyle, azalıyor. 15 milyondan 5-6000 Kelvinlere düşüyor. Az önce gösterdiğim fotoğraf güneşin yüzeyiydi. Görülebilen, fotoğrafı çekilebilen bir katman olduğu için güneşin yüzeyine fotosfer deniliyor. Burada sıcaklık 6000 K ile 4500 K arasında değişiyor. Düşünün, dünyanın çekirdeği bile bundan daha sıcak 7000 K civarında. Ayağınızı bastığınız toprağın 5500 km altı güneşin yüzeyiyle aynı sıcaklıkta. Dünyanın yüzeyine yaklaştıkça nasıl soğuyorsa güneşin merkezinden uzaklaştıkça da sıcaklığın azalmasını bekleriz değil mi? Ama öyle olmuyor. Güneş yüzeyi yani fotosfer tabakasının üstündeki corona tabakasında sıcaklık 6000’den 1 milyon – 2 milyon Kelvinlere çıkıyor. Corona tabakası güneş tutulmalarında isli camla baktığınızda gördüğünüz o hale. İlkokuldan beri çizdiğimiz o tipik güneş resmindeki bu çizgiler. Bir daha böyle bir resim yaparken etrafındaki çizgilerin sıcaklığının içteki sarı çemberden 200 kat daha fazla olduğunu unutmayın! Bu konu 1940’da keşfedildiği ilk günlerden beri fizikte çözülemeyen problemlerden biri. Enerjinin koronaya nasıl taşındığı ve sonra da ısıya nasıl dönüştüğünü anlayabilmek için daha önce de farklı görüntüleme teknikleri kullanılmıştı. Mesela bu gördüğünüz şeyler empresyonist tablolar değil. Güneşin corona tabakasındaki ısınma ve soğuma verilerinden oluşturulmuş bir sıcaklık değişimi haritası. Buna bakan uzmanlar daha da ilginç bir sonuç bulmuşlar. Koronal plazmanın çoğu soğuma durumunda. Buna rağmen yüzeyden çok daha sıcak. İşte iki gün önce ilk fotoğrafları yayınlanan dünyanın en büyük güneş teleskobu bu yüzden de çok önemli. Fotoğraftaki küçük parlak lekeler belki de yıllardır açıklanamayan bu problemin çözümünü sağlayabilir.

Peki böylesi yüksek çözünürlükte fotoğraf çekebilmek için ne yapmak gerekiyor? Öncelikle manzarası çok iyi olan bir yer bulmalısınız. Manzara derken yukarıdaki manzaradan bahsediyorum. Oraya ne kadar yakın olursanız o kadar iyi. 

Inouye Güneş Teleskobu Hawaii adalarından Maui’deki Haleakala dağının deniz seviyesinden 3067 metre yüksekteki zirvesine inşa edilmiş. Dünyadaki 72 nokta arasında yapılan 2 yıllık test gözlemlerinden sonra en uygun noktanın bu olduğuna karar verilmiş. İlginçtir Hawaii dilinde bu dağa verilen isim yani Haleakala güneşin evi anlamına geliyor.

Yeri buldunuz, şimdi teleskobu yapmaya geldi sıra. Işığı toplayacak çok pürüzsüz ve çok büyük bir ayna yapmak gerekiyor.

Bu teleskobun 4 metre 24 cm çapındaki ana aynası 50 kişilik bir ekip tarafından 6 yılda tamamlanmış. O kadar pürüzsüz bir yüzeyi var ki üzerinde en fazla 2 nanometre yani yaklaşık bir su molekülü kadar tümsek olabilir. Bir başka deyişle aynayı Türkiye’yle birlikte tüm Avrupayı kaplayacak kadar büyütebilseydik üzerindeki en büyük çıkıntı ancak bir bozuk paranın kalınlığı kadar olurdu. Teleskobun kalbinde bir de dönebilen bir laboratuvar var. 150 tonluk bu laboratuvarın dönüş açısı insan saç telinden daha ince bir hassasiyetle ayarlanabiliyor. Teleskop her gün 8 TB’lık veri üretiyor. Bu veriler bilim insanları tarafından işlenerek güneşin yüzeyi haritalanacak. Ve bu iş yıllarca sürecek. Teleskobun 44 yıl görev yapması bekleniyor.

Burası ilginç. Özellikle uzay çalışmalarındaki misyonların bir süresi olduğunu biliyoruz. Ama neden 40 yıl ya da 50 yıl değil de 44 yıl? Çünkü bu süre 4 güneş döngüsü anlamına geliyor. Tıpkı dünyada olduğu gibi güneşte de manyetik kutuplar var ve bunlar her 11 yılda bir yer değiştiriyor. Kuzey Güney, Güney de Kuzey oluyor. Güneşin içinde sürekli esneyen, bükülen karmaşık manyetik alan değişimleri meydana geliyor. Buna bağlı olarak sadece kutuplar yer değiştirmiyor, aynı zamanda güneş lekeleri de oluşuyor. Fakat bu hareketlerin nasıl bir desen oluşturduğu henüz ayrıntılı olarak haritalanamadı. İşte yeni faaliyete başlayan dünyanın en büyük güneş teleskobu tam 4 güneş döngüsü boyunca bunları da inceleyecek. 

Güneş döngüleri 17 yıllık gözlemlerin sonucunda 1843 yılında keşfedildi. Fakat bundan 100 yıl kadar önce güneş lekelerindeki değişimler, döngü olduğu bilinmeden Kopenhag’daki bir gözlemevinde kayıtlara geçirilmişti. Rudolf Wolf tarafından yapılan bu ilk gözlemler nedeniyle 1755-1766 arasındaki döngü “1. Döngü” olarak numaralandırıldı. O gün bugündür döngüler 2. 3. Diye sayılmaya devam ediyor. Şu anda 24. döngünün bitip 2030 yılına kadar devam edecek olan 25. Döngünün başlangıcındayız. Sonra bir de 1755’den geriye doğru gidilmiş. Bilim insanları geçmişte de bu döngülerin aynı şekilde devam edip etmediğini araştırmışlar. Karbon 14 metoduyla son 11400 yıl boyunca güneş döngülerinin devam ettiği bulunmuş. Fosillerde yapılan incelemeler sonucundaysa 700 milyon yıldır güneş döngülerinin stabil olarak devam ettiği düşünülüyor. Mesela erken permiyan dönemindeki bir döngünün 10.62 yıl olduğu tahmin ediliyor. 

Şimdiki 11 yıllık döngüye çok yakın. Güneşin manyetik kutuplarının değişiminden kaynaklanan bu güneş döngülerinin yanı sıra bir de güneş lekeleri döngüleri var ama onlar bu kadar düzenli değil. Bazen 8 yıl bazen de 14 yıl sürebiliyor. Ama ortalaması yine 11 yıla denk geliyor. Bu döngüler sırasında da güneşteki lekelerin sayısı ve büyüklüğü artıp azalıyor. Bunlara minimum ya da maksimum adı veriliyor. Önümüzdeki Nisan ayında “solar minimum” bekleniyor. Yani Nisan 2020’de güneş aktiviteleri 11 yıllık döngünün en minimum seviyesine inecek. 

İşte Inouye teleskobu 25, 26, 27 ve 28. Güneş döngüleri boyunca hizmet verecek şekilde tasarlanmış. Bu sürecin daha en başında çektiği görüntüler bile yeterince heyecan verici. Bu arada masaüstümdeki bu yüksek çözünürlüklü fotoğrafın linkini videonun altındaki açıklamalar bölümüne ekledim. Çalışırken bana ilham veriyor.

Bırakın böylesine ayrıntılı bir fotoğrafı, geceleri gökyüzünde küçücük bir iğne ucu kadar gördüğümüz yıldızlar bile bize ilham veriyor. Bu yıldızlardan bize en yakın olanını gündüzleri doya doya kullanıyoruz, enerjisinden faydalanıyoruz. Onun doğuşunu ve batışını seyrediyoruz, fotoğraflıyoruz. Bu yeni teleskopla artık ona biraz daha yakından bakabileceğiz. Bu gizemli güzelliğin basit sarı bir yuvarlaktan çok daha fazlası olduğunu keşfedeceğiz.