Dünya'nın atmosferi, belirli enerjilere sahip fotonlar için geçirgen değildir. 10^15 ile 3x10^16 Hz arasında enerjiye ve 10 nm ile 300 nm arasındaki dalga boyuna sahip moröte de bunlardan biridir. Atmosferimizde bulunan moleküller, bunlardan başlıcası ozon, morötenin atmosferden geçmesine izin vermez. Elbette bu, tüm moröte dalgaların engellendiği anlamına gelmemektedir. Bu sebeple özellikle yaz günleri, Güneş ışığı altında uzun süre kalmak, oldukça fazla moröteye maruz kalmak anlamına gelir. Fakat geçen bu moröte miktarı, atmosfere gelen ile kıyaslandığında oldukça azdır. Dolayısıyla morötede astronomik gözlemler yapabilmek için atmosferin dışına, uzaya çıkmalıyız.
Moröte (UV) Çalışma Alanları
Moröte astronomi, evrendeki en sıcak ve en enerjik fiziksel süreçleri anlamaya destek olur. Yıldızların üst atmosferleri, yıldız rüzgârları, sıcak beyaz cüceler, genç yıldızların çevresindeki akresyon diskleri ve yıldızlararası ortamın iyonize bileşenleri moröte dalga boylarında güçlü tayfsal izler bırakır. Özellikle hidrojenin Lyman serisi, O VI, C IV ve N V gibi yüksek iyonlaşma çizgileri; sıcaklığı oldukça yüksek plazmaların varlığını ortaya koyarak yıldız evrimi ve galaktik gaz döngüsü hakkında doğrudan bilgi sağlar. Ancak Dünya atmosferi EUV ve kısa dalga UV ışınımını büyük ölçüde soğurduğu için bu tür gözlemler Copernicus, IUE, FUSE ve Hubble gibi uzay teleskoplarıyla mümkün hale gelmiştir.
Güneş'ten gelen ışımanın yalnızca %8'den az bir bölümü 150-400 nm aralığındadır. 300 nm'den küçük dalga boylarında Güneş'in yaptığı ışıtma ise toplam ışımasının yalnızca %1'i kadardır. Moröte aralığında 200 nm'den büyük dalga boylarında, fotosferik süreklilik, esas soğurma çizgileri üzerine biner. Hidrojenin Balmer (365 nm) ve Lyman (91.2 nm) serileri, sürekli soğurmaya katkıda bulunur. Güneş'e ait moröte gözlemlerin çoğu, sıcaklığın yükseldiği kromosfer tabakasında başlar. Güneş'ten gelen moröte ışımanın çoğu bu katmandan gelir. Diğer yandan, Güneş lekeleriyle ilişkili parlak yapılar olan fakülaların gözlemi yakın morötede yapılır. Bununla birlikte özellikle Güneş tutulması sırasında koronaya kadar ulaştığı gözlenebilen, parlak yapılar olan fışkırmaların (İng: "prominence") gözlemleri de moröte bölgelerde yapılır.
Biliyoruz ki moröte nispeten yüksek enerji bölgesinde yer alan bir dalga boyu aralığıdır. Her cisim sıcaklığından ötürü bir kara cisim ışıması yaptığından sıcaklığı fazla olan bölgelerin morötede ışıma yapmasını bekleriz. Güneş'in en dış katmanı olan koronasında sıcaklık 10^6 Kelvin derecelere ulaştığı için bu bölgenin gözlemi de moröte ve X-ışını bölgesinde yapılabilir.
Aynı zamanda koronanın şekli, Güneş'teki aktivite çevrimine oldukça bağlıdır. Maksimum dönemindeyken korona, Güneş diskinin etrafında daha simetrik bir yapı gibi görünürken minimum döneminde ise daha çok Güneş'in ekvator düzlemi üzerine yayılmış biçimdedir.
Enerjik olaylardan söz ederken Güneş'te gerçekleşen parlamaları (İng: "flares") es geçmek olmaz. Bu parlamalar saniyede 10^27 ile 10^32 erg düzeyinde enerji açığa çıkarabilir. Neredeyse tüm dalga boylarında gözlenen parlamalar, moröte bölgede de genellikle 1-10^3 nm aralığında çalışılır.
Güneş Sistemi
Moröte, yüksek enerjiye sahip oluşundan ötürü, madde ile etkileşmeye oldukça eğilimlidir. Bir gezegenin atmosferine giren moröte, temel olarak aşağıdaki aşamalardan geçebilir:
- Ortamdaki aerosoller (toz vb.) tarafından fotonların saçılması
- Atmosferde morötede ışığın soğurulması
- Atmosferde bulunan gazın uyartılması ve bunu takiben floresans ile salma işleminin gerçekleşmesi
- Kimyasal reaksiyonlara sebep olan fotoiyonizasyon ve fotoayrışma işlemlerinin gerçekleşmesi.
Güneş'ten çıkan moröte ışın, gezegenler ve uyduları üzerinde oldukça etkilidir. Eğer moröteye maruz kalan gezegenin bir atmosferi yoksa, moröte atmosferle etkileşmeden doğrudan yüzeye erişebilir. Böylelikle doğrudan moröteye maruz kalan gezegenin yüzeyinde birtakım kimyasal reaksiyonlar tetiklenebileceği gibi erozyona da sebep olabilir. Eğer gezegenin atmosferi varsa moröte ilk burayla etkileşime girecektir. Burada da moleküllerin dağılmasına ve oluşmasına sebep olan süreçleri başlatabilir.
Venüs'ün atmosferinde neden su olmadığı sorusunun cevabı, Venüs'ün maruz kaldığı moröte ışınım ile açıklanabilir. Eğer Venüs'ün atmosferinde H2O bulunsaydı moröte bunu H2 ve O2'ye ayrıştırabilirdi. H2, Venüs'ün atmosferine tutunamaz ve kaçar, O2 ise kalırdı. Bu durumda Venüs'ün atmosferinde su yerine sadece O2 bulunurdu. Bahsi geçen olay, kaçan sera etkisi (İng: "runaway greenhouse effect") olarak adlandırılır. Aynı zamanda moröte, H2O'yu H ve OH'a ayırabilir. Bunun yanında CO (karbonmonoksiti) de karbon ve oksijene ayırılabilir. Yani en basit yaklaşımla moröte, moleküller üzerinde oldukça önemli bir etkiye sahiptir. Bunun yanında Güneş'te maksimum sırasında Venüs'ün iyonosferi, yüksekliğini artırır ve elektron sıcaklığı da neredeyse iki katına çıkar.
Dünya'nın atmosferine en önemli etkisi, ozonun oluşum sürecidir. O2 ile etkileşime giren moröte ışınlar, bu molekülü oluşturan oksijen atomlarını birbirinden ayırabilir. Aynı zamanda bir oksijen molekülü (O2) ile bir oksijen atomunu (O) birleştirerek ozonun (O3) oluşmasına sebep olur. Bu reaksiyon sırasında araya katalizör görevi gören başka moleküller de girer fakat onlar değişmeden çıkar. Bu yüzden Dünya'nın atmosferinde bulunan ozon miktarı, doğrudan Güneş'ten gelen moröte ışınımın miktarıyla bağlantılıdır.
Mars'ın atmosferinin çoğu CO2'den oluşur. Mars, her ne kadar ince bir atmosfer tabakasına sahip olsa da atmosferinde bulunan yüksek oranda karbondioksit, moröte ışınımının yüzeye ulaşmasını önemli ölçüde engeller (özellikle 200 nanometreden kısa dalga boyuna sahip moröteyi). Atmosferdeki CO2 ile etkileşen moröte ışınım, aynı zamanda atmosferik parlamaya da sebep olur. Bu parlamadaki gözlemden yola çıkarak buna sebep olan hidrojenin kaçma miktarı ile ilgili hesaplamalar yapılabilir.
Merkür, Güneş'e yakın olması sebebiyle Güneş'ten oldukça etkilenir. Yapılan çalışmalar, genç Güneş'in (0.5 - 1 milyar yıl) sebep olduğu güçlü Güneş rüzgarları ve EUV ışınımının, Merkür'ün erken atmosferini süpürdüğünü öne sürmektedir. Bu yüzden Merkür'ün oldukça kararsız, ince bir atmosferi bulunur. Güneş rüzgarlarının Merkür'e uyguladığı basınç, Dünya'ya uyguladığından 7 kat daha fazladır.
Gaz devleri olan gezegenlerin, kayaç yapılılara göre oldukça büyük olduklarını biliyoruz. Bunun yanında özellikle Jüpiter, oldukça ilginç renk dağılımları da gösteriyor. Atmosferinin çoğu, hidrojen ve helyumdan oluşuyor fakat bunun yanında metan, amonyak, H2S ve su da bulunuyor. Jüpiter, Güneş'e uzak olmasından dolayı, çok az Güneş ışığına maruz kaldığından oldukça soğuk bir gezegendir. Bu sebeple yalnızca uçucu olan moleküllerin atmosferin üst katmanlarında bulunup gelen moröte ışınımla etkileşmesini bekleriz. Zaten Güneş'ten uzak olması sebebiyle az bir ışınım alan Jüpiter, bir de düşük oranda yayınlanan moröteden yine de oldukça etkilenir.
Kuyrukluyıldızlar özellikle çok basık yörüngeleri sebebiyle bazen Güneş'e oldukça yakın, bazen de oldukça uzak olurlar. Güneş'e yaklaştıkları zamanlarda, Güneş'ten gelen ışınımdan oldukça etkilenecekleri açıktır. Su molekülleri, Güneş'ten gelen bu moröte ışınımına maruz kaldığında; oksijen, hidrojen ve hidroksile (OH) ayrışabilir.
Moröte ışınım, kuyrukluyıldızların yüzeyine etki edebilir. Bu noktada erozyon gibi konular yerine, ne tür kimyasal reaksiyonlar gerçekleşeceği oldukça önemlidir. Özellikle belirli koşullar altında, yaşamın temelini oluşturan kompleks moleküllerden aminoasitlerin oluşması mümkündür.
Moröte dalga boyları, elektromanyetik tayfın enerjice yüksek bölgesinde yer aldığı için maddeyle güçlü bir şekilde etkileşime girer. Bu nedenle gezegen atmosferlerinin kimyasını ve yıldızların sıcak dış katmanlarını anlamada önemli bir yere sahiptir. Ozon tabakasının UV soğurması Dünya’daki yaşamı korur. Bunun yanı sıra Venüs ve Mars gibi gezegenlerde UV kaynaklı fotokimya atmosfer evriminin yönünü belirler. Aynı şekilde Güneş’in kromosferi ve koronasında gerçekleşen manyetik enerji boşalmaları, UV ve EUV gözlemleriyle ayrıntılı biçimde izlenebilir. Sıcak beyaz cüceler ve süpernova tayfları gibi yüksek enerjili astrofiziksel olaylar da moröte bölgede benzersiz imzalar taşır. Bu nedenle moröte astronomi, evrendeki sıcak plazmaları, kimyasal element dağılımını ve atmosferik süreçleri incelemek için modern astrofiziğin en temel gözlem alanlarından biri olmaya devam etmektedir.





