Güneş lekesi, Güneş’in geçici, karanlık, potansiyel olarak dengesiz bir bölgesidir. Işığın kaçmasını engelleyen düşük sıcaklıklara ve yüksek toz seviyelerine sahip oldukları için karanlık olabilirler. Bir güneş lekesinin süresinin uzunluğu günlerden aylara değişir. Güneş lekeleri, Güneş’in yüzeyindeki manyetik alan çizgilerindeki değişiklikler nedeniyle oluşur, manyetik alan grupları sıkıştırılır ve daha büyük alanlara toplanır.
Güneş lekelerinin fiziksel özellikleri, güneş yüzeyindeki konumlarıyla yakından bağlantılıdır ve farklı yükseklikteki gruplar farklı özelliklere sahiptir. Güneş lekeleri, güneş aktivitesi için işaretlerdir ve yüzeyde meydana gelen patlamaları veya enerji patlamalarını gösterebilir.
Güneş Lekesi Nedir?
Güneş lekesi, açık alan çizgileri (veya “filamentler”) adı verilen ikincil bir kapalı devre rüzgar sistemi içinde zamanla üzerinde birikmiş veya önemli miktarda manyetik akının bulunduğu karanlık bir bölgedir. Güneş lekesi manyetik alanları veya onları dolduran açık alan çizgileri, Dünya’yı kapsayacak kadar büyük oldukları için görülebilecek kadar büyüktür.
Güneş lekeleri, Güneş’in fotosferinin üzerinde ortaya çıkar ve önemli ölçüde hareket etmezler, bu nedenle kendilerini yüzyıllar boyunca kolayca keşfetmeye elverişli hale getirirler. Güneş lekeleri tipik olarak Güneş’in bir yarım küresinde zıt manyetik polarite çiftlerinde görülür. Bipolar yönelim, karşıt güneş yarım küreleri arasında iki katlı bir simetriye işaret ederken, kabaca dairesel şekil, sürekli bir arcade döngü sisteminde uzun bir uzunluk ölçeğinde tutarlılığın göstergesidir.
Güneş lekeleri, Güneş’in fotosferinde sabit fenomenler olarak bulunur ve bazıları karanlık noktalar olarak görünür hale gelir. Yaklaşık 6000 kelvin sıcaklıkta olmalarına rağmen, karanlık noktalar, yoğunlukları çevreleyen plazmadan daha düşük olduğu için çevreleyen güneş diskine karşı gözle görülür şekilde siyah görünür. En büyük güneş lekeleri on binlerce kilometre çapında olabilir. Kaydedilen en eski güneş lekeleri 1229’da Çinli gökbilimciler tarafından gözlemlendi.
Güneş’in yüzeyinde güçlü manyetik alanlar bulunduğunda, bunların Dünya üzerinde büyük etkileri olur; güneş patlamalarından yüksek enerji yüklü parçacıklar tehlikeli radyasyon seviyelerine neden olur ve uydu iletişimini ve radyo dalgalarını bozar. Büyük bir güneş lekesi, Dünya’nın bir günde Güneş’ten aldığı kadar enerjiyi birkaç dakika içinde serbest bırakabilir. Bu salınımlara güneş patlamaları denir. Ek olarak, Güneş’in yüzeyindeki saat gibi güneş patlamaları meydana geldiğinde, koronal kütle püskürmeleri (CME’ler) meydana gelir ve uzaya milyarlarca ton madde gönderebilir.
CME’ler, saatte milyonlarca kilometre hızla güneş atmosferi boyunca yukarı doğru patlayan güçlü bir manyetik alan ve plazma kombinasyonundan ortaya çıkan devasa yapılardır. Bir CME’de salınan enerji, tüm insanlığa bir yıl boyunca güç sağlamak için kullanılandan daha büyüktür, ancak çoğu zaman bu olaylar Dünya’da tamamen fark edilmeden geçer. Güneş yüzeyinde meydana gelen güneş lekeleri ve güneş patlamaları arasındaki ilişki ilk olarak Alman astronom Johannes Kepler tarafından tanımlanmıştır. Kepler, güneş lekelerinin düşük aktiviteli alanlar olduğunu ve Güneş’in Güneş Kutbu’nda (şemaya bakınız) daha fazla aktivite olduğunu keşfetti.
Güneş Lekeleriyle İlgili Keşifler Nelerdir?
1610’da Danimarkalı astronom Tycho Brahe de güneş lekelerinin tek tip olmadığını keşfetti; bununla birlikte, manyetik alanların işin içinde olduğunu fark edemedi ve güneş lekelerinin parlamalar ve CME’lerle nasıl ilişkili olduğunu açıklayamadı. 1843’te Fransız amatör astronom Adolphe Quetelet, Güneş’teki dev patlamaların (güneş patlamaları olarak adlandırılır) bitişik güneş lekesi gruplarıyla ilişkili olduğunu ilk fark eden kişiydi, böylece güneş lekelerinin bir şekilde güneş patlamalarıyla bağlantılı olduğunu öne sürdü.
Yirminci yüzyılın başlarında, Walter Maunder ve E. Walter Maunder, güneş lekelerinin, Avrupa’nın alışılmadık derecede soğuk havalar yaşadığı 1550-1800 yılları arasındaki “Küçük Buz Devri”nden sorumlu olabileceğini savundular.
Bu nedenle, diğerlerinin yanı sıra, yirminci yüzyılın başlarındaki bilim adamları bazen güneş lekelerinden “Maunder lekeleri” olarak bahsettiler. Güneş yüzeyindeki manyetik polarite. Maunders tarafından yapılan bir diğer önemli keşif, güneş lekesi gruplarının kendilerini beş ila 10 yıl boyunca tekrarlamalarının kanıtladığı gibi, güneş yüzeyinde periyodik leke faaliyetinin meydana gelmesiydi.
Maunders ayrıca güneş lekesi grupları ve ” Güneş lekelerinin aksine, CME’ler ani görünümleriyle karakterize edilir ve daha sonra kaybolur. Bu patlamalar sırasında Güneş’in manyetik alanının yaklaşık %70’i polaritesini tersine çevirir ve gücü artar. Yirminci yüzyılın başlarında Maunders da Güneş lekesi grupları ile dünyanın jeomanyetik aktivitesi arasında bir ilişki olduğunu keşfetti.
Güneş lekeleriyle ilgili bilgilerin daha erişilebilir formlarda yayınlanması 1950’lere kadar sürdü. Amerikalı astronom Joseph George Raymond, güneş lekelerinin Dünya’nın jeomanyetik ve iyonosferik aktivite modellerini nasıl etkileyebileceğine dair bir tahmin içeren bir teori geliştirdi. Güneş’teki bir patlama 100 saniye içinde Dünya’da yoğun bir enerji patlaması meydana getirirse, bu enerjinin Dünya’nın yüzeyine ulaşmadan önce uzayda uzun süre seyahat etmeye devam edeceğini öngördü.
Bu meydana gelirse, güneş lekeleri Dünya’nın manyetik alanını ve iyonosferini etkileyebilir. Böyle bir olayı 1955’te, bir güneş patlamasının Laboratoire Bonne Esperition’daki manyetograf tarafından tespit edilen bir X-ışını patlaması ürettiği zaman tanımladı.
Güneş Lekeleri İlk Ne Zaman Gözlendi?
Güneş lekeleri ilk olarak Tang Hanedanlığı (618–907) ve Song Hanedanlığı (960–1279) döneminde Çin’de gözlendi, ancak bunlara fazla dikkat edilmedi. 18. yüzyılın sonlarında teknolojik ilerlemeler nedeniyle daha fazla astronomik teleskop bulununcaya kadar astronomlar onları daha sistematik olarak gözlemlemeye çalıştılar. On dokuzuncu yüzyılın başlarında, Heinrich Kreutz güneş lekelerini gözlemledi ve dairesel desenlerini çizdi.
Daha sonra, Alman gökbilimci Johann Karl Wilhelm Friedrich Schölzel, aktif bir bölgede bir grup güneş lekesi bir araya geldiğinde, her birini bir manyetik alanın birbirine bağladığını keşfetti. 1843’te Adolphe Quetelet, Güneş’teki dev patlamaların bitişik güneş lekesi gruplarıyla ilişkili olduğunu fark eden ilk kişiydi; bununla birlikte, manyetik alanların işin içinde olduğunu fark edemedi ve güneş lekelerinin parlamalar ve CME’lerle nasıl ilişkili olduğunu açıklayamadı.
Amerikalı fizikçi Joseph George Raymond, 1938’de güneş manyetik alanlarının ilk modern analizini sağlamakla tanınır. Bir güneş patlaması meydana geldiğinde, manyetik alan çizgileri boyunca kanalize edilen hızlı bir yüksek enerjili elektron patlaması olacağını tahmin etti. manyetik alan çizgilerinin yönü boyunca uzayda hareket edecek dar bir ışın oluşturur. 1954’te Paris’teki Laboratoire Bonne Esperition’daki manyetograf tarafından bir parlama tarafından üretilen bir X-ışını patlaması tespit edildiğinde böyle bir olayı anlattı.
Raymond’un teorisi ilk başta çoğu bilim insanı arasında tartışmalıydı, ancak daha sonra laboratuvar deneyleriyle doğruladıktan sonra kabul ettiler. Raymond’un teorisi, güneş lekelerinin ve işaret fişeklerinin bir şekilde bağlantılı olduğunu açıkça ortaya koydu. 1950’lerin başında, Amerika Birleşik Devletleri ve Sovyetler Birliği, Dünya’nın manyetik alanını gözlemlemek için uzay aracı kullanmaya başladı.
Bu ilk denemeler sadece birkaç günlük veriyi kaydetti ve güneş lekelerinin aslında Dünya’nın jeomanyetik alanını etkilediğini gösterdi. 1980’de Arizona’daki Lowell Gözlemevi’ndeki araştırmacılar, güneş lekelerinden fırlatılan neredeyse tüm parçacıkların protonlar olduğunu, ardından elektronlar ve parlamalardan gelen yüksek enerjili radyasyon tarafından oluşturulan diğer iyonlar olduğunu keşfettiler.