Güneş Batarken Neden Kırmızı Görünür?

Güneş batarken neden kırmızı görünür, gökyüzü neden mavidir? Başını gökyüzüne kaldıran herkes, bu soruları merak etmiştir. Günün aydınlığının, karanlığa karışmaya başladığı tam da o anda; Güneş'in kızıllığı, aydınlığa bir kez daha yürek burkan, fakat özlemle bekleten bir veda eder. Tam da o an, renklerin ahengine boğulurum her seferinde. Bayılırım gün batımlarına, hem kim bayılmaz ki?

Aslında sadece akşamlara özgü değildir bu durum. Güneş ufka kavuştukça, giderek kızıllaşır. Sabahları ufkun altında doğarken de aslında aynı kızıllık vardır. Fakat mevcut alışık olduğumuz hayat, bizlere çoğunlukla gün batımlarını görme fırsatını tanıyor. Gündüz Güneş'in doğuşuyla uyansak da, muhtemelen hazırlık telaşesinde oluyor ve manzaranın güzelliğini kaçırıyoruz. Bazen sabahın o erken saatlerinde yürürken, yeni bir günü aydınlatan Güneş'in o içimizi ısıtan ışığıyla aydınlanma şansını yakalıyoruz.

Ay veya Güneş Batarken Neden Kırmızı Görünür?

Bu durum Güneş'e özgü bir olay değildir. İşin dramatik yanını bir kenara bırakıp, bu güzel sanatın ardındaki bilimi inceleyecek olursak, aslında olayın basit bir açıklaması olduğunu görüyoruz. Ufka yaklaşan her gök cismi, aslında olduğundan biraz daha kırmızı görünür. Bunun iki önemli sebebi vardır. Birisi bu olaya sebep olan bir fizik yasası, diğeri ise bunu hissetmemizi sağlayacak koşulların gerçekleşiyor olması.

Güneş ışığı, atmosferden geçerken saçılıma uğrar. Bütün renkleri barındıran beyaz ışıktan; yüksek enerjili olan mavi ışık, düşük enerjili kırmızı ışığa göre yaklaşık olarak dokuz kat daha fazla saçılır. Bu durum, beyaz rengin içerisinden maviyi azalttığı için, cismin daha kırmızı görünmesine sebep olur. Bu saçılma olayına, Rayleigh saçılımı diyoruz. Dolayısıyla ufka yaklaşan her cisim, yaydığı ışıktan maviyi kaybeder. Bu nedenle mavi bir yıldız daha beyazımsı olurken, beyaz bir gök cismi de (örneğin Ay) daha kırmızı görünür. Elbette Güneş de sarı-beyaz tonlarında olduğundan o da giderek kızıllaşır. (Detaylar için ileri okuma kısmına geçebilirsiniz)

Burada bilinmeyen ve kafa karışıklığına neden olan şey, gök cisimlerinin rengini "tek renk" olarak gibi düşünmektir. Aslında Güneş, bütün dalga boylarında ışıma yapar. Bunu kara cisim ışıması olarak ifade ederiz (bkz. Kara cisim ışıması nedir?). Onlara rengini veren şey yaydığı farklı dalga boylarında ve farklı miktarlardaki ışığın karışımıdır. Bu nedenle hiçbir zaman yeşil yıldız görmeyiz (bkz. Neden yeşil yıldız yoktur?).

Bunun bu kadar belirgin olmasını sağlayan koşul ise Dünya'nın küresel olmasıdır. Dünya küresel olduğu için, ufka baktığımızda önümüzde yer alan atmosfer katmanı, başucu (tepe) noktasına baktığımızda gördüğümüz katmandan çok daha kalındır. Bu sebeple ufka yakın cisimlerden gelen ışık, daha kalın bir atmosfer tabakasından geçmek zorunda kalır. Dolayısıyla ufka yakın bir cismin ışığı, mavi ışığını daha çok saçar, bu yüzden daha kırmızı görünür.

Açıkça anlaşılıyor ki, olayın gün batımı ya da gün doğumu olmasıyla bir alakası yok. Cismin ufka yaklaşması, kırmızı görünmesi için yeterlidir. Bu sebepledir ki, çok parlak bir yıldız gibi görünen Venüs de bundan etkilenir ve oldukça kırmızı bir şekilde görünebilir.

Özetle Güneş batarken neden kırmızı görünür sorusunun cevabı Dünya'nın küreselliği nedeniyle atmosferde Rayleigh saçılımına uğrayan ışıktır. Mavi ışık bundan daha çok etkilendiği için toplam renkten mavi çıkar, geriye daha kırmızı tonlar kalır. Bu nedenle Güneş batarken neden kırmızı görünür sorusunun cevabı aslında diğer tüm gök cisimleri için geçerlidir. Ay da batarken aynı şekilde kırmızı görünür, Venüs de... (bkz. Ay neden kırmızı görünür?)

İleri Okuma

Rayleigh Saçılması, gelen fotonun dalga boyu, atmosferde bulunan parçacıkların (moleküller ve çok küçük parçacıklar toz vb.) boyutundan en az 10 kat büyükse baskın olarak gerçekleşir (parçacık boyu <1/10λ). Eğer parçacıkların boyutu, dalga boyundan büyük olursa Mie Saçılması gerçekleşir. Bu durumdan dolayı, dalga boyu düşük olan yüksek enerjili mavi ışık, dalga boyu büyük olan kırmızı ışığa göre daha çok saçılır.

Rayleigh Saçılımı sırasında fotonlar enerji kaybetmediğinden, bu bir elastik çarpışma olarak düşünebilir. Eğer saçılan fotonun enerjisi, ilk enerjisine göre daha fazla veya az ise bu Raman Saçılımı olarak adlandırılır.

olduğundan, dalga boyu azaldıkça, saçılmanın etkisi de üssel olarak artar. Eğer kırmızı dalga boyu ile mavi dalga boyu arasındaki farkı buraya koyacak olursak, aradaki orantıyı yaklaşık olarak elde edebiliriz.

Hazırlayan: Ögetay Kayalı

Referanslar
1. Ebru Devlen, Interstellar Matter, Ders Notları, Ege Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri
2. <http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/blusky.html>