güneş sistemi – Tevfik Uyar Kişisel Sitesi

Articles Tagged with: güneş sistemi

17 Eylül 2015

MİLYAR MİLYAR YIL SONRA…

Sıçramadan sonra pekala Arz’ın güneşi olabilecek yıldız hâlâ onda bir parsek mesafedeydi. Gökyüzündeki açık ara en parlak nesneydi, fakat hâlâ bir yıldızdan ibaretti.

Isaac Asimov, “Vakıf ve Dünya”

Kozmos belgeselinin bir bölümünde Neil deGrasse Tyson, evrenin büyük patlamadan bu yana olan ömrünü bir yıla, yani 365 güne ölçekleyerek insanın bu yılın sadece son dakikasında yaşadığını söylüyordu.

Hakikaten de kainat tarihi için ne kadar da önemsiz, kısa bir alanı işgal etmekte olduğumuzu anlamamıza yarayan bir örnek bu. Düşünün ki insan denen varlık, yaklaşık 14 milyar yıllık bir tarihin neredeyse sadece son bir milyon yılında yaşamış, son derece yeni ve kainatın geri kalanı için etkisiz bir eleman. Üstelik geliştirmekle övündüğü medeniyet bin yıldan daha yaşlı değil. İnsan hakları fikri doğalı beş yüz yıl olmamış, uzaya iyi kötü anlamlı radyo dalgaları göndermeye başladığından beri bir buçuk asır dolmamış. Bir de kendi ömürlerimizi düşünelim: Kozmos yılı içerisindeki bir salise bile değil.

Eğer evren tarihini bir kasede benzetirsek, şu an kasetimiz üzerinde ama keyifli ama keyifsiz bulduğumuz bir şarkıyı dinlemekte olduğumuzu söyleyebiliriz. Aslında biz var olduğumuzdan bu yana sadece bu şarkıyı biliyoruz. Astronomlar, astrobiyologlar ve jeologlar önceki şarkıların nasıl olabileceğine dair bir şeyler elde etmek için bugüne dek pek çok izin peşinden gitmişlerdir. Onların çabaları sayesinde kainatın nasıl ortaya çıktığı, güneş sistemimizin nasıl meydana geldiğini, Dünya’mızın hangi süreçlerden geçtiği, Ay’ın nasıl var olduğu gibi sorulara yanıt olan senfonileri bulmuş görünüyoruz. Peki sıradaki şarkılar nasıl olacaklar? Şimdikine benzer mi? Yoksa bambaşka mı? Hızlı mı? Yavaş mı? Sert mi yoksa yumuşak mı?

Ömrümüz kozmosun tarihi içerisinde minicik bir an olunca gelecek dediğimizde de ilk bakışta kendimiz kadar minicik bir bakış fırlatmamız son derece doğal. Öyle ya: Gelecekten bahsedeceksek o gelecek olsa olsa önümüzdeki 50-100 yıl olmalı… O 50-100 yılda da robotlar, nanoteknoloji, yakın gezegenlerin keşfi olmalı. Ne de olsa bu sırada Dünya yine bildiğimiz Dünya olacak, Samanyolu Galaksisi’nin içerisinde Güneş’in de yer aldığı o dış kolu karanlık bir gecede yine o tüm ihtişamıyla uzanacak. Hakikaten de küresel ısınma, iklim değişikliği, artan nüfusun yarattığı tehdit, kirlilik vb. gibi bilinen tehditleri bir kenara bırakır, olası bir göktaşı çarpması, robotların isyanı, alt edemeyeceğimiz bir virüs ya da uzaylı istilası gibi “terminal global riskleri (soncul küresel riskler)” yok sayarsak, en azından 50 milyon yıl için Dünya’nın bildiğimiz Dünya’dan çok farklı olmayacağını söyleyebiliriz.

Fakat daha ileriki tarihlerden bahsediyorsak gezegenimizin bekâsı bir mesele haline geliveriyor… İnsanların birbirlerine zulmetmeyi ne kadar sevdiğini göz ardı edersek 50 milyon yıl sonra türümüzün varlığını sürdürüp sürdürmeyeceği bilinmez; ama büyükten başlarsak galaksimizin, güneş sistemimizin ya da gezegenimizin bize sunduğu ortam pek öyle kararlı ve sakin bir ortam olacakmış gibi görünmüyor.

İşte milyonlarca ve milyarlarca yıl sonra bizi bekleyen “bilinen” hadiseler…

100-250 milyon yıl sonra: Yeni bir süper kıta

Dünya’nın bir zamanlar tek kıtadan müteşekkil olduğunu pek çoğunuz duymuşsunuzdur. (Henüz bu konuyu bilmeyenler ya da detay isteyenler için şu yazıda bir şeyler var: LEVHA TEKTONİĞİ VE EVRİM).

Dünya bir zamanlar tek kıtadan müteşekkildi. (Kaynak: Wikimedia Commons)

Aslında bu bir döngüdür: Yani evet, bugün bildiğimiz kıtalar bir zamanlar bir aradaydılar, şimdi ise ayrılar; ama bu ayrılık da geçici. Gün gelecek yeniden bir araya gelecekler. (Var olan 3 adet süper kıta modelini görmek için şu taraftan lütfen…)

Örneğin 50 milyon yıl sonra Afrika ve Avrupa birbirine geçtiği için Akdeniz diye bir deniz olmayacak. (Her şey bildiğimiz gibi sürseydi GSMH içerisinde turizmin büyük bir pay sahibi olduğu Türkiye için epey kötü bir haber olurdu bu). Yaklaşık 100 milyon sonra kıtalar birbirlerine çok yakın bir biçimde bir araya toplanmış olacaklar. Antarktika ve Grönland’ın eriyen buzulları nedeniyle su seviyesi 90 metre kadar yükselecek. Bugün beğenmediğimiz dağlardaki kayalık arazilerden arsa satın almaya başlarsanız iyi olacak gibi görünüyor.

250 milyon yıl kadar sonra ise tamamının tek bir kıta oluşturacak şekilde çarpışacağını söyleyebiliriz. Elbette bu çarpışmalar öyle sükûn içerisinde olmayacak: Olabilecek en şiddetli depremler eşliğinde yeni volkanik dağlara merhaba diyeceğiz. Süper kıtanın oluşumu ilk önce küresel sıcaklığı düşürecek, zira hem genel rakım yükseldiği hem de dağlar rüzgârları yönlendirdiği için küresel iklimin bir miktar soğuyacağı düşünülüyor. Yeni buzul oluşumları nedeniyle hem bir buz devrinin başlaması hem de deniz seviyesinin azalması muhtemel. Ne var ki bu buz devrine müteakip mantodan yüzeye teşrif eden lavlar yeni bir ısınma dönemini başlatacak. Yani anlayacağınız birleşmeden sonraki bir kaç milyon yıl içerisinde ince giyinsek de olmayacak, kalın giyinsek de.

250 milyon yıl sonra: Uzayan günler, geceler…

Kıtalar kardeş olmuşken Dünya’nın eksen eğikliğinin bugün olduğu 23 derece 27 dakikadan bir 0,5 derece (30 dakika) daha fazla eğik olacağını ve bir günün 25,5 saate uzayacağını söylesem?

Ay’ın Dünya’nın dönüşünü yavaşlatma yönünde bir etkisi olduğundan ve gittikçe Dünya’dan uzaklaştığından Ay’ın nasıl meydana geldiğini açıkladığım şu yazıda bahsetmiştim. Ay Dünya’dan her yıl 3.82 ± 0.07 cm uzaklaşmaktadır ve Dünya’nın dönüş hızını her yüzyılda 1,7 milisaniye yavaşlatmaktadır. Yani aslına bakarsanız Dünya her yıl bir miktar daha yavaşlamaktadır. Ne var ki bizim mini minnacık ömrümüz içerisinde bu yavaşlamanın bir önemi yoktur. Öyle ki dedenizin dedenizin dedenizin dedesinden 3-4 milisaniye daha uzun yaşıyorsunuz günü, o kadar. Fakat “astronomik rakamlar” deyimi boşuna değildir. Söz konusu kainat ise sayılar her zaman çok büyüktür. Bahsettiğimiz küçük eksen eğilmesi farkları çok uzun bir zaman diliminde Dünya için oldukça köklü bir değişime neden olabilecek şekilde birikir. Sözgelimi 1,5 ila 4,5 milyar yıl içerisinde Dünya’nın eksen eğikliğinin 90 derece artacağı tahmin ediliyor. Yani bugün kutuplar diye bildiğimiz yer artık ekvator olacak. İyi haber: Hâlâ var olursak ve tüm şartlar aynı kalırsa Türkiye’de 4 mevsimi yine de yaşayabilecek olmamız… Kötü haber: İlkokul duvarlarındaki mevsimlerin sırasını değiştirmemiz gerekeceği için sınıf öğretmenlerine ekstra iş çıkacak.

750 milyon yıl sonra: “Tekrar Merhaba Yay Cüce Galaksisi!”

Yay Cüce Galaksisi (İng: Sagittarius Dwarf Spherical Galaxy) Samanyolu’nun uydu galaksisidir. İlki 1,9 milyar yıl önce, sonuncusu 900 milyon yıl önce olmak üzere daha önce Samanyolu ile iki kez çarpışmıştır kendileri. Hatta ve hatta Samanyolu’nun estetik spiral yapısını son çarpışmaya borçlu olduğunu düşünüyor bilim insanları. Bu müthiş çarpışmayı kaçıranlar üzülmesin, çünkü 750 milyon yıl kadar sonra kendisi bir kez daha Samanyolu’nu yoklayacak.

(Samanyolu’nun spirallerini bu cüce galaksiye borçlu olduğu yönündeki tahminlerin dayandığı simülasyon görüntüsünü aşağıdaki videodan izleyebilirsiniz. İlgili makale ise şurada.)

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=pig-uqRehNM]

10 bin ışık yılı çapındaki cüce galaksinin bize şu anki uzaklığı 70 bin ışık yılı. Bizim güneşimiz Samanyolu’nun dış kollarından birinde yer aldığından, cüce galaksi Samanyolu’nun merkezine bize olduğundan daha yakın: 50 bin ışık yılı kadar. Ve gün geçtikçe de yaklaşmakta…

70 yıldır bilinen bu gerçek 70 bin ışık yılı uzaklıktaki bu galaksiyi gözümüzde bir tehdit haline getirmiyor elbet ve Güneş Sistemi ile etkileşiminin ne olacağı konusunda da pek bir tahmin yok, ancak o tarihte hâlâ hayatta olursanız yay cüce galaksisinin bir kaç nesil boyunca Dünya’nın bulutsuz bir geceye sahip her yerinden görüneceğinden emin olabilirsiniz.

1 milyar yıl sonra: Güneşe iyi bakın, çünkü böyle kalmayacak

Güneş %10 daha parlak olduğunda Dünya’daki sıvı su %100 kaybolacak! (Kaynak: Flickr, Matt and Kim Rudge, Bağlantı: Tıklandığında açılır.)

Bilindiği üzere güneş hidrojen yakıtı yakar. Yakar derken oksitlenme ile karışmasın: Hidrojenleri birleştirerek Helyum yapan bir füzyon reaksiyonu gerçekleştirir. Güneş bu işe ilk başladığında kendisi bu kadar parlak değildi. Yakın gelecekte de bu kadar sönük olmayacak. Bu durumu bir kömürün yanışına benzetebiliriz. Kömür ilk ateşlendiğinde belli bir ısı verecektir ve verdiği ısı peyder peye artacaktır. Parlaklığı da öyle. İşte güneşin parlaklığı –ve dolayısıyla verdiği ısı- her 1,1 milyar yılda bir %10 artmaktadır. Bu da şu anlama geliyor: Yaklaşık bir milyar yıl sonra güneş bugünkünden %10 daha parlak olacak.

Güneş’in daha parlak olması daha güneşli günler ve daha keyifli kumsal etkinlikleri anlamına gelmiyor: Güneş’in yaşanabilir kuşağının ötelenmesi anlamına geliyor. Bir yıldızın yaşanabilir kuşağı, kendisinin çevresinde dönüp duran gezegeni için sıcaklık anlamında bildiğimiz anlamdaki canlılığın var olabileceği koşulları yarattığı alan demek. Güneş’in daha da parlak olması halinde Dünya bu yaşanabilir kuşağın dışında kalacak, zira 1 milyar yıl sonra Dünya’nın güneşten aldığı pay yükselmiş ve gezegenimiz suyun sıvı halde barınamayacağı bir sıcaklığa kavuşmuş olacak. Bu da okyanusların, denizlerin, kısacası yüzeydeki tüm suların kuruması, su döngüsünün bozulması demek.

Böyle bir ortamda nasıl yaşayacağımızı belirlemek güç ama bir şekilde Dünya’daki su kaynaklarından elde edilmiş bir damla suya muhtaç olmayacağımız bir medeniyet geliştirmek ya da evrilmek zorunda olduğumuz da açık.

3 milyar yıl sonra: Aaaa, Andromeda Hanımlar da gelmişler!

İnsan bu manzarayı görebilmeyi kesinlikle istiyor…

2 milyar yıldır su için savaşan Dünya canlılarına müjde: Sonunda hayatınızda eğlenceli bir şeyler olacak, çünkü en yakın galaksi komşumuz Andromeda, Samanyolu ile buluşacak. Başka bir deyişle, “çarpışacak”.

İki galaksinin çarpışması dendiğinde insanın aklına müthiş bir olaylar silsilesi geliyor olabilir ve insan öncelikle kendi güneş sisteminin akibetini merak edebilir. Hemen söyleyeyim: Bu çarpışmada bizim güneş sistemimize ne olacağı henüz meçhul. Güneşimiz ya da herhangi bir gezegeni başka bir yıldızla ya da gezegenle çarpışabilir, sistemce yeni oluşacak galaksi formasyonu içerisinde kendimize yeni bir yer bulabiliriz, ya da galaksilerden dışarıya savrulup yapayanlız bir yıldız sistemi olarak varlığımızı sürdürebiliriz.

Aslında bir önceki paragrafta bir olasılık olarak telaffuz etmiş olsam da güneşimizin başka bir yıldızla çarpışma ihtimali son derece düşüktür. Her ne kadar Samanyolu 300 milyar kadar, Andromeda ise 1 trilyon kadar yıldız içerse de yıldızlar arasındaki mesafenin yüksekliği çarpışma olasılıklarını ihmal edilebilir düzeye çekmektedir. Sayısal olarak ifade edecek olursak, bize en yakın yıldız olan Alfa Centauri 4,2 ışık yılı uzaklıktadır. Bu mesafe güneşin çapının 30 milyon katına karşılık gelmektedir. Küçük bir benzetmeyle 20 cm çapındaki basket toplarının aralarında 6000 km’lik mesafelerle bulunduğu bir ortam tarif edebiliriz. Böylesine dağılmış iki top topluluğu birbirine girse idi çarpışan toplara rastgelmek son derece olasılık dışı olurdu.

Diğerleri için de olasılık verelim: Bilgisayarlarda gerçekleştirilen simülasyonlar gösteriyor ki, güneş sistemimiz yeni galaktik sistem içerisinde %50 olasılıkla bir miktar yer değiştirecek ve merkezinden şimdiki uzaklığından 3 kat daha fazla uzaklıkta kalacak. Sistem tarafından dışarıya atılma olasılığı ise %12. Elbette bu rakamlar gerçekleştirilen simülasyonun ne kadar başarılı olduğuna bağlı olarak gerçeğe de o kadar yakın. Sahip olduğumuz veriler zamanla arttıkça, güneş sistemimizin geleceği hakkında gerçeğe daha yakın şeyler söyleyebileceğiz.

5,4 milyar yıl sonra: Kızıl Dev

Bir anakol yıldızı olan güneşimizin güneş olmaktan çıktığı an, onun bir kızıl deve dönüştüğü an olacak.

Önceki paragraflarda bahsettiğimiz gibi, güneş yakıt olarak hidrojen kullanmakta, onları Helyuma dönüştüren bir çekirdek reaksiyonu sayesinde ışıklarını bize göndermektedir. Bu reaksiyon onun sadece parlamasını sağlamaz; aynı zamanda sahip olduğu yoğun kütlenin kendi içine çökmesini engeller. Bir yandan kütle merkezi güneşin tüm malzemesini kendine çekmeye çalışırken, güneşteki reaksiyonların yarattığı basınç ise bunu dengeler.

Yıldızlar homojen bir şekilde yanmazlar. Merkezlerindeki bölgelerde bulunan hidrojeni tükettiklerinde (yani onları Helyum’a dönüştürdüklerinde) reaksiyonlar çekirdekte sona ererken dışarıda gerçekleşmeye devam ederler. Dolayısıyla “reaktör” dış yüzeye kaymaya başlar. Merkezden çevreye doğru gerçekleşen bu kayma yıldızın çapında bir genişlemeye neden olur. Ama ne genişleme!

Güneş bir kızıl deve döndüğünde gerçekten de “devleşecek”. (Kaynak: Wikipedia, Çeviren: Açık Bilim)

Güneşimiz kızıl deve döndüğünde çapı giderek büyümeye başlayacak ve yaklaşık 7,5 milyar yıl sonra ise bugünkü çapının 256 katına ulaşacak. Bunca milyonlu, milyarlı sayıdan sonra 256 sayısı gözümüze küçük gelmiş olabilir ama o kadar da küçük değil. Yandaki resim bu büyümenin boyutunu gözler önüne sermekte işe yarayacaktır. Üstelik Merkür ve Venüs’ün Güneş tarafından kesin olarak yutulacağını, Dünya’nın ve Mars’ın akıbetinin ise henüz bir miktar belirsiz olduğunu da ekleyelim ki büyümenin boyutu daha iyi anlaşılsın.

Sözün kısası aşağı yukarı 5,5 milyar yıl sonra Güneş bildiğimiz Güneş olmaktan çıkacak. Bu durum yine de Dünya ve Güneş tarafından içe alınan diğer kardeşleri için acı bir son anlamına gelmeyebilir, zira daha önce kızıl devinin içerisinde varlığını sürdürmeye devam edebilen gezegen keşfedildiğinden bahsetmiştik. Fakat bu gezegenlerde canlılığın idame edebileceğini söylemek artık imkânsızlaşıyor.

Milyar milyar yıl sonra

Merkezdeki helyumun karbona dönüştürüleceği yeni bir süreci de atlatan güneşimiz artık bir Beyaz Cüce’ye dönüştüğünde, kadim yaşam kaynağımızın çevresinde yeni bir gezegen bulutsusu bırakacak. Akıbeti ise bir süre sonra kahverengi cüceye dönüşmek. Yani bir demir yığınına.

Yukarıda saydığımız bunca süreci biraz da espiri katmak amacıyla zaman zaman günümüz insanı varlığını sürdürecekmiş gibi ele aldık, ama gerçekte mevcut halimizle Dünya gezegeni dışındaki tüm bilinen evren ve içinde bulunduğumuz zaman dilimi hariç hiçbir yer ve zaman hayatta kalmamıza uygun görünmüyor.

Dünya’da bildiğimiz anlamdaki canlılığın çok hücreli yaşam formları olarak 800 milyon yıl kadar, prokaryotlar olarak ise 1,3 milyar yıl kadar daha süreceği tahmin ediliyor ama özellikle vurgulamak istediğim gibi, “bildiğimiz anlamdaki canlılık” için söylüyoruz bunu. Zira evrim yerinde durmayacak elbette ve belki de uç koşullara dayanıklı yeni canlı türleri ortaya çıkaracak. Bunu şimdiden ön görmek mümkün değil. Öte yandan biz karbon temelli ve protein yapılı bir canlılıktan bahsediyoruz. Başka türlü bir canlı yaşamını şimdilik tutarlı bir biçimde hâyâl edemiyor olabiliriz. Ya da yaratacağımız bir makina uygarlığının hayatta kalma olasılığı mevcut, zira onlar çetrefilli şartlardan bizler kadar etkilenmiyor olacaklar. Bir önceki ayki yazımda bahsettiğim gibi, onların canlı olmadığını kim söyleyebilir?

Yazımızın girişinde bahsettiğimiz kasedi ileri sarınca oldukça sert, hatta son derece gürültülü bir müzikle karşılaşıyoruz gibi görünüyor.

… ama yeni nesiller(!) de bir garip; tuhaf tuhaf müzikler dinliyorlar.

İlk Yayın:

Açık Bilim, Haziran 2014 – http://www.acikbilim.com/2014/06/dosyalar/milyar-milyar-yil-sonra.html

Kaynaklar:

Formation and Evolution of the Solary System, Wikipedia – http://en.wikipedia.org/wiki/Formation_and_evolution_of_the_Solar_System#Future
Super Continent, Wikipedia – http://en.wikipedia.org/wiki/Supercontinent
Purcell vd. Colliding Dwarf Galaxy Triggered Formation Of Milky Way’s Spiral Arms Revealed By Supercomputer Simulation At University Of California, Irvine, 15 Eylül, Nature. http://hipacc.ucsc.edu/html/MilkyWayImpact.html
Williams C., Nields T. Pangaea, The Come Back! 2626 of New Scientist magazine, 20 October 2007, page 36-40 http://www.sciencearchive.org.au/nova/newscientist/104ns_011.htm?q=nova/newscientist/104ns_011.htm
Cain F. When Our Galaxy Smashes Into Andromeda, What Happens to Sun? http://www.universetoday.com/1604/when-our-galaxy-smashes-into-andromeda-what-happens-to-the-sun/
Red Giant, Wikipedia – http://en.wikipedia.org/wiki/Red_giant
Sagittarius Dwarf Elliptical Galaxy, Wikipedia – http://en.wikipedia.org/wiki/Sagittarius_Dwarf_Elliptical_Galaxy

05 Şubat 2015

MÜJDE! NURTOPU GİBİ BİR UYDUNUZ OLDU…

“Ay’a yolculuk” filimden meşhur bir kare. Georges Méliès’in yapıp yönettiği, Jules Vernes’in “Dünya’dan Ay’a” ve H. G. Wells’in “Ay’daki İlk İnsan” filmlerinden esinlenilerek uyarlanan 1902 yapımı sinema filmi başyapıt olarak adlandırılır.

– “Peki büyükanne, senin gözlerin neden bu kadar büyük?”
– “Seni daha iyi görebilmek için.”

Kırmızı Başlıklı Kız Masalı’ndan

Ay… Geceleri gökyüzündeki en parlak, en büyük gökcismi… Kendi ekseni çevresindeki dönüş hızıyla Dünya çevresindeki dönüş hızı aynı olduğundan diğer yanını bir türlü göremediğimiz uydumuz… Kimi zaman bizleri büyülemeyi başaran uydumuz aslında kütlesi ve çapıyla başka bir gezegenden bilmediğimiz bir uygarlıktan ziyaretçiler gelecek olsa onları bile büyüleyecek heybete sahip…

Evet! Yanlış okumadınız. Ay, güneş sistemimizdeki herhangi bir uyduya göre fazla büyük ve ağır ve bu yüzden onun nasıl oluştuğu da modern astronomi tarihindeki en önemli sorulardan birisi olmuş. Bu yazımızda Ay’ın nasıl oluşmuş olabileceğine yönelik teorileri tarihsel perspektifi ile birlikte ele alacak ve en geçerli modeli açıklayacağız.

AY BALAM…

Ay, insanlık tarihi boyunca her zaman yüksek öneme sahip olmuştur. Güneş’e atfedildiği kadar çok kez tanrı vasfı atfedilmemiş olsa da Ay, “olmasaydı insanlığın hali nice olurdu?” diye sorabileceğimiz kadar mühimdir; zira ay, birbirini takip eden düzenli evreleri sayesinde önce avcı toplayıcı sonra da tarım toplumları için önemli bir takvim olmuştur. Böylece avlanma zamanlarını,

M.Ö. 32000 yılına tarihlenen en eski ay takvimi. Ay evrelerinin işlendiği taş Avrupa’da bulunmuş.

harman ve hasat zamanlarını hesaplayabilen insanoğlu aynı zamanda yıl hesabından yaklaşan mevsimlere göre önlemler alabilmiş, doğa ile olan mücadelesinde bilinç kazanmıştır. Zira bildiğiniz üzere Dünya’nın Güneş çevresindeki dönüşünün 365 gün sürdüğü hesaplanmadan önce doğrudan ayın evrelerine göre hesaplanan Ay takvimi kullanılmaktaydı. Bugün gerek dilimizdeki “ay” kelimesinin uydumuz “Ay” ile sesteş olması, gerekse latin dillerinde (örn: İngilizce, “Moon” ve “Month”) biri zaman dilimi, diğeri Dünya’nın uydusu olan iki kelime arasındaki bağlantı bundandır. İslami (hicri) takvim hala kullanılagelen bir ay takvimidir.

Yaklaşık 4,5 milyar yıl önce oluştuğu düşünülen Ay, Güneş Sistemi’nin en büyük beşinci uydusudur, ancak gezegenine oranla büyüklüğünden bahsettiğimizde Dünya’nın çapının %27’si olan çapı ve 1/81’i olan kütlesiyle sistemimizdeki uydular arasında tartışmasız şampiyondur. Dünya’nın özkütlesinin %60’ı olan özkütlesiyle ise bu alanda lider olan Jüpiter’in uydusu Io’nun hemen ardından gelmektedir. Ay neredeyse Dünya’ya kardeş bir gezegen gibidir ve hatırı sayılır kütlesi ile Dünya üzerinde gelgitlere neden olmakta ve varolduğu günden bu yana Dünya’nın gün uzunluğunu onun dönüşünü yavaşlatmak suretiyle değiştirebilmektedir (Bu değer her yüzyılda 1.7 milisaniye kadardır).

İşte asıl gizem burada… Peki nasıl oldu da sistemimizdeki bir gezegenin bu denli büyük ve ağır bir uydusu olabildi?

UYDULAR NASIL OLUŞUR?

Gezegen uydularının oluşumuna dair klasik teori, onların gezegenlerle birlikte gezegen öncesi disk (protoplanetory disk) içerisinde oluştuğudur. Güneş sistemindeki pek çok gezegenin gezegen öncesi disk içerisinde oluştukları düşünülmektedir. Gezegen öncesi disk, adından da biraz anlaşılacağı üzere toz ve gaz bulutundan bir disktir ve henüz yeni var olmuş yıldızın çevresinde bulunurlar. Bu disk içerisindeki toplanmalar –ve hatta topaklanmalar- ile gezegenler ve uyduların bir kısmı ortaya çıkmıştır. Yani Güneş’imiz de henüz yeni doğmuş genç bir yıldızken, onun da çevresinde bir gezegen öncesi disk mevcuttu ve gezegenlere bu disk kaynaklık etti. Gezegenler Güneş’in çekimi tarafından yakalanarak yörüngeye girerken, uydular ise kütlece küçük oldukları için gezegenler tarafından yakalanmıştır ve böylece Güneş Sistemi’nin yörünge mekaniği ortaya çıkmıştır. Bu yolla oluşan gezegen ve uyduların yörüngeleri düzgündür. Gezegenler büyük kütleli olduklarından küresel bir şekle sahip iken uyduların kütlesi yeterince büyük olanları küreseldir ve yeterince büyük olmayanlar tuhaf şekillerde olabilirler.

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=f9rBJDajwPc&w=480&h=360]

Video: Gezegen öncesi diskten gezegenlerin oluşumu temsili gösterimi

Düzensiz veya ekzantrik yörüngeli ya da gezegeninin etrafında olması gerekenden çok daha uzakta konuşlanan uydular genelde başka bir cisim iken gezegenin yörüngesi tarafından yakalanan astreoidlerdir ve gezegen öncesi disk ile var olmamışlardır.

Düzenli ya da düzensiz, gezegen öncesi disk içerisinden doğan uydular güneş sisteminin doğal elemanlarıdırlar. Ancak bizim uydumuz Ay ve bir ihtimal Plüto’nun uydusu Charon gezegen öncesi disk içerisinde oluşarak gezegeninin çevresinde yörüngeye girecek kadar küçük değildirler ve bu halleriyle “biz başka bir şekilde var olduk” der gibidirler.

ESKİ AY TEORİLERİ

Ay’ın nasıl oluştuğuna yönelik pek çok kuram öne sürülmüştür. Bu kuramlar aşağıdaki gibidir:

Gelgit adını verdiğimiz konu sadece denizlerde görülen bir taşma olayı değildir. Yazıda sürekli olarak bahsettiğimiz Ay ve Dünya'nın açısal momentumu, gelgit kuvveti ile ortaya çıkan dinamik mekanizmadır. Ay, Dünya çevresinde dönerken onun pozisyonunu değiştirmeye muktedirdir.

Ay, sahip olduğu kütlesi dolayısıyla Dünya çevresinde dönerken onun pozisyonunu değiştirebilir. Ay-Dünya ikilisinin sahip olduğu bu yörünge mekaniği klasik teorilerce açıklanamamaktadır.

Kardeş Gökcismi: Önceki paragraflarda bahsettiğimiz gezegen öncesi diskte birlikte oluşma ya da Ay’ın Dünya’nın çevresindeki bulutsudan meydana gelmesi gibi seçenekler, Ay ve Dünya’nın kütlesel ve çapsal özel durumunun (ve bunun yarattığı açısal momentumun) açıklamamaktadır. Ayrıca Ay’ın demir çekirdeğine ait bir veri, bu kuramı tamamen bertaraf etmektedir: Dünya’nın demir çekirdeği onun çapının %50’sini işgal etmektedir. Ay’da ise bu oran %25’tir. Eğer aynı dönemde birlikte oluşmuş olsalardı, soğuma dinamikleri de eşit olacaktı ve böylece her ikisinde de demir çekirdeğin oranı aynı olacaktı. Ancak böyle değil…

Yakalanma: Bu kuramlardan bir diğeri Yakalanma’dır. Yakalanma kuramına göre Ay kendi başına bir gökcismi iken Dünya’nın yer çekimi tarafından yakalanmıştır ve böylelikle Ay, Dünya yörüngesine girmiştir. 80’li yıllara dek popüler olan bu kuramın zayıf yanı, bu yakalanmanın gerçekleşmesi için Dünya’nın oluşma aşamasındayken sahip olduğu geniş atmosferin Ay’ı yavaşlatması ve kaçışını engellemesi gerekliliğidir. Zaten az sonra bahsedeceğimiz Büyük Çarpışma Teorisi’ni destekleyen bulgular bu kuramı tamamen tedavülden kaldırmıştır.

Fizyon (Bölünme): 19. Yüzyılın sonunda İngiliz astronom ve matematikçi George Darwin tarafından öne sürülen fizyon kuramı, bir zamanlar Dünya’nın ve Ay’ın yekvücut oldukları ve Ay’ın Dünya’dan ayrıldığı iddiasına dayanır. 1925’te Avusturyalı Jeolog Otto Ampherer tarafından da desteklenmiş ve o dönemde kıta kaymalarının ve Pasifik Okyanus’unun kaynağının bu fizyon olduğu öne sürülmüştür. Ay’dan örnek toplamamızı ve ayak basmamızı sağlayan ABD Apollo görevleri, jeolojik dönemlere ait daha sonra elde edilen bilgiler ve modelin Dünya-Ay Açısal Momentum’unu açıklamakta yetersiz oluşu kuramın tarihe gömülmesine neden olmuştur. Ayrıca hesaplamalara göre bu modelin geçerli olabilmesi için doğum gerçekleştiğinde Dünya’nın kendi ekseni etrafında bir tam günü 2,5 saatte dönüyor olması gerekirdi (gerekli santrifüj kuvvetini yaratabilmesi için) ki bu da Dünya’nın Ay’ı fırlattıktan sonra geçen 4,5 milyar yıl içerisinde yavaşlayarak dönüş süresinin 2,5 saatten 24 saate çıkması demektir. Bu yavaşlama mevcut bilgilerimize çelişkilidir.

Nihayet: BÜYÜK ÇARPIŞMA TEORİSİ

Takvimler 1946’yı gösterdiğinde ayın santrifüj kuvvetiyle fırlatıldığını öne süren fizyon teoreminin Ay’ın neden yavaşlayarak Dünya yörüngesinde kaldığını açıklamakta yetersiz bulan Harvard Üniversitesi’nden Reginal Aldworth Daly, Ay’ın Dünya’dan ayrıldığını kabul etmekle birlikte bunun bir çarpışma sonucu olabileceğini öne sürdü. Daly’nin iddiası önceleri pek dikkate alınmadı, ta ki 1974 yılında William K. Hartmann ve Donald R. Davis tarafından bir konferansta yeniden dile getirilip, 1975 yılında oldukça prestijli bir gezegenbilim dergisi olan Icarus’ta konuyla ilgili yeni makaleler yayınlanana kadar.

Hartmann ve Davis’e göre Dünya’ya çarpan cismin kütlesi Dünya kütlesinin onda birine kadar bir kütlede olmalıydı. Bilim insanları giderek çarpışma teorisi üzerinde uzlaşıya varıyorlardı ancak Dünya’ya çarpan cismin kütlesinin hangi miktarda olması halinde açısal momemtum probleminin en iyi şekilde açıklanacağı soru işaretiydi.

Başından beri bu konuyu gündemde tutmada ısrarlı olan Hartmann, Roger Philips (O sırada Houston’daki Ay ve Gezegen Enstitüsü’nün Müdürü) ve Hawaii Üniversitesi’nden Jeolog Jeff Taylor bir “Ayın Orijini” konferansı düzenlemeye karar verdiler. Konferanstan 18 ay önce meslektaşlarına “Apollo verilerini mi incelersiniz, bilgisayarınızda mı çalışırsınız, ne yaparsanız yapın ama bir şeyler bulmadan bu konferansa gelmeyin” diye duyurdular. Bu konferansın çok büyük bir etki yaratmayacağını, ama ilk olarak kendilerinin öne sürdüğü “Büyük Çarpışma Teorisi”nin artık daha fazla ilgi göreceğini düşünüyorlardı, ama 1984’te Hawaii’de gerçekleştirilen “Ayın Orijini Konferansı” büyük çarpışma teorisi için bir dönüm noktası oldu.

Hartmann’ın “Büyük Astrofizikçi” olarak tanımlandığı ve konferansta onun sunumundan sonra el karldırdığında “bir şey söyleyecek ve her şey çöpe gidecek diye çok korktum” diyerek bilgeliğinin hakkını verdiği A. G. W. Cameron, bu konferansta sunduğu çalışmasında Hartmann’in aksine çarpışmanın en az Dünya’nın 10’da biri kütlesine sahip bir cisimle olması gerektiğini, cismin hemen hemen Mars boyutlarında olduğunu öne sürdü. Gerçekten de Cameron, Hartmann’ın sandığı gibi büyük çarpışma teorisine karşı çıkmamış ve hatta daha doğru bir yaklaşımda bulunarak Büyük Çarpışma Teorisinin kaderini değiştirmiştir (zaten daha sonra bu konuda birlikte çalışmışlardır).

Konferans o kadar başarılı olmuştur ki, konferanstan sonra bırakın en popüleri, hemen hemen sağlam kalan tek ay kökeni teorisi büyük çarpışma teorisi olmuştur. 1984 yılındaki Ay konferansı hakkındaki ilk popüler bilim kitabının yazarı Dana Mackenzie konferans hakkında şunu söylemektedir:

“Konferanstan önce üç klasik teorinin de partizan boyutta destekçileri vardı ve çok az insan büyük çarpışma teorisini destekliyordu; ancak konferanstan sonra geriye sadece iki grup kaldı: Büyük Çarpışma Teorisi destekçileri ve agnostikler.”

Mars kütleli cisim “Thiea” olarak anılmaktadır ve bu isim ona 21. Yüzyılın hemen başında verilmiştir. Theia, Yunan mitolojisi’nde Ay Tanrıçası Selena’nın annesinin adıdır ve bu yönüyle Dünya ile birleşmesine bir mana yüklemiştir –biz de aynı manayı “nurtopu gibi bir uydumuzun olması ile başlığa yüklemiş olduk”.

Artık tarihi ve magazini bir kenara bırakıp çarpışmanın biçimine gelelim:

Astronomlara göre büyük çarpışma 4,4 ila 4,45 milyar yıl önce gerçekleşmiştir. Modele göre Theia Dünya’ya ne çok hızlı, ne de çok yavaş bir hızla yaklaşmış ve eğik bir açıyla çarpmıştır (Gerçekleştirilen bilgisayar simülasyonları 45 derecelik bir açı ve 4 km/s’lik bir yaklaşma hızının böyle bir çarpışmayı doğurmak için yeterli olduğunu gösteriyor).

Aşağıdaki video çarpışmayı muazzam bir biçimde görselleştirdiği için dikkate değer (özellike 1 dakika 11. saniyeden itibaren izlerseniz doğrudan videoyu görüntüleyebilirsiniz).

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=c0FCE4H0Dro&w=480&h=360]

Video: BBC’nin konuyla ilgili bir belgesel için hazırladığı temsili görüntü

Video’da da görselleştirildiği üzere, çarpışma ile birlikte Theia’nın demir çekirdeği Dünya’nınkine batmış, böylece bir miktar Theia magması Dünya’nınkine karışmıştır. Buradaki yüksek basınç ile artık magma karışımı Dünya’dan uzaya fırlamış, bir ay ila bir yüzyıl gibi kısa bir süre içerisinde birleşip soğuyarak Ay’ı oluşturmuştur. Bu çarpışma neticesinde açısal momentum ve kütle kazanan Dünya’nın dönüşü bir miktar yavaşlamıştır. Astronomlar bu yavaşlamanın Dünya’nın kendi ekseni etrafındaki dönüşünü 5 saat kadar olduğunu düşünüyor.

Bilgisayar simülasyonları Theia’nın kütlesinin %20 kadarlık bir patlama artığının halka oluşturarak ay çevresinde dönmesi gerekliliğini ortaya koyuyordu. 2011 yılında Nature dergisinde yayınlanan bir çalışma, bu artıkların birleşerek ikinci bir uydu yarattığını ve bu uydunun saatler sürecek kadar yavaş bir biçimde Ay’ın görmediğimiz arka yüzeyine hareket ederek çarpışmadan birkaç on milyon yıl sonra orada birleştiğini gösteren bir takım bulguları ortaya koydu. Ayın bize dönük yüzü delik deşik alçak düzlüklerce kaplanmışken, arka yüzünün yüksek dağlardan oluşmasının nedeninin muhtemel nedeninin bu ikinci gizemli uydu olduğu düşünülüyor. Uydunun Dünya’dan fırlayan parçalardan Dünya’ya yeniden düşmeyen, ama uzaya da fırlamayan, başka bir deyişle Ay’ın arka tarafındaki Lagrange noktasında (yani Dünya ve Ay çekimlerinin birbirini dengelediği bir nokta) stabil olarak kalabilen parçalardan teşekkül olduğu sanılıyor. Bu modele göre 1000 km’lik küçük bir çapa sahip olan ikinci gizemli uydu Ay’ın arkasındaki dağları oluşturacak şekilde kardeşiyle birleşmiş.

TEORİYİ DESTEKLEYEN ÖNEMLİ BULGULAR

Ay’ın oluşumuna yönelik teoriler arasında Ay-Dünya fiziksel etkileşimini ve açısal momentumlarını en iyi şekilde açıklayabilen teorinin Büyük Çarpışma Teorisi olduğunu dolaylı olarak söylemiştik, ancak bu açıklamayı yapabilmesi onun doğrudan kabul edilmesi için yeterli değil.

Simülatörlerden elde edilen sonuçlar büyük çarpışmanın gerçekleşmiş olabileceğini gösterse de sahici fiziksel kanıt haberi 2001 yılında Washington’daki Carneige Enstitüsü’nden geldi:
Apollo’nun getirdiği Ay kaya örneklerini inceleyen araştırmacılar Ay’dan alınan kaya örneklerinin Dünya kayaları ile aynı oksijen izotopik içeriğe sahip olduğunu ve Güneş Sistemi’ndeki diğer tüm cisimlerden farklı olduğunu ortaya koydu. Bu Ay için bir DNA analizi niteliği taşımaktaydı ve bu analiz başka bir sürpriz bilgiyi daha ortaya çıkardı: O tarihe kadar sanıldığı gibi Ay’ın materyalinin büyük kısmı Theia değil Dünya kaynaklıydı. Ancak bu bilgi 2007’de biraz daha revize edilerek Theia’nın da Dünya’ya benzer bir izotopik profile sahip olduğu bilgisiyle değiştirildi. Yeni bilgiye göre çarpışmadan sonra Dünya ve çarpışma nedeniyle oluşan gezegen çevresindeki Ay Öncesi Disk homojen bir biçimde karışmıştı.

Yapılan derin analizlerde tespit edilen, oksijen haricindeki madde farkları ise çarpışma modeline uygun başka dolaylı kanıtlar sundular. Örneğin Ay’daki ağır çinko izotoplarının Dünya’ya nispeten fazla olması, hafif izotopun buharlaşarak kaçtığını doğrular ve dolayısıyşa çarpışmanın düşünülen niteliğini kanıtlar nitelikte.

Bu arada yeri gelmişken uydumuza dair büyük ihtimalle bu çarpışmadan miras kalan ilginç bir bilgiden de bahsetmek gerek: Ay Dünya’dan her yıl 3.82±0.07 cm uzaklaşmaktadır.

Şu ana dek öne sürülenler arasında en çok destekleneni ve en geçerli olmasına rağmen Büyük Çarpışma Teorisi’nin hala açık kalan bazı noktaları mevcut. Bunlardan birisi, böylesine bir çarpışmada Dünya’da bir magma okyanusunun oluşmuş olma gerekliliği. Henüz Dünya tarihinde böylesine bir magma okyanusu oluştuğuna dair jeolojik bir kanıta rastlanmış değil. Bu eksik halkanın tamamlanması halinde büyük bir astronomik ve tarihi muamma çözülmüş olacak.

İlk Yayın:

Açık Bilim, 2013 Kasım sayısı
http://www.acikbilim.com/2013/11/genel/mujde-nurtopu-gibi-bir-uydunuz-oldu.html

Kaynaklar:

Brush, Stephen G., “ Early History of Selegony” – Origin of the moon; Proceedings of the Conference, Kona, HI, October 13-16, 1984 (A86-46974 22-91). http://adsabs.harvard.edu/abs/1986ormo.conf….3B
Cameron A.G.W., “Impact Theory of the Moon” – Origin of the moon; Proceedings of the Conference, Kona, HI, October 13-16, 1984 (A86-46974 22-91). http://adsabs.harvard.edu/abs/1986ormo.conf..609C
Wikipedia, “Origin of the Moon”, “Natural Satellite” maddeleri.
“Early Earth may have had two moons”, http://www.nature.com/news/2011/110803/full/news.2011.456.html#B1
Dana Mackenzie, “The Big Splat, or How Our Moon Came to Be”

30 Ocak 2013

UZAK GEZEGENLER-2: KAYDA DEĞER GEZEGENLER

Geçtiğimiz ay Güneş Sistemi dışı gezegenler hakkında başladığımız “UZAK GEZEGENLER” yazı dizimize devam ediyoruz.

Bir yer var, biliyorum;
Her şeyi söylemek mümkün;
Epeyce yaklaşmışım, duyuyorum;
Anlatamıyorum.

Orhan Veli Kanık

(Açık Bilim Dergisi‘nin Ağustos 2012 sayısında yayınlanmıştır.)

“Göç…”

İnsana sadece kendi varlığı ile pek çok duyguyu tek seferde anlatan pek az kelimeden birisidir. Göç hem ümittir, hem de acı. Bir defa insan niçin doğup büyüdüğü, yerleştiği toprakları terk etsin? Eder. Tarihte pek çok zaman etmek zorunda kalmıştır. Bunun sebebi değişen iklim, yapısı bozulan alanlar, ortaya çıkan kıtlık olabileceği gibi, istenmemek, baskı altında kalmak, huzurun ve düzenin başkaları eliyle aleyhte bozulması olabilir ve göçler çoğu zaman tarihi değiştirmiştir.

İnsanın azmi ve imkânı olduktan sonra erişemeyeceği hiçbir şey olmadığına inananlardanım. Tamam, kabul ediyorum: Bu çok iyimser bir yaklaşım. Pek çok insanın arzu ettiği mutlu bir dünyanın hâlâ yaratılamamış olduğu gerçeği önümüzde kaskatı duruyor, ancak yaşama arzusu o kadar güçlü bir duygu ki, tüm bu gerçekliğin aksine, belki kavramlara ve hayallere erişememiş olsak da umutlarımızı yeşertmek için yeni topraklara daima ve daima göç etmişiz.

Başta Paskalya Adası olmak üzere Pasifik adaları bu açıdan oldukça ilgi çekicidir: Paskalya Adası en yakın kara komşusu 3700 km. doğudaki Şili kıyısı ile 2000 km. batıdaki Pitcairn Adaları iken, M.S. 600 yılında sadece sandallarla yanlarında tavukları ve köpekleri ile buraya gelip yerleşmiş insanlar olmuş (1). Jared Diamond’un tabiriyle bu ada o kadar küçüktür ki, insan uçakla oraya alçalırken, “ya uçak bu adayı ıska geçer ve sonra kaybeder de inemezse?” diye düşünür… Ama göç güdüsü, denizciliğin gelişmediği, pusulanın olmadığı bir tarihte insanları tahta kanolarla okyanusa açılarak bu küçük adayı bulmaya ve oraya yerleşmeye itmiştir. Peki bu kadar tehlikeyi göze aldıran nedir?

Zulümden ya da yoksulluktan kaçmak mı? Belki… Ama muhtemelen tek başına bu sebep yetersiz. Zira daha başka yerlerde çoktan yerleşildiği bilinen başka topraklar var.

Ya merak ve keşfetme arzusu?

Olabilir… Kimi insanlarda –ve insan topluluklarında– merakın ve ümidin diğer insanlardan çok daha fazla olduğu aşikâr. Tarihte yeni yerleri, yeni kavramları, yeni buluşları ortaya çıkaranlar bu arzu ve meraklarının peşlerinden gidenlerdir. Bu arzuların peşinden gitmek için, mevcut durumdan da epey bir rahatsızlık çekiliyor olunmalı. Mesela Orhan Veli’nin meşhur Anlatamıyorum şiirinin son dört dizesi bu dünyadan pek de keyif almayanların ümidini yansıtır dizelere.

Peki… Dünya bizleri kesmiyor. Bu gezegenden de artık ümidimizi kesmişiz. Gelecek de pek iyi görünmüyor zaten: Yeni teknolojiler geliştirmediğimiz sürece çözemediğimiz enerji ve çevre problemlerimiz olacağı çok net olarak görülüyor.

Günü geldiğinde ve ihtiyaç duyduğumuzda başka gezegenlere göç edebilecek miyiz?

Kolonizasyon ve dünyalaştırma, dergimizdeki daha önceki yazıların konusuydu (2, 3). Biz bu yazımızda, 1992 yılından bu yana keşfedilen gezegenlerden bahsedecek, “Bize anayurdumuzu aratmayacak gezegenler var mı?” sorusunun yanıtlarını arayacağız.

Öncelikle keşiflere genel olarak bakalım:

Keşiflerin karnesi

Yazı dizimizin ilk yazısında ilk gözlemin 1988’de yapıldığını yazmıştık. Bu keşfe yönelik gözlemler 1989 yılında tamamlandıysa da bunların doğrulanması 2003 yılını buldu. Eğer gözlenmiş ve daha sonra doğrulanmış olan uzak gezegenleri gözlendikleri tarihlere göre sıralayacak olursak aşağıdaki grafik karşımıza çıkar:

Doğrulanmış gözlemlerin yıllara göre dağılımları. Görüldüğü üzere, dış gezegenlere yönelik gözlemlerin sayısı ciddi bir artış gösteriyor. (Kaynak: exoplanet.eu adresindeki katalogdan grafikleştirilmiştir (4) )

Bu grafikten görüleceği üzere keşif sayılarında çeşitli sıçrama noktaları bulunuyor. Bunlardan birincisi 1998 yılı. Bir önceki yıl hiçbir keşif yok iken, 1998 yılında 7 keşif yapılmış, ancak bu tarihten sonra keşifler sabit bir seyir izleyerek 2002 yılına dek yeni bir sıçrama yapmamış. 2002 yılında ise keşif sayısı 30’ları bulmaya başlıyor ve 2007 yılına dek böyle sürüyor. 2010 yılı itibariyle keşif sayıları üç basamaklı sayıları bulmaya başlıyor.

Bu sıçralamaların arkasında hem gözlem kabiliyetlerinin artışı, hem de giderek daha çok gözlemevi ve çalışma grubunun yeni gezegenlerin keşfine yönelmesi –ve elbette finansman bulması– var. Özellikle bu görev için fırlatılan uyduların ve bunlara bağlı başlatılan programların etkisi yadsınamaz. Örneğin 2007 yılındaki artış, büyük ölçüde 2006 yılında Fransızlar tarafından fırlatılan ve Avrupa Uzay Ajansı ESA ile ortak yürütülen COROT uydusunun devreye girmesinden besleniyor. Üç basamaklı sayılara ulaşmamızda ise 2009 yılında NASA tarafından başlatılan Kepler programı var. Mart ayında fırlatılan ve geçişlerin tespiti yöntemi konusunda uzmanlaşmış olan Kepler uydusu görevde olduğu 2 yıl boyunca 63 gezegenin keşfini sağladı. Bu sayının doğrulanmış gezegen keşiflerini ifade ettiğini tekrar söylemek isterim; zira Kepler’in toplamda gözlemlediği “gezegen adayı” sayısı 2300’ü aşıyor (5).

Gözlem kabiliyetlerindeki artışın gezegen keşiflerinde ne kadar önemli rol oynadığını anlayabilmek için birkaç grafiğe daha göz atmakta fayda var. Exoplanet.eu adresinin sağladığı “diyagram oluşturma” olanağı sayesinde keşfedilen gezegenlerin bir takım özellikleri 2 boyutlu bir şema üzerinde resmedilebiliyor.

Örneğin gezegen yarıçapları ile keşif yılları arasındaki ilişkiyi görmek istediğimizde ortaya çıkan manzara şöyle:

Yıllar geçtikçe ve gözlem kabiliyetleri arttıkça daha küçük çaplı gezegenlerin keşifleri mümkün hale geliyor. Oluşturduğumuz bu grafik ve ortasındaki eğilim, keşfedilen gezegenlerin gittikçe daha küçük gezegenler olduğunu gösteriyor (4).

Grafikten de görüleceği üzere, kabiliyetler arttıkça daha küçük yarıçapa sahip gezegenlerin keşfi de mümkün hale geldi. İşte gezegenimize benzeyen, yaşanabilir kuşaktaki gezegenlerin keşifleri de böylelikle başlamış oldu.

Kayda değer keşiflerden bahsetmeden önce gezegenlerin nasıl ve neye göre isimlendirildiklerinden bahsetmekte fayda var; ki böylece bir gezegenin adını söylediğimizde onun hangi yıldız çevresinde döndüğü ve o yıldıza ait keşfedilen kaçıncı gezegen olduğuna dair bilgileri hemen anlayabilelim.

Eğer standart bir formattan bahsedebilecek olsaydık bu az çok şöyle bir şey olurdu:

Gezegen adı = Yıldız Sisteminin Adı + [Yıldızın Parlaklık Sırası] + Gezegenin Bulunuş Sırası

Yıldız sistemlerine isim vermenin şekli Güneş Sistemi dışındaki gezegenlerin keşfinden çok daha uzun yıllar önce gelenekselleşmiştir. Bir yıldız sistemindeki en parlak yıldıza A kodu verilirken, diğerlerine parlaklık sırasına göre harfler verilmeye devam eder. Eğer bu yıldız sisteminde birbiri etrafında dönen yakın çift yıldızlar varsa bunlar ikinci bir küçük harfle temsil edilirler. Aa, Ab, B ve C gibi. Ancak bazen bu kuralın işlemediği durumlar da oluşur. Örneğin Alpha Centauri üçlü bir yıldız sistemidir ve iki yıldızı birbirinin çevresinde dönerler. Fakat bu yıldızlar Aa, Ab ve B olarak değil, A, B, C diye adlandırılmıştır. Tekli yıldızlarda herhangi bir harfli gösterim yoktur.

Yıldız sistemi adı ve parlaklık sırasına göre kodu belirlendikten sonra onun çevresindeki gezegenin adlandırılmasına “b”, yani “küçük b” harfinden başlanır. Daha sonra bulunuş sırasına göre ingilizce alfabedeki harfleri takip eder. Doğrulanmış gezegenler arasında en ileri harfe HD 10180 h sahiptir. Başka bir deyişle HD 10180 yıldızının doğrulanmış 7 gezegeni vardır (b, c, d, e, f, g, h) . Gezegen adayları arasındaki en ileri harfe yine aynı yıldıza ait bir gezegen, HD 10180 j sahiptir. Bu da bize aynı yıldızın doğrulanmamış ama gözlenmiş iki gezegen adayı daha olduğu bilgisini veriyor.

Çift yıldız sistemine ait bir gezegenin isimlendirilişine bir örnek vermek gerekirse HD 142022 Ab konumuza uygundur. Gezegen, bahse konu yıldız sisteminin en parlak üyesinin çevresinde keşfedilen ilk gezegendir. (Parlak olmayan üye etrafında dönüyor olsayd HD142022 Bb olacaktı.)

Ne var ki bu kurala aykırı isimlendirmeler de yapılmıştır. Örneğin Tau Boötis b gezegeni, bir çift yıldız sistemine ait olup, en parlak yıldızın çevresinde dönmesine karşın Tau Boötis Ab olarak isimlendirilmemiş ve A düşürülmüştür.

Bu isimleri karışık bulanlar da olmuş ve tıpkı bilim kurgu eserlerinde olduğu gibi bu gezegenlere özel isimler vermek isteyenler de ortaya çıkmıştır. Osiris (HD 209458 b), Bellerophon (51 Pegasi b), Zarmina (Gliese 581 g) ve Methuselah (PSR B1620-26 b) bu özel isimlere örnektir. 2009 Ekim’inde Max Planck Enstitüsü’nden W. Lyra, çoğu Roma ve Yunan mitolojisinden edinilmiş 403 isimlik bir liste oluşturmuştur, ancak Uluslararası Astronomi Birliği bu durumu pratik bulmadığı için bu konuda herhangi bir plan ya da öneriyi ne kabul etmiş, ne de tasarlamıştır. Yani şimdilik bu isimlendirme sistemi olduğu şekliyle devam ediyor.

Kayda değer keşifler

Şimdi de bu gezegen keşiflerinin ilklerinden bahsedelim:

Önceki yazımızdan ilklerin bazılarını biliyoruz. Bunlar 1992 yılında keşfedilerek ilk keşfedilen gezegen olma özelliğine sahip olan atarca (pulsar) gezegenleri PSR 1257+12b, PSR 1257+12c ve PSR 1257+12d.

Güneş benzeri bir anakol yıldızı etrafında döndüğü belirlenen ilk gezegen ise 1995 yılında keşfedilen 51 Pegasi b. 48 ışıkyılı uzaklıktaki gezegen Dünya’nın 150 katı kütleye sahip.

Yaşanabilir bölgede bulunduğu tespit edilen ilk gezegen Gliese 581 d’nin temsili resmi. (Kaynak: NASA)

Yaşanabilir bölgede keşfedilen ilk gezegen: 2007 yılında Terazi takımyıldızında keşfedilen Gliese 581 d, yaşanabilir bölgede bulunan ilk gezegen olma unvanına sahip. 2011 yılında keşif hakkında yapılan güncellemelerle gezegenin yıldızına ilk düşünüldüğünden daha yakın olduğu bulunarak, gezegenin yaşanabilirlik vasfı da artmış. Gliese 581 d en olası okyanus gezegeni adaylarından. Yani gezegenin tamamı derin okyanuslardan oluşuyor olabilir. Aslında gezegenin güneşinden aldığı ışık, Dünya’nınkinin %30’u oranında, ancak sera gazlarının sıcaklığı gezegen içerisinde sıvı suyun varlığı destekleyecek ölçüde arttırdığı düşünülüyor.

Gliese 581 d keşfedildiğinde Avustralyalı ve Ukraynalı astronomlar ayrı ayrı oraya bir “selamlama” mesajı gönderdiler. 2008 yılı sonunda gönderilen mesaj 2029’da gezegene ulaşacak. Olası bir yanıtın bize dönmesi için tarihse 2049.

Kayaç yapıya sahip olduğu keşfedilen ilk gezegen: 2009’da keşfedilen CoRoT-7b ise Dünya gibi kayaç yapıya sahip ilk gezegen olma özelliğini taşıyor, ancak bu kayaların buharlaşarak kaya bulutları oluşturduğu ve arada bir de kaya yağmurlarına rastlanılan ilginç bir meteorolojisi var. Yıldızının çevresinde 1 dünya gününden çok daha kısa sürede dönen gezegen, ilk keşfedildiğinde üzerinde yaşam barındırma potansiyeli bulunduğu düşünülen ilk gezegendir ve 2011 Ocak’ında Kepler 10b keşfedilene kadar sahip olduğu, Dünya’nın 1,58 katı çapıyla, keşfedilen en küçük boyutlu gezegen ünvanını da taşımıştır. CoRoT 7b’nin kütlesi Dünya’nın 4,8 katıdır.

Dünya, GJ 1214 b ve Neptün’ün karşılaştırılması. (Kaynak: Wikipedia)

Keşfedilen ilk Süper Dünya: Yine 2009’da keşfedilen GJ 1214 b, gözlenebilen bir atmosfere sahip ilk Süper Dünya’dır. Süper Dünya, gaz cücesi olarak da anılan ve gezegenin kütlesine atıfta bulunan bir terimdir. Dünya’dan daha ağır olup, Uranüs ve Neptün’den daha küçük olan gezegenlere Süper Dünya denmektedir.

Samanyolu galaksisindeki yıldız akımları. İşaretli yerde güneşimiz bulunuyor. (Kaynak: Wikimedia commons)

Galaksi değiştiren ilk gezegen: HIP 13044b’nin ise ilginç bir özelliği var. 2010 yılı Kasım ayında Şili’deki La Silla gözlemevi tarafından keşfedilen Jüpiter benzeri gezegenin düzensiz yörüngesinden dolayı, onun başka bir galakside oluştuğu ancak 6 ila 9 milyar yıl önce Helmi akımından bizim galaksimize dahil olduğu düşünülüyor. Helmi akımı, galaksimiz tarafından absorbe edilmeye başlanarak bir yıldız takımına dönüşmüş cüce galaksidir.

Dünya ölçülerinde olduğu keşfedilen ilk gezegen: 2011 yılında keşfedilen Kepler 20e ve Kepler 20f ise Dünyamız ölçülerindeki ilk gezegenlerdir. Kepler 20 yıldızı neredeyse güneşimizle aynı boyutta iken Kepler 20e ve 20f ise Dünya ölçülerine çok yakındır. Bu ölçüler Kepler 20e ve 20f’yi özel kılmaktadır. Gezegenlerin karşılaştırılması, geçiş yönteminin nasıl gerçekleştiği ile ilgili NASA’nın hazırladığı bir animasyona şu adresten ulaşabilirsiniz: http://kepler.nasa.gov/Mission/discoveries/kepler20e/

2011 yılında keşfedilen Kepler 20e ve Kepler 20f ise Dünya’mız ölçülerindeki ilk gezegenlerdir. Kepler gezegenlerinin resimleri temsilidir. (Kaynak: NASA)

Olası bir yeni dünya: 2011 yılındaki bir başka keşifse Kepler 22b’dir. Daha önce de sıkça bahsedilen Kepler 22b ise Güneş benzeri bir yıldızın yaşanabilir alanında bulunmasından dolayı onu keşfedenler için heyecan verici olmuştur. Yaşanabilir bölgede bulunduğu tespit edilen ilk gezegen, Gliese 581d’den farkı öncelikle yıldızının Güneş benzeri bir yıldız olmasıdır. Diğer bir farkı da Kepler 22b’nin muhtemelen kayaç bir yapıya sahip olma olasılığı (5).

Gezegenden gezegene el sallamak… Kepler 36b ve 36c, 97 günde bir birbirlerinin semalarındalar. (Temsili resim, NASA)

Gökyüzüne el sallamak: Komşu gezegenler: Kepler 36b ve Kepler 36c aynı yıldız çevresinde dönen birbirine çok yakın iki gezegendir. Her 97 günde bir, bir gezegenin gökyüzü manzarasını diğer gezegen oluşturmaktadır. İki gezegen birbirine yaklaştığında aralarındaki mesafe Dünya ile Ay arasındaki mesafenin 5 katından daha az bir uzaklığa denk düşmektedir.

Çifte günbatımı izlemek ister miydiniz? Kepler 34b ve Kepler 35b Star Wars film serisinde Luke Skywalker’ın memleketi Tatooine’i andırıyor.

Tatooine / Fazla güneş göz çıkarmaz: Kepler 34 ve Kepler 35 çift yıldız sisteminin çevresinde dönen gezegenler, Kepler 34b ve Kepler 35b, Star Wars filmindeki Tatooine gezegeni gibi, iki güneşin batışına şahit olmaktadır.

Yıldız olmaya ramak kala: HAT-P-2b gezegeninin neredeyse tüm atmosferi hidrojen gazından oluşmaktadır. Jüpiter’in 8,2 katı kütleye sahip olmasına karşın çapı Jüpiter’inkinin sadece 1,18 katı. Bu da demek oluyor ki, eğer bu gezegen sahip olduğu kütlenin yarısına daha sahip olsaydı, mevcut koşullar orada bir fizyon başlatmaya ve gezegeni bir yıldıza çevirmeye yeterdi.

“Seninle cehennem ödüldür bana”: WASP-12b, 2250 derecelik yüzey sıcaklığı ile keşfedilen en sıcak gezegen unvanını elinde bulunduruyor. Yıldızının çevresinde sadece bir Dünya gününde dönen gezegen, günün birinde ne için kullanılır bilinmez.

Kuyruklu gezegen: Bir gezegen düşünün ki, yıldızına çok yakın ve yıldızının buharının içerisinden geçiyor. HD 209458b böyle bir gezegen ve döndükçe arkasından kuyruğu uzanıyor.

Başka gezegenlerden kaderimizi okumak

Şüphesiz yeni keşfedilen gezegenler bizlere Dünya’nın ve Güneş Sistemimizde bulunan diğer gezegenlerin yaşam döngüleri, geçmişleri ve akıbetleri hakkında da fikir veriyor.

Evrende çok çeşitli kütlelerde, çok çeşitli konumlarda pek çok gezegen var. Hayal gücümüzün sınırları bu gezegenlerin gerçekliğine kavuşurken, onlara şöyle bir uzaktan bakmaktan ötesini yapabileceğimiz bir zaman olup olmadığını bilemiyoruz. En azından bu satırlar yazılırken, NASA’nın Mars’a gönderdiği Curiosity aracı Mars’a bir günlük mesafede ve kendisi bize komşu gezegenimiz hakkında pek çok bilgi verecek.

Keşfedilen dış gezegenlerden bize en yakın olan HD 20794 b 6,06 ışık yılı uzaklıkta ve sahip olduğumuz teknoloji ile oraya başarılı bir görev gerçekleştirerek bilgi almak imkânımız maalesef yok. Fakat teknik ilerledikçe uzaktan algılayabildiğimiz boyutların da değişeceğini öngörmek zor değil.

Şimdilik sadece bekliyor olacağız ve Orhan Veli gibi bizler de “Bir yer var biliyorum…” demeye devam edeceğiz.

Notlar

(1) Jared Diamond, Çöküş: Medeniyetler Nasıl Ayakta Kalır ya da Yıkılır? Timaş Yayınları.
(2) Kaan Öztürk, Uzay Çağı Henüz Başlamadı: O’Neill’in Uzay Kolonileri Vizyonu , Açık Bilim Çevrimiçi Dergisi, Haziran 2012.
(3) Tevfik Uyar, Kızıl Mars: Kolonileştirme Nelere Gebe? , Açık Bilim Çevrimiçi Dergisi, Ocak 2012.
(4) http://exoplanet.eu/catalog/ adresinde yer alan veriler veritabanı olarak indirilebiliyor. CSV olarak indirilerek Excel üzerinde çalışılabilir.
(5) Işıl Arıcan, Yaşanabilir Kuşakta Bir Dış Gezegen, Açık Bilim Çevrimiçi Dergisi, Ocak 2012.

Kaynaklar:

– NASA Kepler Program, http://kepler.nasa.gov/
– The Extrasolar Planets Encyclopedia, http://exoplanet.eu
– Exoplanet Orbit Database, http://exoplanets.org
– Wikipedia (İngilizce)
– Vikipedi (Türkçe)
– Discovery News
– Science Daily

Bu yazı dizimizdeki geçmiş yazılar:

UZAK GEZEGENLER-1: ORDAAA BİR GEZEGEN VAR UZAKTA

Yazının ana kaynağı:

Ağustos, 2012 – Açık Bilim Dergisi
http://www.acikbilim.com/2012/08/dosyalar/uzak-gezegenler-2-kayda-deger-gezegenler.html

22 Kasım 2011

Kainatta ne kadar yalnızız…

İnsanoğlu’nun kainattaki yalnızlık hissi çok anlaşılır bir his…

Bir düşünün: Şu ana kadar uzayın bildiğimiz başka hiçbir noktasında insanın yaşayabileceği bir yer yok.

Çok büyük bir kısmı boşluktan oluşan uzayın dolu olan kısımları da ya çok yüksek ya da çok düşük basınç ve sıcaklık değerleriyle bizler için tam bir cehennem. Şu ana dek güneş sistemi dışında keşfedilen 600’den biraz fazla gezegen için de henüz net bir şey söylemek mümkün değil. Bir yerlerde fiziki olarak dünyanın tıpkısının yanısını bulsak bile, o gezegende bizlerin yaşayabileceğini söyleyemeyiz.Read More

17 Ekim 2011

İsrail’in de 30-35 hocası var

Taptaze bir haber: Tel Aviv Üniversitesi bilimcileri (bilim artık erkek tekelinde olmadığı için “bilim adamı” kelime öbeğini tercih etmiyorum) bugüne kadar keşfedilmiş en yaşlı –on milyar yıl- süpernovaları keşfettiler. Japonya’da bir volkanik dağın tepesinde bulunan Subaru uydusunun izlediği Subaru Derin Alanı (gökyüzünde derinlemesine incelenmek üzere belirlenmiş alanlar bu şekilde adlandırılıyor) üzerine çalışan araştırmacılar evrenin ve hatta güneş sistemimizin tarihine ışık tutacak çok önemli bilgilere ulaşmayı hedefliyorlar.

Süpernova patlamaları, güneşimizden biraz büyük (1,4 ila 3 katı) yıldızların yakıtını tüketince kendi kütleçekimine dayanamayarak merkezine çökmesi sonucunda gerçekleşiyor. Evrende tespit edilmiş bu en büyük patlama tipi, bir çok elementin kaynağı / fabrikası. Oksijenden daha ağır moleküller yıldızların normal yaşam süreçlerindeki sıcaklıkta üretilemiyorlar. Başta demir olmak üzere vücudumuzdaki ağır elementlerin hepsinin fabrikası bu süpernova patlamaları. Garip değil mi? Hammaddemiz yıldızlardan geliyor…Read More

24 Eylül 2011

Sagan, Kozmos ve Altın Kitaplar

Dünya’nın en çok satanlar listesine girebilmiş çok az sayıdaki popüler bilim kitaplarından birisi olan, Carl Sagan’ın en önemli eserlerinden Kozmos’un, Türkiye’de Altın Kitaplar tarafından yayınlanan 2009 tarihli 5. basımını okudum.

İlk kez ABD’de 1980 yılında basılan ve 1998 yılında Türkçe’ye çevrilen kitap, Sagan’ın aynı isimli belgesel dizisinin bir kitabı. Kendisi bilimsel dizilerin kitaplaşması halinde amaçlarına ve kitlelere daha iyi ulaşıp, dizileri de kalıcı hale getirdiğini düşünerek, diziden daha da detaylı olmak üzere 13 dizi bölümüne karşılık gelen 13 kitap bölümünü kaleme almış. Elbette kitabın arkasındaki bir kaç fotoğraf dizideki görselliği ve dolayısıyla görsel iletişim araçlarının anlatım kabiliyetini içermiyor ancak yazı ile çok daha fazla ayrıntı ve bilgi de aktarılabildiği kesin; zira dizide zaman bir sınır olarak karşımızda dururken, aynı şeyin kitapta olduğunu söylemek mümkün değil.Read More