Fotosfer

Fotosfer, bir yıldızın ışığını uzaya saldığı dış katmandır. Yıldızların katı ya da sıvı bir yüzeyi olmadığı için, Güneş'e baktığımızda gördüğümüz parlak "yüzey" aslında bu gaz katmanıdır. Adı Eski Yunanca "ışık" anlamındaki phos ile "küre" anlamındaki sphaira sözcüklerinden gelir: ışık saçan küre.

Nasıl işler?

Güneş'in içi, çekirdekten dışarı doğru ilerleyen enerjiyi taşıyan yoğun ve ışık geçirmez bir plazmadan oluşur. Dışarı çıkıldıkça madde seyrelir ve bir noktadan sonra ışık, yeniden saçılmadan uzaya kaçabilir hâle gelir. Fotosfer tam bu geçiş bölgesidir: içinden çıkan ışığın kabaca yarısının hiç saçılmadan kaçabildiği derinliğe kadar uzanır. Bu yüzden Güneş'in kenarı bize keskin bir çizgi gibi görünür.

Güneş'in fotosferi yalnızca 100-400 kilometre kalınlığındadır; yıldızın boyutları yanında bir kabuk kadar incedir. Sıcaklığı 4.400 ile 6.600 kelvin arasında değişir, etkin sıcaklığı 5.772 kelvin (yaklaşık 5.500 °C) olarak verilir. Yoğunluğu metreküpte yaklaşık 0,0003 kilogramdır, yani deniz seviyesindeki havadan binlerce kat seyrektir. Fotosferin altında konveksiyon bölgesi, üstünde ise kromosfer ve çok daha sıcak olan taç (korona) bulunur. Katmanların sırası Güneş'in iç yapısı sayfasında ayrıntılı anlatılıyor.

Örnekler

Fotosferin en yaygın görüntüsü granülasyondur: yüzey, kaynayan bir tencere gibi tanecikli görünür. Her tanecik (granül), altta ısınıp yükselen sıcak plazmanın tepesidir; ortası daha parlak, kenarları ise soğuyup geri batan madde yüzünden daha koyudur. Tipik bir granül 1.000-1.500 kilometre çapındadır ve yalnızca 8-20 dakika yaşar. Herhangi bir anda Güneş'in yüzeyini yaklaşık 4 milyon granül kaplar. Bunların üzerinde 30.000 kilometreye varan ve bir gün kadar süren süpergranüller vardır.

Granüllerdeki madde saniyede yaklaşık 7 kilometre hızla akar. Süpergranüllerde akış çok daha yavaştır, saniyede 500 metre kadar; bu akışlar manyetik alan demetlerini hücrelerin kenarlarına taşır. Granüllerin koyu kenarları aslında yalnızca çevrelerine göre soğuktur. Bir yüzeyin parlaklığı sıcaklığın dördüncü kuvvetiyle arttığı için küçük bir sıcaklık farkı bile gözle görülür bir parlaklık farkı yaratır. Aynı ilke, lekelerin neden koyu göründüğünü de açıklar.

Fotosferdeki ikinci büyük olgu Güneş lekeleridir. Yoğunlaşan manyetik alanın konveksiyonu bastırdığı bu bölgeler çevrelerinden soğuk oldukları için koyu görünür; nedeni Güneş lekelerinin neden koyu göründüğü sorusunda açıklanıyor. Granüllerin arasına dağılmış parlak alanlara ise fakula denir. Başka yıldızların yüzeyi bu kadar ayrıntılı görülemez, ama dolaylı yöntemlerle yıldız lekeleri de tespit edilmiştir.

Neden önemli?

Güneş'ten aldığımız görünür ışığın neredeyse tamamı fotosferden gelir; bir yıldızın "sıcaklığı" ya da "rengi" dendiğinde çoğu zaman fotosferi kastedilir. Granüllerden gelen ışığın Doppler kayması ölçülerek bu hücrelerin gerçekten yükselip alçalan konveksiyon akımları olduğu doğrulanmıştır. Yüzeydeki leke sayısı ve dağılımı da Güneş'in manyetik etkinliğini izlemenin en eski yoludur. Güneş'e asla çıplak gözle ya da filtresiz dürbünle bakılmamalıdır; fotosfer yalnızca uygun güneş filtreleriyle güvenle gözlenebilir.

Fotosferin hemen üstündeki kromosfer adını Yunanca "renk" sözcüğünden alır. Normalde fotosferin parlaklığı içinde kaybolur ve ancak tam Güneş tutulmasının başında ve sonunda renkli bir parıltı olarak görülür. Kromosferle taç arasındaki yaklaşık 200 kilometrelik geçiş bölgesinde sıcaklık hızla 20.000 kelvinden bir milyon kelvin dolaylarına çıkar; bu konu tacın yüzeyden neden sıcak olduğu sorusunda ele alınıyor.

İlgili terimler

• Kromosfer
• Korona (taç)
• Granülasyon
• Güneş lekesi
• Konveksiyon bölgesi