SORU: Güneşin kütlesi, Dünya'nın kütlesinin yaklaşık kaç katıdır?
CEVAP: D: 330.000
A: 330
B: 3.300
C: 33.000
D: 330.000
Güneş kütlesi; astronomide diğer yıldızların, yıldız kümelerinin, bulutsuların ve gökadaların kütlelerini belirtmede kullanılan, yaklaşık 2×1030 kilogramlık standart bir kütle birimidir. Bu birimde ölçek olarak Güneş’in kütlesi esas alınmıştır. Yaklaşık iki nonilyon kilograma eşittir.
Bu kütle, Dünya’nın kütlesinin 332.946 katı, Jüpiter’in kütlesinin ise 1.048 katıdır. Dünya’nın Güneş etrafında eliptik yörüngede dolanması sayesinde, Dünya’nın hareketinden yararlanılarak Güneş’in kütlesi hesaplanabilir. Merkezi bir kütle etrafında dolanan küçük cisimler için yörünge süresi eşitliğinden faydalanılır. Bir yılın uzunluğu temel alınarak; Güneş ile Dünya arasındaki uzaklık (Astronomik Birim veya AB), kütleçekim sabiti (G) ve Güneş kütlesi arasındaki ilişki aşağıdaki eşitlikle gösterilir:
Kütleçekim sabitinin değeri, Henry Cavendish tarafından 1798 yılında yapılan ölçümlerle elde edilmiştir. Onun bulduğu değer, modern yöntemlerle elde edilen değerden yalnızca %1 farklıydı. 1761 ve 1769’daki Venüs geçişleri sırasında Güneş’in ıraklık açısı çok yüksek hassasiyetle hesaplandı. Ölçülen değer yaklaşık 9 yay saniyesiydi (modern değer yaklaşık 8,794148″’dir). Iraklık açısının değeri bilindiğinde, Güneş’in Dünya’ya olan uzaklığı geometrik yöntemlerle hesaplanabilir.
Güneş’in kütlesini ilk tahmin eden kişi Isaac Newton’dur. Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica adlı eserinde Dünya’nın kütlesinin Güneş’in kütlesine oranını yaklaşık 1/28.700 olarak tahmin etti. Daha sonra bu değerin, 1 Astronomik Birim’i hesaplarken kullandığı ıraklık açısının yanlış olmasından kaynaklandığını fark etti. Eserinin üçüncü baskısında oranı 1/169.282 olarak düzeltti. Günümüzde kabul edilen yaklaşık oran ise 1/332.946’dır.
Astronomik birim ve kütleçekim sabiti yüksek hassasiyetle ölçülmeden önce, Güneş kütlesi bir ölçü birimi olarak yaygın şekilde kullanılıyordu. Bunun nedeni, Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerin göreceli kütlelerinin veya çift yıldız sistemlerinin toplam kütlesinin Güneş kütlesi cinsinden doğrudan hesaplanabilmesiydi. Kepler'in Üçüncü Yasası kullanılarak; gezegenin ve yıldızın yörünge yarıçapı astronomik birim cinsinden, yörünge periyodu ise yıl cinsinden hesaplanabilir.
Zamanla Güneş’in kütlesi azalmaktadır. Bu süreç yaklaşık olarak iki aşamada gerçekleşir. İlk olarak, Güneş’in çekirdeğinde hidrojen nükleer füzyon yoluyla helyuma dönüşür. Bu süreç sırasında bir miktar kütle, gama ışını fotonları biçiminde enerjiye dönüşür. Her saniye yaklaşık 600 milyar kilogram hidrojen helyuma dönüşmekte ve bunun yaklaşık 4 milyar kilogramı enerjiye çevrilmektedir. Oluşan enerjinin büyük bölümü Güneş’ten uzaya yayılır.
İkinci olarak ise, Güneş atmosferindeki yüksek enerjili fotonlar ve elektronlar, güneş rüzgârı şeklinde uzaya fırlatılır.
Güneş’in anakol yıldızı hâline geldikten sonraki gerçek başlangıç kütlesi kesin olarak bilinmemektedir. Bilim insanları, Güneş’in doğduğu dönemde bugünkünden daha fazla kütle kaybettiğini düşünmektedir. İlk oluştuğu zamandaki kütlesinin yaklaşık %1 ila %7’sini kaybetmiş olabilir.
Güneş ayrıca asteroit ve kuyruklu yıldız çarpışmaları nedeniyle çok az miktarda kütle kazanır. Ancak Güneş Sistemi’nin toplam kütlesinin yaklaşık %99,86’sını zaten Güneş oluşturduğu için, bu yolla kazanılan kütle; ışınım ve güneş rüzgârı nedeniyle kaybedilen kütleyle karşılaştırıldığında oldukça önemsizdir.