Güneş Işığı: Milyon Yıllık Bir Yol Hikayesi

Hepimizin bildiği üzere yıldızımız Güneş, yılmadan yorulmadan enerji üreten devasa bir gaz topudur. Yıldızımızın çekirdeğinde ürettiği bu enerji, ısı ve ışık olarak kendini gösterir ve bize fotosferden, yani yüzeyinden itibaren yaklaşık sekiz dakikalık bir zaman diliminde ulaşır.

Bu, matematiksel olarak düşünecek olursak aramızdaki 150 milyon kilometrenin, 300 bin km/sn hızla ne kadar sürede kat edildiğinin cevabıdır. Peki, yıldızımızın çekirdeğinde oluşup yol almaya başlayan ışık fotonlarının bizlere kadar ulaşmaları yalnızca sekiz dakikalık bir zaman diliminde mi gerçekleşiyor?

Kesinlikte böyle değil; çünkü bu yolculuk binlerce, milyonlarca yıllık bir zaman dilimine ihtiyaç duyan ciddi bir süreç.

1794618_559452220867928_4052422482430488481_n
Güneş çekirdeğinde füzyon sonucu üretilen fotonların yüzeye çıkmak için almaları gereken yol çok uzun ve zorludur. 

 

Güneş’in yarı çapının 700 bin km olduğunu düşünürsek, ışığın çekirdekten çıkıp bize ulaşması için fazladan geçmesi gereken yaklaşık 2.5 saniyelik bir süre artışı olmalıdır. Lakin bu pek de öyle görünmüyor. Güneş’in merkezinden çıkan bir fotonun bize ulaşması tamı tamına “10 milyon yıl” kadar sürebilir. Bu ciddi derecede fazla bir miktar. Peki bunun sebebi nedir?

Çekirdekten sonra yer alan “Işıma Bölgesi” dediğimiz katman yaklaşık 300 bin km kalınlığındadır ve sıcaklığı çekirdeğe yakın bölgelerde yedi milyon, yüzeye yakın bölgelerde iki milyon derece arasında değişir. Ayrıca bu bölge çok ciddi bir yoğunluğa sahiptir. Bu sebeple fotonlar bu bölgede düz bir istikamette yol alamazlar ve sürekli (ortalama 1 cm’de bir) yolları üzerinde başka parçacıklar ile çarpışarak zigzaglar çizmek zorunda kalırlar. Bu sebeple de hızları ortalama saniyede 0,1 milimetre kadardır. Oysa ki düz bir istikamette ilerliyor olsalardı çekirdekten fotosfere kadar olan toplam mesafeyi iki saniyede rahatlıkla katedebilirlerdi.

Merkezden çıkan bir foton, yoğun ortamdan dolayı kısa bir süre içerisinde soğurulur. Soğurucu elektron uyartılmış bir erke düzeyinde “saniyenin 100 milyonda biri” kadar bir süre kalır ve fotonu rastgele bir doğrultuda tekrar salar. Hemen sonra foton tekrar soğurulur ve tekrar salınır. Bu işlem foton yüzeye ulaşana kadar yıldızın içerisinde sürekli, aralıksız gerçekleşir durur.

Teninize vurup sizi bronzlaştıran Güneş ışığı, bunu yapabilmek için milyonlarca yıllık bir yolculuk gerçekleştirdi. Tabii siz solaryuma giderek de bronzlaşabilirsiniz. İşte fizik biliminin pratik faydalarından biri…

 

Bunun sonucunda ortam yoğunluğuna bağlı olarak salma-soğurma işlemi sayısı hesaba katıldığında bir fotonun yüzeye ulaşabilmesi için geçmesi gereken süre 30 bin yıldan başlayıp 10 milyon yılı bulabilir.

Esasında buradan önemli bir sonuç çıkıyor: Bu da, yıldızın içerisinde olup bitenleri bu şekilde gözlemleyemeyeceğimiz. Fakat biz çekirdekte olup biten termonükleer füzyon reaksiyonları hakkında oldukça bilgi sahibiyiz. Bu bilgiyi de biricik parçacığımız “nötrino”ya borçluyuz. Nötrinolar maddenin içerisinden etkileşmeden geçtikleri için, bu salma-soğrulma işleminin hiçbirini yaşamaz ve doğrudan bize ulaşırlar. Bu sayede içeride neler olup bittiğini bilebiliyoruz. İleride nötrinolara da ayrıca değineceğiz. (Edit: Değineceğiz demiştik evet, burada değindik…)

Özetle çok basit bir mantık yürütürsek eğer şu anda yüzümüze vuran Güneş Işığı, milyonlarca yaşında ve ilk oluştuğu sırada Dünyamız buzul çağının en yoğun dönemlerini yaşamaktaydı diyebiliriz.

Yazan: Ögetay Kayalı
Geliştiren: Zafer Emecan




Süperiletkenler ve Süperiletken Fiziği

Herhangi bir devre hayal edin. Aslında bunu hayal etmek sizin için hiç zor olmamalı. Çünkü telefonunuz, klimanız, bilgisayarınız, buzdolabınız, tutkuyla aşık olduğunuz televizyonunuz devrelerden oluşuyor.

Kablosunu prize takıyorsunuz ve devrelerden elektrik akımını geçirerek cihazınızı çalıştırıyorsunuz. Hatta bazen o kadar çok çalıştırıyorsunuz ki, faturanız gelince sanki dünya başınıza yıkılmış gibi oluyor.

İşte biz bu yazıda hayatımızı şekillendiren o yüce elektriği über iyi ileten süperiletkenleri inceleyeceğiz. Neden çok iyi iletiyor, nerelerde kullanılıyor, tamam da nasıl bulundu gibi temel sorularla bu yazıda sıkı fıkı olacağız. Kemerlerinizi bağlayın çünkü süperiletken fiziğinin 103 yıllık bir geçmişi var.

elektronik_devre

Macera başladı ve devrim!

Kendinizi düşünün. Elleriniz, gözleriniz, ayaklarınız, iç organlarınızla siz bir bütünsünüz. Aynen atomlar da böyledir. Protonları, nötronları ve elektronlarıyla onlar da bir bütün. Elbette bu parçacıkları da oluşturan yapı taşları var. Mesela elektronlar leptonlardan oluşur. Doğanın bize bahşettiği bu bilinç ile bizler hem mikro boyutları hem de makro boyutları araştırabilecek kadar zekiyiz.

Aslında bütün hikaye 20’inci yüzyılda “mutlak sıfır savaşı” yapan zekilerle başlıyor. O zamanlar elementleri daha düşük sıcaklıklara ulaştırmak için birbiriyle yarışan fizikçiler mevcut. Ulaşılabilecek en düşük sıcaklığın 0 Kelvin (-273 C) olduğu kuramsal olarak gösterilmişti. Neden daha da soğuğunu elde edemiyoruz derseniz bunun sebebi atomların artık o sıcaklıkta resmen donması.1 (Bu arada 21’inci yüzyıl dünyasında artık mutlak sıfıra neredeyse ulaştık!) Süperiletken keşfi de bu yarışın içinde olan bir beyefendiden geliyor ve kendisine 1913 Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırıyor.

Keşif 1911 Nisan’ında. Hollandalı fizikçi Heike Onnes ve ekibi cıvalı termometler için cıva dirençler üretiyordu. Aynı zamanda maddeleri daha da soğutma yarışı içine girdiklerinden Helyumu -268 C’ye kadar soğutarak sıvılaştırmayı başarıyorlar. (Mutlak sıfır -273 dereceye hiç bu kadar yaklaşılamamıştı!) Bizim meraklı fizikçi ürettiği cıva teli alıp zamanının en soğuk sıvısına batırıyor ve ne olacağını merak ediyor. Ne mi oluyor? Devrim!

sivi-helyum

Devrime geçmek için önce kısa bir bilgi vermeliyim. Basitçe düşünelim. İlkokulda yaptığınız bir deney aklınıza gelsin. İki adet kablo, bir adet ışık kaynağı ve pil! Bunları doğru şekilde birbirine bağlıyoruz ve ışığı yakıyoruz. Bir devrede güç kaynağınızdan aldığınız elektriği kayıpsız bir şekilde devrenizde gezdiremezsiniz. SALLIYORUM; piliniz 5 Volt Duracell bile olsa devredeki dirençten dolayı aletinizde 2,5 volt elektrik dolanır. Devredeki gerilim, akım ve direncin çarpımına eşittir. Öyle ki kullandığınız kablonun bile direnci vardır ve pilinizdeki elektriği taşırken kayıp yaratır.

Her şeyin atomlardan oluştuğunu ve atomların içinde de elektronlar olduğunu söylemiştik. İşte elektrik akımı atomların son yörüngesinde dolanan bu elektronlar sayesinde oluşur. Kablo da atomlardan oluştuğundan, kabloda ilerleyen elektronlar mutlaka kablonun atomlarına çarparlar. Aslında direnç dediğimiz şey de yolda kaza yapan zavallı elektronlardır. Direncin bir neticesi olarak devreniz ısınır. Hemen hemen herkesin dizüstü bilgisayarı bacağını ısıtmıştır. İşte bunun yegâne sebebi elektrik canavarı elektronlardır!

Bay Onnes bu cıva teli aşırı soğuk sıvı Helyuma daldırıp bir deney yaptığında gözlerine inanamamıştı! Cıva telde elektrik hiç kayba uğramadan ilerliyordu! Yani direnç birden sıfıra inmişti! İşte bu öyle bir devrimdi ki, sıfır kayıpla elektriği ABD’den Türkiye’ye gönderebilirdiniz. Tasarruf üzerine tasarrufun kapılarını aralamaktı bu!

dizustu-bilgisayar
Hangimiz lap-top ile bacağımızı yakmadık ki? (-Ben)

Ayrıca bugün bir çok cihazı ısınma sorunu nedeniyle kısıtlı olarak kullanıyoruz. Böyle bir teknoloji demek cihazlarımızı kat be kat daha güçlü tam kapasite yapmak da demek. Daha hassas cihazlar üretebilirdiniz, bilgisayarınız bacağınızı ısıtmaz, faturanız cebinizi yakmaz (bundan o kadar emin değilim), sonsuza kadar daha uzun ömürlü pilleriniz olabilirdi! Umarım Bay Onnes’in keşiften sonra uyku düzeni bozulmamıştır.

İşte bu keşfin ardından büyük bir heyecan başladı. Artık bu iş için çalışacak fizikçiler gerekti. Hele de Nobel Fizik Ödülü’nün ardından bu alana sıçrayan çok fazla fizikçi olduğunu biliyoruz.

Peki ama nasıl birden direnç yok oluyordu? Aslında pek fazla fizikçi böyle bir durumu hayal etmemişti. Sıfır dirence ulaşabilme ümidi olan fizikçiler elbette vardı ama onlar kademeli olarak bir azalma olacağını düşünüyorlardı. Grafikte gördüğünüz gibi ani bir değişim şok etkisi yarattı. Bu deneyin ardından artık kuramsal fizikçiler iş başına geçti. Neden böyle olduğunu matematiksel olarak modellemeleri ve konuyu aydınlatmaları gerekiyordu ve aydınlattılar da!

Diyamanyetik Keşif ve Yeni Bir Tanım

Maceranın büyük atılımlarından birisi de süperiletken malzemelerin manyetik alandan tiksinmesinin keşfiydi. Keşifçilerimiz W. Meissner ve R. Ochsenfeld, 1933 yılında tuhaf bir biçimde süperiletken maddelerin manyetik alanı dışladığını keşfettiler. Bu keşif süperiletkenimizin yüzeyindeki elektrik alanın manyetik alanı dışlamasının gözlemiydi.

meisner

Bu dışlama olayı Meissner Etkisi olarak bilinir. Gözlemin ardından kuramsal açıklamayı da Fritz ve Heinz London kardeşler yaptı. Manyetik alanla süperiletken maddelerin elektriği iletebilme gücü arasında bağlantılar kurdular ve denklemler geliştirdiler. Bu noktadan sonra süperiletken maddeler artık elektriği iyi iletenden ziyade manyetik alanı iyi dışlayan şeklinde tanımlanmaya başladı. Bu konuyu anlamak için biraz da manyetizma bilmek gerekiyor tabii. Referanslarımdaki bir döküman2 göze hitap ederek gayet güzel bir özet sunuyor, tavsiye ederim.

İzotop Etki ve BCS Kuramı

Önce izotop ne demek onun tanımını yapalım. Proton sayısı aynı olan ancak nötron sayısı farklı olan atomlara izotop atom diyoruz. Yani izotop atomlarımızın nötron sayısı farklı olduğu için kütleleri de farklı oluyor. (Bir nötronun kütlesi hemen hemen protona eşittir ve elektronun kütlesinin 1836 katına denk gelir.) Elbette süperiletkenimizde de bir takım değişiklikler olmasını bekleriz. Ekstra bilgi vermeyi de ihmal etmeyelim. Hidrojenin izotopu olan döteryumu duymuşsunuzdur belki. Güneş’in bizi ısıtmasının en önemli nedeni de hidrojenin döteryum izotopuna dönüşmesidir. Güneş’in tepkimesi bu şekilde başlar. Bu ilk tepkime Güneş’in yaydığı enerjinin yüzde 8’ine denk gelir.

Şimdi 1950’lerdeyiz. Emanuel Maxwell yeni kaşifimiz. Kendisi cıvanın farklı izotoplarını inceliyor ve bu farklı izotopların süperiletken pelerinini giymeleri için farklı sıcaklıklar gerektiğini görüyor. Yani nötronların, pelerinin kritik sıcaklığı üzerine büyük bir görev üstlendiğinin farkına varıyoruz.

1957’de BCS kuramı ortaya çıkıyor. BCS, üç kafadarın soy isimlerinin baş harfinden gelir: John Bardeen, N. Cooper, John Schrieffer. Bu beylerin kuramını açıklığa kavuşturalım.

bcs-teorisi

BCS teorisinin söylediğine göre, süperiletkenimizin yolunda hareket eden elektronlar Cooper çifti oluşturduğunda değişik bir kuantum durumuna imkân verirler.

Şekilde Cooper çifti yaratmış iki elektron görüyorsunuz. Elektron yolda ilerlerken pozitif iyonlar da haliyle ona yaklaşıyor. Yoldaki ilk elektron, yoldaki pozitif iyonları birbirine çekerek yol alıyor. İlk elektronun kendine çektiği pozitif iyonlara Cavidan diyelim. Elektronları bilirsiniz, çok hızlıdırlar. İşte ilk elektronumuz Cavidanları terk ettiğinde, Cavidanları orada tutacak bir kuvvet olmadığından eski yerlerine geri gitmelerini beklersin. Artık anasının yanı mı dersiniz; ilk konum mu dersiniz o size kalmış bir şey. Ancak bu gerçekleşmez! Çünkü ilk elektronun arkasından gelen Cooper çiftini oluşturmuş ikinci elektron vardır. Cavidanlar tam eski yerlerine gidecekken ikinci elektron gelir ve gidemezler.

Elektriğin elektronlar sayesinde oluştuğunu yazının başında söylemiş ve direncin de yolda kaza yapan elektronlar olduğunu vurgulamıştım. İşte süperiletken maddemizde yol alan bu elektronlar Cooper çifti oluşturduğunda daha kolay bir şekilde yol alabiliyor. Sanki atomun belediyesi elektronlar için yol yapmış ve hiç kaza yapmadan gidebiliyorlar. Mesela öndeki elektronun yolu açtığını arkadakinin de onu takip ettiğini düşünebiliriz. Peki bu elektronlar çiftler halinde nasıl hareket ediyorlar, iletişimi nasıl sağlıyorlar? Fononlar sayesinde! Atom örgüsünün yapısını bozarak mekanik titreşim oluştururlar ve elektronların kaza yapmadan atomdan atoma geçmesini sağlayabilirler. Elektronlar arasında da bir bağ kurarak onların eş evreli hareketini sağlayacak kadar yetenekli sanal parçacıklardır.

BCS teorisi, elektriğin direnmeden yol almasını açıklayabilecek kadar güçlü bir teori olarak görüldüğünden yaratıcıları 1972’de Nobel Fizik Ödülü’nü kaptı!

Josephson Eklemi ve SQUID

Üzgünüm ama sizden ikinci kez, ilkokulda yaptığınız devreyi hayal etmenizi isteyeceğim. Sıradan çinko karbon pillere göre 10 kata kadar daha uzun ömürlü Duracell pilinizi kablolarınız yardımıyla ışık kaynağına bağladınız ve etrafı aydınlattınız. Bunu kablolarınızla yaptınız!

lamba-devresi
Sakın ilkokulda bu deneyi yapmadım demeyin…

1962 yılında Brian Josephson, ilkokulda kurulması zor bir şey hayal etti. Bu sefer iki adet süperiletken levha düşlüyoruz. Arasına da incecik yalıtkan malzeme yerleştiriyoruz. Süperiletkenlerimizin kablo, yalıtkan malzememizin de plastik bir parça olduğunu varsayalım. Düz mantıkla kablolar arasındaki teli kesintiye uğratıp bir plastik koyarsak elektron akışı oluşmaz. Ancak mikro ölçekteki gözlemler gösterdi ki; süperiletkenler arasında dolanan Cooper çifti elektronlar hiçbir bağlantı olmaksızın kuantum tünelleme yoluyla karşıya ulaşabiliyor ve doğru akım oluşturabiliyorlar. Resmen karşıya zıplıyorlar değil mi? Parçacık kafalıysanız tabii ki size öyle gelecektir. Bu öngörü de bir yıl sonra deneysel olarak kanıtlanıyor. Bu arada kuantum tünelleme hakkında bilgisi olmayanlar için şurada güzel, sade bir yazımız var.

Şimdi SQUID’e gelelim. Böyle bir deniz canlısı da varmış. Google’dan arayınca gördüm ve gayet tatlı, çizgi film karakteri gibi bir canlı. Ama onunla yakından uzaktan alakası yok bizim aletin.

SQUID: Superconducting Quantum Interference Device: Kuantum Girişim Cihazı

İsminde pek hayır bulamasanız da bu cihazımız çok önemli. Çok zayıf manyetik alanların ölçümünü yapmaya yarayan, Josephson eklemleriyle donatılmış halkasal süperiletkenler içeren gayet hassas bir cihaz. Tıptan jeolojiye kadar birçok alanda kullanılıyor. Yazının ilerleyen kısımlarında süperiletkenlerin kullanım alanlarını incelerken SQUID diye ayrı bir başlık atarak irdeleyeceğiz bu cihazı.

Birinci Tip ve İkinci Tip Süperiletkenler

Daha yazının başında söylediğimiz üzere ilk süperiletkenimiz 1911 yılında bulunuyordu. Bu süperiletken Helyum soğutularak elde edilmişti. Birinci Tip Süperiletken dediğimiz şey sadece bir metal elementten oluşan maddeler. Ancak İkinci Tip Süperiletkenler iki tane metalden oluşuyorlar. Yani bir alaşım3. Bazı geçiş metalleri de İkinci Tip Süperiletken olabiliyor.

1931 yılında Rus fizikçi Lev Shubnikov bizim İkinci Tip Süperiletkenler kaşifimiz. (Yok, bu adama Nobel vermemişler.) Bildiğiniz gibi Birinci Tip Süperiletkenler, Meissner etkisi sayesinde manyetik alanı dışlıyorlardı. Ancak manyetik alanında bir sınırı var değil mi? Mesela her yaz gittiğimiz bir tatil köyü ve orada da bir ağaç olsun. Bir yıl sonra baya bir kilo almış olsanız ve her zaman sizi taşıyan zavallı ağacın dalına otursanız kırılır. Aynı mantık süperiletkenler için de geçerli. Manyetik alanı dışlıyor ama bir sınırı var. Kritik manyetik alan diyoruz biz bu sınıra. Hurra koca bir manyetik alan uygularsanız süperiletkenlik bozulur.

İkinci Tip Süperiletkenlerde durum biraz karışık. Onlar hem dışlıyor hem dışlamıyor hem ortalığı karıştırıyor. Evet, yazdığım şu tekerlemeyi açıklığa kavuşturalım. İkinci Tip Süperiletken malzememizde iki tane kritik değer vardır. İlkine alt kritik manyetik alan, ikincisine üst kritik manyetik alan deniyor. İkinci Tip Süperiletkenimize alt kritik manyetik alana kadar manyetik alan uygularsak aynen Birinci Tip Süperiletken gibi davranıyor, Meissner etkisi görebiliyoruz. Ancak bu değeri aşarsanız süperiletkeninizin içine bir miktar manyetik alan girer. Hala süperiletken özellik gösterebilir. Eğer üst kritik manyetik alan sınırına ulaşırsanız da süperiletken özellik tahmin ettiğiniz gibi yok olur.

İkinci Tip Süperiletkenlerin alt kritik manyetik alan değeri düşük, üst kritik manyetik alan değeri ise yüksektir. Üst kritik manyetik alan değeri yüksek olduğu için mıknatıs yapımında ve teknolojik uygulamalarda İkinci Tip Süperiletken malzemeler tercih edilir.

Süperiletkenler ve Cehennem Ateşi

Bilim insanları düşük sıcaklık savaşı verip süperiletkenleri keşfettiklerinden beri her şey tam tersine döndü diyebiliriz. Bir süre kritik sıcaklığa (0 Kelvin) ulaşmak için yarıştılar. En sonunda da ulaştılar tabii ki. Sonrasındaysa yüksek sıcaklıkta ve gelecekte belki oda sıcaklığında süperiletken malzemeler üretme çağına girdiler.

süperiletken
Alın size süperiletken ile yapılmış uçan kaykay…

Her elementi veya alaşımı süperiletken pozisyona geçirmek için farklı sıcaklıklar gerekiyor. Kritik sıcaklığa yaklaştıkça yeni süperiletkenler keşfettiler çünkü haliyle bazı elementlerin süperiletken pozisyona geçebilmeleri için daha da soğuk sıcaklıklar gerekiyordu. Süperiletken olabilen elementler incelendikten sonra alaşım oluşturup farklı süperiletken maddeler geliştirilmeye başlandı. İkinci Tip Süperiletkenlerin alaşımlardan oluştuğunu söylemiştik, işte yüksek sıcaklık süperiletkenleri İkinci Tip Süperiletkenlerdir.

1980’li yıllarda en yüksek sıcaklıkta çalışabilen süperiletken pelerinini Nb3Ge giymişti. Kendisinin 23,2 K sıcaklığında bir pelerini vardı ve havasını da herkese atıyordu. 1986 yılındaysa havasını söndürecek bir keşif Zürich IBM Araştırma Labaratovarları’nda çalışan K. Alex Müller ve J. George Bednorz’dan geldi. Bu ikili 35 K’de bir süperiletken yaratmayı başardı.

O zamanlar gerek Nobel’li BCS teorisi, gerek diğer birçok teori yaklaşık 30 K üzerinde süperiletkenler olmasını öngörmüyor ve bunu sınır olarak kabul ediyordu. Fakat lantan, baryum, bakır ve oksijenden oluşan bir seramik üreten tatlı fizikçiler bu öngörülere yapacağını yaptı diyebiliriz. Fizik dünyasında şok yaratan bu gelişme elbette karşılıksız kalmayacaktı. Şüphelendiğiniz üzere bu beyler de keşiflerinin ertesi yılı Nobel Fizik Ödülü’nü evlerine götürdüler.

Bu gelişmenin ardından çılgına dönen süperiletken fizikçileri ne yapacaklarını şaşırmış olmalı. Bölümün sonunda söylemem gerek ama fazla heyecan yaratmadan ağzımdaki baklayı çıkarayım. Bugün yaklaşık 200 K’ye kadar süperiletken malzemeler üretebilme şerefine eriştik!

Yıl 1987 olduğunda Paul Chu isimli bir fizikçimiz de, 92 K’de süperiletken malzeme üretmeyi başarıyor. Bu gelişme de çok büyük bir gelişme sayılıyor. Çünkü bu döneme kadar süperiletken malzemeler sıvı helyum ile soğutuluyorlardı, çok soğuk sıvılar gerekiyordu. Durum böyle olunca bu tür sıvıları üretmek ve saklamak ciddi derecede maliyete sebep olmaktaydı. 92 K’nin üzerine geçmek helyumdan vazgeçilmesini sağladı. Çünkü sıvı azotun kaynama derecesi 77 Kelvin. Azotu üretmek ve saklamak da helyuma nazaran hem daha kolay hem daha ucuz olduğundan artık azot dönemi başladı.

1988 yılında 120 K’de süperiletken keşfedildi. Ardından 125 K ve ardından 134 K’ye kadar ulaşıldı. 134 K’de süperiletken olan cıva, baryum, kalsiyum, bakır ve oksijenden oluşan malzememize basınç uygulanarak bu değeri 166 K’ye kadar çıkarmayı başardılar.

Şimdilerde süperiletken fizikçileri rüyalarında oda sıcaklığında süperiletkenler görüyorlar. Bu herkesin hayali, umarım gerçek olur. Farklı malzemelerle farklı süperiletken maddeler üreten deneysel fizikçiler bir taraftan, onlara yol gösteren kuramsal fizikçiler de başka bir taraftan araştırmalarını sürdürüyor. Oda sıcaklığında çalışan bir süperiletkeni üreten fizikçilere de elbette hemen Nobel Fizik Ödülü verilecek. Sanırım süperiletken fizikçilerinin ne kadar canla başla ve hevesle çalıştığını söylemeye gerek yok. Bir gün oda sıcaklığında süperiletken haberi verme ümidiyle bu yazıyı sonlandırıyorum.

Hazırlayan: Oğulcan Açıkgöz

1Maddeleri basitçe sınıflandırmak istersek katı, sıvı ve gaz şeklinde sınıflandırabiliriz. Bildiğiniz gibi katı bir cisim çok serttir. Sıvı cisimlerin içine, mesela suya ayağınızı daldırabilirsiniz. Gaz ise bir hayalet gibidir. Maddeleri daha sert yapmak için soğuturuz. Mesela bir suyu buzluğa koyduğumuzda donmaya başlar. Donma olayı sadece bir hal değiştirmedir. Sıvıdan katıya geçişte atomlar birbirine daha da çok yaklaşırlar. O kadar çok yaklaşırlar ki, artık neredeyse sadece titreşim yaparlar. Oysa sıvı haldeyken hem titreşim hem de öteleme yapabilecek yeteneğe sahiptirler. Gaz halde ise bu özelliklere bir de dönme eklenir. Görüldüğü üzere soğutulma işlemi maddemizin özelliklerini kısıtlayarak yeni doğmuş bir bebeği kundaklamak gibi bir duruma sürüklüyor.

İskoç bilimci Lord William Thomson Kelvin 19’uncu yüzyılda termodinamik üzerine yaptığı çalışmalarla tanındı. Her ne kadar Türkiye’de Celsius ölçeğini kullansak da Kelvin ölçeğini kullanan ülkeler de mevcut. Mesela ABD bunlardan birisi. Celsius ölçeğini de 18’inci yüzyıl astronomlarından İsveçli Anders Celsius’a borçluyuz. Sadece 273 birimlik bir fark söz konusu. Mesela şimdi benim termometrem, odamı 35 santigrat derece gösteriyorsa, ABD’li dostum Melissa’nın termometresi 273+35=308 kelvin gösterir.

2http://iys.inonu.edu.tr/webpanel/dosyalar/1022/file/BiyofizikD6.pdf

3Elementler birbiriyle birleşebilir. Bir metal element ile bir ametal element iyonik bağ yaparlar. Ametal element elektron alarak metal element ise elektron vererek soygazlara benzemeye çalışır. Ametal elementler kendi aralarında birleşebilirler ve bu sayede kovalent bağlı bileşikler oluştururlar. Bu bağda elektronlar ortaklaşa kullanılır ve soygazlara benzemeye çalışılır. Alaşım ise metallerin kendi aralarında homojen olarak birleşip oluşturdukları yapıya denilir. Ametal, metal ve soygazları görmek için Google’den “elementlerin periyodik tablosu” şeklinde arama yapabilirsiniz.

Referanslar
Zeynep Ünalan, “Süperiletkenlik”, TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi, Sayı 524, Temmuz 2011

http://www.acikders.org.tr/file.php/9/LectureNotes/Lecture_23.pdf
http://tr.wikipedia.org/wiki/S%C3%BCperiletken
http://tr.wikipedia.org/wiki/Celsius_(%C3%B6l%C3%A7ek)
http://www.bipm.org/en/CGPM/db/13/3/
http://iys.inonu.edu.tr/webpanel/dosyalar/1022/file/BiyofizikD6.pdf




Dünya’nın Manyetik Alanı

Bilindiği gibi pusulalar çalışmak için bir manyetik alan varlığına ihtiyaç duyarlar. Pusula iğnesinin kuzey kutbu, Dünya’nın manyetik güney kutbu tarafından çekilir ve bulunduğumuz konumun kuzey tarafını bu şekilde tayin ederiz.

Yüzyıllardır açık denizlerde yol alan denizciler bu doğa ilkesini kullanarak yönlerini buldular. Ancak Dünya’nın manyetik alanının yön bulmanın çok ötesinde yaşamsal bir faydası daha var. Bu fayda belki de şu anda yalnızca biz insanoğlunun değil dünya üzerindeki tüm canlılığın varlığını borçlu olduğu bir koruyuculuk olarak görülebilir.

Pek hatırlamak istemesek de, yakın tarihimize baktığımız zaman karşılaştığımız Çernobil, Hiroşima ve Nagasaki facialarının sonucunda, radyasyonun canlılık üzerinde ne derece ölümcül tahribe yol açtığını deneyimleyerek gördük. Bugün yenilenebilir enerji kaynaklarımızın başında gelen Güneş’imiz de etrafına her saniye canlılık için tehlikeli derecede radyasyon yayıyor. İşte Dünya’nın manyetik alanı bizi binlerce Çernobil gücünde olan bu radyasyondan koruyor.

Bu içimizi rahatlatan ve güvende olduğumuzu söyleyen bir bilgi ancak son yıllarda yapılan çalışmalar Dünya’nın manyetik alanının büyük bir hızla zayıfladığını gösterdi. Bu zayıflama öylesine hızlı ki, birkaç on binyıl içinde Dünya’nın manyetik alanından eser kalmayacak! Peki, Dünya’nın manyetik alanı neden zayıflıyor? Geçmişte Dünya’nın manyetik alanında meydana gelmiş değişimlere dair bilgiler elde edebilir miyiz? Bu bilgiler bizi manyetik alanın geleceğiyle ilgili değişime hazırlayabilir mi? Ortada gerçekten ciddi bir tehlike var mı?

Bütün bu soruların cevapları için önce Dünya’nın manyetik alanını iyi analiz etmemiz gerekiyor. Bu analizse kuşkusuz manyetizmanın, pusulanın icadının paralelinde gerçekleşmiş kısa bir gelişim sürecine vakıf olmaktan geçiyor.

Manyetizmanın Doğuşu ve Gelişiminde Pusulanın Yeri

Manyetizmanın gelişimi Dünya’nın farklı bölgelerinde farklı zamanlarda başladı. Çin’de M.Ö. 13’üncü yüzyılda pusula kullanıldığı biliniyor. M.Ö. 800 yıllarında Yunanlıların manyetizma hakkında bilgileri vardı. Rivayete göre; bir çoban manyetit taşlarına (Fe3O4) sık rastlanan Magnesia kentinde (bugünkü Manisa) farklı bir taşın demiri çektiğini deneyimledi. Mıknatıs (magnet) sözcüğünün kökeni de eski Yunancaya dayanıyor ve kentin adı olan Magnesia’dan türediği kabul ediliyor.

pusula
Bir pusula yoluyla, gezegenimizin manyetik alanını kullanarak yön tayini yapabiliriz.

 

Manyetizmayla ilgili elimizdeki ilk yazılı belgeler Aristoteles tarafından yazılmış Thales’in gözlemlerinin anlatıldığı kaynaklardır. Bu yazılara göre Thales, mıknatıs taşının demiri çekebilme özelliğini, kehribarın yünle ovulduğunda saman ve tüy gibi hafif cisimleri çekebildiğini keşfetmiştir. Thales’in kehribarın yüklenmesiyle ilgili keşfi kuşkusuz bir statik elektrik örneğidir. O dönemlerde mıknatısın demiri çekmesiyle, kehribarın elektrikle yüklenmesi benzerlik taşıdığından bu olayların aynı olduğu sanılıyordu.

Manyetizmanın gelişimi, keşfinin ardından yüzlerce yıl sürecek bir durgunluk dönemine girdi. Doğanın bu temel kuvveti, kapsamlı bir analize ancak bilimin sistemleştirildiği 16’ıncı yüzyıldan sonrasında kavuşabildi.

Bu süreçte mühendislik, bilimin önünden gitti ve mıknatıs önemli bir soruna çözüm olarak kullanıldı. Belki tesadüfen belki bilinçli olarak şerit haline getirilen mıknatısın suyun üzerine konulduğunda kuzey – güney istikametinde hizaya geldiği saptandı. Böyle basit bir gerçeklikle pusula icat edilmiş oldu. Bu o dönem için önemli bir keşifti ancak hiç kimse bunun nasıl gerçekleştiğini bilmiyordu. Avrupa’da pusuladan ilk olarak bahseden 1180 yılında Alexander Neckam (1157-1217) oldu fakat bundan çok daha öncesinde pusulanın Çinliler tarafından bulunup Araplar vasıtasıyla Avrupa’ya ulaştığı biliniyor.

Hiç kuşkusuz pusula dönemin önemli bir teknolojik icadıdır ve insanoğlu eski çağlardan beri var olan yön bulma sorununa pratik bir çözüm getirerek Dünya’nın manyetik alanından yararlanmıştır. Ancak çok uzun bir dönem bilimin diğer alanlarındaki ilerleme henüz yeterli seviyeye ulaşamadığından pusulanın nasıl çalıştığına dair ciddi bir açıklama getirilemedi. Avrupa’nın pusulayla tanışmasının ardından, dönemin bu önemli teknolojik gelişmesi biraz daha ilkellikten çıkarılıp geliştirilmekle birlikte, hangi doğa olayı aracılığıyla çalıştığı da araştırma konusu oldu. Bununla ilgili ilk yazılı kaynak, Fransız bir bilgin olan ve mıknatıslar üzerine çalışmalar yürüten Peter Peregrinus tarafından 1269 yılında Epistola de Magnete isimli kitapla oluşturuldu. Peregrinus kitabında manyetik kutbun tanımını yaptı ve aynı kutupların birbirini ittiğinden, zıt kutupların birbirini çektiğinden bahsetti. En önemlisi ise, bir mıknatısın ikiye bölünmesiyle kutupların birbirinden ayrışmayacağını, bölünen iki parçanın da mıknatıs özelliği göstermeye devam edeceğini belirtti. Yine aynı yıl Pierre de Maricourt, doğal bir mıknatısın yüzeyine, iğneler yerleştirerek yönelimlerini gözledi. Bu yönelimlerin mıknatısın karşılıklı iki noktasından geçen ve onu kuşatan çizgiler oluşturduklarını ve şekli ne olursa olsun her manyetik özellik gösteren malzemenin kuzey ve güney olmak üzere iki kutba sahip olduğunu keşfetti.

MagneticMap

Maricourt’un yaptığı deney yukarıda bir mıknatısın manyetik alan çizgilerini gördüğümüz resme oldukça benzer bir sonuç vermişti. Bugün biliyoruz ki, bir mıknatıs etrafında görünmeyen manyetik alan çizgileri oluşturur. Bu görüntü bir mıknatısın üzerine koyulan beyaz kağıda demir tozlarının serpiştirilmesiyle kolaylıkla elde edilebilir.

13’üncü yüzyılda pusulanın çalışma prensibinin ortaya koyulabilmesi hevesiyle yürütülen çalışmalar daha sonrasında uzun bir durgunluk sürecine girdi. Konumuzla doğrudan ilgisi olmadığından manyetizmanın daha sonraki yıllardaki gelişimini ele almayacağız. Ancak manyetizmanın doğuşu ve gelişimi üzerinde pusulanın, dolayısıyla Dünya’nın manyetik alanının doğal ve önemli bir etkiye sahip olduğu görülebilir.

1600 yılında Kraliçe I. Elizabeth’in özel doktoru olan William Gilbert (1544-1603) De Magnete ismini verdiği kitabını yayımladı. Kitabında jeomanyetizma teorisine çok büyük bir katkıda bulundu ve pusulanın çalışma ilkesini çok net bir biçimde açıklığa kavuşturdu. Gilbert, Dünya’nın küresel bir mıknatıs olduğunu ve pusula ibresinin Dünya’nın manyetik kutbunu gösterdiğini ortaya koydu. Bunun yanı sıra kuzey-güney yönünde hizalanan pusula ibresinin düşey yönde de sapma gösterdiğini söyledi.

Pusulanın çalışma ilkelerinin ortaya koyulması amacıyla yürütülen araştırmaların neticesinde, mıknatısın kuzey ve güney kutuplara sahip olduğu, çekmenin zıt kutuplarca, itmeninse aynı kutuplarca gerçekleştirildiği saptandı. Bütün bu bilgilerin ışığında pusulanın çalışabilmesi için etkileşmesi gereken bir başka mıknatıs olması gerektiği sonucuna ulaşılıyordu. Bu mıknatıs, açık denizlerde bile pusulanın çalışması gerçeğiyle karşılaştırıldığında küresel boyutlarda olmalıydı. Pusulanın çalışabilmesi açıkça dünyayı bir uçtan bir uca saran manyetik alan çizgilerinin varlığını gerektiriyordu. Bütün bu gelişmelerin sonucunda Gilbert, Dünya’nın manyetik alanının varlığını açıklamış oluyordu.

Dünya’nın Manyetik Alanı

Bilimsel ilerleyiş çok az defa mühendisliğin arkasında kalmıştır. Pusulanın icadı ve sonrasında varlığı anlaşılan Dünya’nın manyetik alanı buna güzel bir örnek oluşturur.

Yer adeta devasa bir mıknatısa benzer. Güney kutup noktasının yakınlarından çıkan manyetik alan çizgileri dünyayı bir meridyen boyunca sararak kuzey kutup noktası yakınlarında son bulur. Fakat Dünya’nın manyetik kutup noktalarıyla coğrafi kutup noktaları biraz farklılık gösterir.

Earth-magnetic-field

Dünya’nın manyetik güney kutbu coğrafi kuzey kutbuyla, manyetik kuzey kutbu coğrafi güney kutbuyla eşleşir. Bunu şu şekilde anlayabiliriz. Elimizdeki pusula iğnesinin kuzey kutbu zıt kutuplar birbirini çekeceğinden, Dünya’nın manyetik güney kutbu tarafından çekilecek ve dolayısıyla coğrafi kuzey kutbunu gösterecektir. Ancak hiçbir manyetik pusula, kuzeyi kesin bir doğrulukla gösteremez! Bunun nedeni coğrafi kuzey kutbuyla manyetik güney kutbunun birbiriyle tam olarak örtüşmemesidir. Manyetik kutupları birleştiren eksenle, coğrafi kutupları birleştiren eksen arasında yaklaşık 11 derece açı vardır. Bu sebepten pusulanın gösterdiği kuzey yönü coğrafi kuzeyden biraz farklıdır. Konuma göre değişebilen bu farklılığa manyetik sapma denir ve bu durum pusulanın gösterdiği yönün aslında küçük bir hatayı barındırdığı sonucunu doğurur. Bunun yanı sıra yukarıdaki resimden de görüldüğü gibi Dünya’nın birçok noktasında pusula iğnesi yatay doğrultunun yanı sıra düşey doğrultuda da yönelim gösterir. Düşeyde oluşan bu eğime manyetik eğim denir ve tahmin edilebileceği gibi ekvatorda eğim sıfır olarak ölçülür ve manyetik kutuplara gidildikçe artış gösterir. Manyetik kutup noktalarında, manyetik alan dünya yüzeyine dik olduğundan, manyetik eğim doksan derece olarak ölçülür.

Dünya’nın manyetik alan gerçeğiyle yüzleşir yüzleşmez akla ilk gelen soru bunun nasıl oluştuğudur. Yüzyıllardır denizcilerin açık denizlerde yön tayini yapabilmelerini ve bütün canlılığın güneş rüzgarlarının ölümcül radyasyonundan korunmasını sağlayan manyetik alanın varlığı herhangi bir doğal mıknatısın manyetik alanıyla aynı olabilir mi?

manyetik-alan-cizgileri-0017
Dünya’nın manyetik alan çizgilerini gösteren bir bilgisayar simülasyonu.

 

Dünya’nın manyetik alan çizgileri bir mıknatısın manyetik alan çizgileriyle oldukça benzerdir. İlk etapta manyetik alan, yerin içinde bulunan dev bir mıknatısla temsil edilebilecek gibi görünebilir ve Dünya’nın çekirdeğinde yer alan büyük demir rezervleri bu düşünceyi güçlendirebilir. Fakat böyle bir şeyin mümkün olamayacağı yüksek sıcaklıkların varlığından anlaşılır. Çekirdekte var olan çok yüksek sıcaklıklar kalıcı mıknatıslanmayı engeller.

Yerin içinde dev bir mıknatısın yer almadığını bilsek de günümüzde manyetik alanın varlığını tutarlı biçimde açıklayabilen bir teoriye sahip değiliz. Ancak son elli yıldır yapılan uzay çalışmaları ve Dünya’nın çekirdeğinin laboratuvar ölçeğinde oluşturulmasıyla yapılan deneyler birtakım gerçekleri ortaya çıkardı. Öncelikle Dünya’nın manyetik alanının herhangi bir mıknatısın manyetizmasıyla eş sayılamayacağını biliyoruz. Bir mıknatısın manyetizması, atomik boyutlarda gerçekleşen bir hizalanma sonucu oluşur. Maddeyi oluşturan moleküllerin sahip oldukları sonsuz küçüklükteki manyetik etkiler, moleküllerin aynı hizaya gelmeleriyle maddenin genel manyetik alanını oluşturur. Bu genel manyetik alan çok yüksek sıcaklıklarda kaybolur. Çünkü sıcaklık, atomik boyutlardaki titreşimlerdir ve sıcaklık artınca moleküllerin rastgele hareket etmeleri sonucu hiza kaybolur. Dolayısıyla maddenin genel manyetik alanı da kaybolur.

Bu bilgiden hareketle, Dünya’nın çekirdeğindeki yüksek sıcaklıklar nedeniyle, merkezde bulunan yüksek orandaki demirin manyetik alan oluşturamayacağı açıktır. Çekirdekteki demirin, manyetik alanın kaynağı olmadığı, Venüs gezegeninin Mariner 2 uzay aracıyla yapılan gözlemleri sayesinde de anlaşılmaktadır. Venüs tıpkı Dünya gibi çekirdeğinde yüksek oranda demir içermesine rağmen bir manyetik alana sahip değildir. Öyleyse manyetik alanın kaynağı için başka nedenler aramak gerekir ve diğer gezegenlerle yapılacak karşılaştırmalar bizleri bu sorunun cevabına yaklaştırabilir. Venüs’ün kendi ekseni etrafındaki dönüş süresine bakıldığında Dünya’nınkinden 243 kere daha yavaş olduğu görülür. Dünyadaki 243 gün Venüs’teki 1 güne karşılık gelir.

“Bu yavaş dönüş hareketi manyetik alanın Dünya’da gözlenmesinin, Venüs’te ise gözlenememesinin cevabı olabilir mi?” sorusunun yanıtı için laboratuvar ortamında Dünya’nın sıvı dış çekirdeğinin bir modelini oluşturan bilim adamları dönü hareketinin manyetik alan için kritik öneme sahip olduğunu gördüler. Milyarlarca ton demir ve nikel içeren sıvı metalik dış çekirdeğin dönme sonucu oluşan hareketi ve termal etkilerle oluşan elektrik akımı manyetik alanın kaynağı olarak görülüyor. Diğer bir deyişle, devasa boyutlarda küresel bir mıknatıs olarak görülebilecek Dünyamız, manyetik alanını, sıvı metalik dış çekirdeğine ve dönü hareketine borçlu. Fakat bu bilgiler dışında manyetik alanın nedenlerine yönelik deneysel temellere oturan herhangi bir teoriye henüz sahip değiliz.

Manyetik Alanın Zayıflaması

Dünya’nın manyetizması anlaşıldıktan sonra tarihsel süreçteki değişimleriyle ilgili oluşan merak giderilmeyi bekliyordu. Bu merak Dünya’nın manyetizmasını inceleyen jeomanyetizma bilim dalı ile arkeologları birleştirecekti. Evet yanlış duymadınız! Bilim, sorduğu sorulara cevaplar bulabilmek için kimi zaman hiç umulmadık alanlara başvurabilir, ilk anda birbiriyle ilgisi kurulamayacak disiplinleri, ortak yürütülmesi gerekli çalışmalara sokabilir.

Arkeologların uğraşlarından bir tanesi; toprak altından çıkarılan çömlekleri inceleyerek uygarlıkların kültürel ve sosyal yapılarıyla ilgili bilgiler edinmektir. Fakat bu çömlekler jeomanyetizma çalışan bilim adamlarına çok daha farklı şeyler anlatır. Bilindiği gibi çömleğin hammaddesi topraktan elde edilen kildir ve kil, içinde demir tabanlı olan manyetit denilen bir maddeyi barındırır. Mıknatıslanmanın nedenlerini anlatırken de kısaca değindiğimiz gibi manyetit malzemesi, içerisinde atomik boyutta belli bir yönelime sahip mıknatıslar barındırır. Manyetitin mıknatıslanabilmesi için moleküllerinin aynı hizaya girmesi gerekir.

Arkeoloji
Arkeolojik kazılar sonucu gün yüzüne çıkartılan çömlekler, Dünya’nın manyetik alanı tarihine ışık tutar.

 

Tarihin içinde bir çömlekçi, eline işlemek için kil aldığında içeriğindeki manyetitin genel bir manyetik alanı yoktur. Molekülleri düzensiz bir şekilde sıralanmıştır. Çömlekçi, kil yığınını işler ve daha sonrasında pişirmek üzere fırına koyar. Fizikçileri ilgilendiren asıl mesele bu noktadan sonra başlar. Manyetit 585 °C yukarısında manyetik özelliğini kaybeder. Yani bu sıcaklıklarda içeriğindeki moleküller eski düzensiz yönelimlerini tamamıyla yitirir. Fırına bırakılan çömlekteki manyetitin genel bir manyetik alan oluşturmayan düzensiz molekül dizilişi, bahsedilen sıcaklıklara erişildiğinde kaybolur. Fırından çıkarıldığında yüksek sıcaklıklardaki çömleğin yüksek enerjilerde titreşen molekülleri vardır. Bu serbestlik manyetit moleküllerin eski düzensiz dizilişlerinden kurtulmalarına ve malzemenin bütün moleküllerine etkiyen dünya manyetik alanının güç ve yöneliminde yeniden hizalanmalarına neden olur. Çömlek soğumaya bırakıldığında tarihi kayıt tutulmaya başlanır. Bütün manyetit molekülleri, enerjileri düştükçe hareketsizleşirler ve sahip oldukları yeni hizalanmayla adeta donup kalırlar! Artık onları yeniden 585°C’ye çıkarmanın haricindeki hiçbir şey uyandıramaz. Onlar, soğudukları andaki dünya manyetik alanının kaydını tutmuş tarihi tanıklar olmuşlardır.

Rahatlıkla söylenebilir ki; arkeolojik kazılardan çıkarılan her çömlekte, Dünya’nın sahip olduğu manyetik alanın adeta tarihsel bir kaydı vardır. Tarihlendirmesi bilinen bir çömleğin içerisindeki genel manyetik alan incelenerek, çömleğin yapıldığı tarihte Dünya’nın manyetik alanının şiddeti ve yönelimiyle ilgili bilgiler rahatlıkla elde edilebilir.

Bu yöntemle, birtakım çömlekleri inceleyen bilim insanları şaşırtıcı bir sonuçla karşılaştılar; Dünya’nın manyetik alan şiddeti büyük bir hızla azalıyordu! Bu durum, manyetik alanın faydaları göz önüne alındığında ciddiye alınması gereken bir bulguydu.

İnsanlığı bekleyen tehlikenin boyutları sarsıcı büyüklükteydi! Daha eskilere gitmek gerekiyordu. İnsanoğlunun çömlek yapmaya başladığından çok daha eski tarihlere! Peki, Dünya’nın manyetik alan tarihinde daha eskilere gitmek mümkün mü? Çömlekler incelendiğinde ancak insanlığın belli bir uygarlık seviyesine erişebildiği kısa geçmişlere gidilebiliyor. İnsanın varoluşundan çok daha eskilere gidilebilirse belki tehlikenin boyutları daha açık görülebilir.

Manyetik Takla – Manyetik Kutupların Yer Değiştirmesi

Daha eski için insan eliyle oluşmuş nesnelere değil de doğanın eliyle oluşmuş birtakım nesnelere bakmak gerekiyor. Bilim insanları, daha eski için volkanik kayaçları inceleme altına aldılar. Volkanik kayaçlar da tıpkı çömlekler gibi Dünya’nın manyetik alanının kaydını tutarlar. Tek fark, bu yöntemin doğal süreçte gerçekleşmesidir.

volkanik
Volkanik kayaçlar, Dünya’nın manyetik alanını çok daha eski tarihlere kadar inceleyebilmemizi sağlar.

 

Magma yeryüzüne çıktığında yüksek bir sıcaklığa, dolayısıyla içeriğindeki demir tabanlı malzemeler düzensiz molekül dizilimine sahiptir. Soğuyan lavlar dünya manyetik alanının etkisiyle yönelen molekülleriyle belli miktarda mıknatıslanırlar. Lavların soğuması sırasında Dünya’nın manyetik alanı şiddetliyse, lavın manyetik alanı da şiddetli olur. Eğer dünya manyetik alanı zayıfsa lavın da manyetik alanı aynı ölçüde zayıf olur. Benzer şekilde çömleklerde de geçerli olmak üzere dünya manyetik alanı nasıl bir yönelime sahipse soğuyan lavlarda oluşan manyetik alanda da aynı yönelim söz konusudur. Bu doğrultuda lavları inceleyen ve milyonlarca yıl öncesinin manyetik alan verilerini elde edebilen bilim insanları birçok defa alanın şiddetinin azaldığını ve arttığını gördüler. Fakat lav kayıtları bu sonucun çok ötesinde daha sarsıcı bir gerçeği gözler önüne seriyordu. Dünya’nın manyetik kutupları birçok defa yer değiştirmişti! Üstelik tüm bulgular birleştirildiğinde bu olayın dünya tarihinde birçok defa gerçekleştiği görülüyordu. Bilim insanları hiç beklenmeyen bir sonuçla karşılaşmışlardı.

Tarihte gerçekleşen manyetik taklaların bir kaydı tutulduğunda düzenli bir periyodikliğe sahip olmadığı görülür. Yaklaşık yüz bin ile bir milyon yıl arasında olmak suretiyle manyetik kutuplar sürekli yer değiştirmiş ve en son yer değiştirme bundan 780 bin yıl önce gerçekleşmiştir. Bu verilerden hareketle yeni bir manyetik yer değiştirmenin gerçekleşmek üzere olduğu görülüyor. Çömlek kayıtlarından görülen manyetik alanın zayıfladığı bulgusu da ele alınınca, “acaba alanın zayıflaması manyetik taklanın bir habercisi olabilir mi?” sorusu akla geliyor.

Yapılan detaylı çalışmalar ve incelenen lav örnekleri sayesinde her manyetik takla öncesi benzer senaryonun gerçekleştiği görüldü. Önce manyetik alan sürekli bir zayıflamaya maruz kalıyor, kutupsallığı yeterince azaldığında manyetik takla gerçekleşiyordu. Dolayısıyla manyetik alanın sürekli bir zayıflama içerisinde olması ve volkanik kayaçlardan anlaşıldığı kadarıyla en son manyetik taklanın üzerinden yeterince zamanın geçmesi yeni bir manyetik yer değiştirmenin habercileri olarak görünüyor.

Önemli sorulardan bir tanesi olan manyetik taklanın neden gerçekleştiğine ilişkin en ufak bir cevaba sahip değiliz. Bunda manyetik alanın doğasının henüz tam anlamıyla anlaşılamamış olmasının da payı var. Bazı sorular şimdilik cevapsız kalsa da, sorunlar her zaman belli çarelerce giderilmek zorunda. Aksi takdirde insanlığı tehlikeli bir gelecek bekliyor olabilir.

Dünya’nın Manyetik Alanının Yaşamsal Faydası

Manyetik alanda hareket eden yüklü bir parçacık, manyetik alan tarafından uygulanan kuvvete maruz kalır. Hareket etmeyen, durağan yüklü parçacığa ise manyetik alan tarafından hiçbir kuvvet etki etmez. Bunun nedeni ancak hareketli yüklerin manyetik alan yaratabilmesidir. Bir manyetik alanla etkileşmenin yolu benzer şekilde bir manyetik alana sahip olmaktır.

Dünya'nın manyetik alanı
Dünya’nın manyetik alanı, canlılığımız için zararlı nitelikte olan Güneş rüzgarlarına karşı adeta bir kalkan vazifesi görür.

 

Manyetik alan etkisine giren hareketli proton, elektron gibi yüklü parçacıklar, eğer hızlarının manyetik alan yönünde bir bileşenleri varsa kendilerine etkiyen kuvvet sonucunda alan çizgisi boyunca spiral şekilde hareket etmeye zorlanırlar. Eğer hızlarının manyetik alan yönünde bileşeni yoksa dairesel hareket ederler. Bu hareketlerin sebebi manyetik kuvvetin yönünün hareketin doğrultusuyla anlık olarak değişmesidir.

Uzay, canlılığımız için son derece zararlı bazı maddeler barındırır. Yıldızlarda meydana gelen patlamalar sonucu devasa kütlelerde elektrik yüklü radyoaktif maddeler uzayın derinliklerine savrulur. Süpernova patlamalarında bu düzey had safhaya çıkar. Güneş, Dünya için zararlı ışımaların birinci derecede kaynağıdır ve birkaç saat içinde milyarlarca ton elektrik yüklü parçacığı püskürtür. Dünya, her saniye bu parçacıkların istilası altındadır. Bazı büyük Güneş patlamalarının ardından savrulan parçacıkların miktarı değişebilir. Bu parçacıklar uzayda sürüklenerek Güneş rüzgarlarını oluşturur. Dünya’nın sahip olduğu manyetik alan Güneş rüzgarlarına karşı adeta bir kalkan vazifesi görür. Güneşten kopup gelen radyoaktif içerikli yüklü parçacıklar Dünya’nın manyetik alanı tarafından tuzaklanır ve manyetik alan boyunca akarak kutuplara doğru yönelir. Manyetik kalkan Güneş rüzgarlarının atmosfere girişine engel olarak yeryüzündeki radyasyon seviyesini korur.

Kutup Işıkları

Kutuplara doğru akan bu yüklü parçacıklar kutup dairelerinden izlenebilen harika görsel şovlara neden olur. Yaygın olarak Kanada’da yaşayan bir Kızılderili halkı olan Kriler bu olaya “Ruhların Dansı” ismini vermeyi uygun görmüşler. Ortaçağ Avrupa’sında ise kutup ışıklarının Tanrı’dan işaretler olduğuna inanılmış.

Aurora
Alaska-Bear Gölü üzerinde görülen kutup ışıkları

 

Bugün bilimde kaydettiğimiz ilerlemeler sayesinde bu tür fiziksel olayların açıklamasını net bir şekilde yapabiliyoruz; Manyetik alan tarafından tuzaklanan ve alan çizgisi boyunca manyetik kutba doğru hareket eden parçacıklar atmosferde çarpıştıkları oksijen ve azot atomlarını iyonize ederler diğer bir deyişle onlara enerji aktarırlar. İyonize olmuş bu atomlar temel enerji düzeyine indiklerinde fazla enerjilerini foton salarak kaybederler. Foton yayılımı bu rengarenk görüntüleri oluşturur. Oksijen ve azotun foton yayılımına bağlı olarak renkler değişikliğe uğrar. (Bu konuda daha ayrıntılı bir yazımızı buradan okuyabilirsiniz)

Kutup ışıkları, Dünya’nın manyetik alanı ve Güneş rüzgarlarıyla yayılan yüklü parçacıkların etkileşmesi sonucu oluşan önemli bir doğa olayıdır. Yalnızca Dünya’da değil, manyetik alana sahip olan başka gezegenlerde de meydana gelir.

Jupiter
Jüpiter’de gözlenen kutup ışıkları.

 

Dünya’nın manyetik alanı yüzyıllardır kullandığımız pusulalarla, Güneş rüzgarlarına karşı koruyucu bir kalkan vazifesi görmesiyle, oluşmasına sebep olduğu kutup ışıklarıyla önemli bir gerçeklik olarak karşımızda durmakta. Diğer taraftan yaklaşmakta olduğunu gördüğümüz manyetik taklanın gerçekleşmesi sürecinde alanın zayıflayacağı ve bunun sonucu olarak atmosfere daha fazla yüklü parçacığın girecek olması insanlığın önündeki ciddi bir sorunu oluşturuyor. Alanın zayıflamasıyla atmosfere daha fazla miktarda girecek olan kozmik ışınımlar yeryüzünün radyasyon seviyesini tahminen iki katına çıkaracak. Bunun canlılığımız üzerindeki sonucunu kesin olarak öngörebilmek çok zor fakat tipik bir nükleer kazanın, bu sefer küresel boyutta gerçekleşeceği düşünülebilir.

Manyetik alanımızın gelecekte kısa bir zaman için de olsa koruyucu kalkan vazifesini yerine getiremeyeceğini biliyoruz. Manyetik yer değiştirme mutlaka gerçekleşecek. Tek sorun bunun ne zaman gerçekleşeceği. Ne zaman olursa olsun dönemin uygarlığı bu ciddi soruna bir çözüm bulacaktır. Kuşkusuz manyetik takla sırasında alanın zayıflayacağı gerçeği bir felakete neden olmayacak. Bu olay Dünya’nın varoluşundan itibaren yüzlerce kez gerçekleşti ve canlılığımız hala ayakta. Her ne olursa olsun, bu sürecin bir tek canlının bile zarar görmeden atlatılabilmesini sağlayabilecek yegane alan kuşkusuz bilim olacaktır!

Tüm bunların ötesinde bildiğimiz bir şey var ki, bir gün çocuklarımızın pusulaları kuzeyi değil de güneyi gösterecek. O gün geldiğinde, birkaç bilim insanının merakıyla erişilmiş bilimsel düzeyimiz çoktan görülemeyecek kadar gerilerde kalmış, bilim ise hala sorgulayıcı zihinlere özgü aynı merak duygusuyla yapılıyor olacak.

Hazırlayan: Levent Özkarayel

Kaynaklar
Fundementals of Physics.-8th edition. Extended/David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker
http://www.lightandmatter.com/html_books/0sn/ch11/ch11.html
http://www.phy6.org/earthmag/demagint.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_magnetic_field
http://www.nasa.gov/topics/earth/features/2012-poleReversal.html
http://www.phy6.org/Education/aurora.html

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/magearth.html
PBS NOVA Magnetic Storm David Sington, Duncan Copp 2003

 




Satürn’ün Detaylı Halka Yapısı

Güneş Sistemi’nin dev gezegenlerinden biri ve Jüpiter’den sonraki en büyük hakimi olan Satürn‘ü diğer tüm gezegenlerden ayıran en belirgin şey, kuşkusuz muazzam güzellik ve büyüklükteki halka yapısıdır.

Astronomlar için başlı başına bir gözlem ve araştırma alanı olan bu halkaları, detaylı biçimde inceleyelim:

Satürn’ün fazlasıyla göze batan halkaları, mikrometreden başlayıp, bir kaç metre arasında boyutları değişen sayısız su buzu ile çok az miktarda tholin ve silikat toz parçacıklarından oluşur. Zayıf teleskoplar ile tek parça, daha güçlü teleskoplar ile üç parça ve uzay araçları ile sayısız parça ve yapıdan oluştuğunu gözlemlediğimiz bu halkalar keşif sıralarına göre alfabetik olarak isimlendirilirler.

Satürn
Satürn’ün “Ana Halka Yapısı” (Fotoğraf; Cassini Uzay Aracı tarafından çekilmiştir).

 

Ana halkalar A, B ve C halkaları olarak isimlendirilir. Daha sonradan keşfedilen ikincil soluk halkalar ise gezegene en yakın olan F halkası, A’nın hemen dışındaki D halkası ve uzaktaki G & E halkaları olarak adlandırılıyor. Bunların dışında da çok daha soluk toz halkaları ve ana halkalar içerisinde farklı yapılar ve ayırımlar mevcuttur. Bazı belirgin ayırımlar Pan benzeri küçük uydular tarafından temizlenmiştir. Yapılan araştırmalar sonucu emin olduğumuz bir konu var ki; Satürn’ün halka yapısı ile irili ufaklı uyduları arasında çok sıkı bir ilişki var. Halka açıklıklarının hemen tümü bir uydunun kütleçekim veya süpürme etkisi ile oluşmuşken, birçok halkanın da varlığını sürdürme nedeni, yakın uydulardan gelen toz ve buz partikülleri.

Halkaların toplam kütlesinin en az 3 x 10^19 kg yani yaklaşık olarak Mimas uydusu kadardır. Ancak Cassini gözlemleri ve yakın tarihli bilgisayar simülasyonları bunun üç katından fazla kütle olabileceğini göstermektedir.

Piyasada satın alabileceğiniz 300 ila 5.000 lira arasında değişen amatör teleskoplardan baktığınızda Satürn’ü ve halkalarını ancak böyle görebilirsiniz. Ortadaki fotoğraf ise, uzman astrofotoğrafçı Levent Aydın‘ın uzun saatler boyu pozlayarak çektiği, bir amatör astronomun elde edebileceği en iyi fotoğraflardan biridir. Unutmayın, çıplak gözle teleskoptan baktığınızda asla ortadaki görüntüyü göremeyeceksiniz. Teleskopla baktığınızda ne görebileceğinizle ilgili bu linkteki yazımızı okumalısınız.

 

Satürn’ün halkalarının kendilerine ait bir atmosfer sistemi vardır.

Evet yanlış okumadınız. Cassini verilerine göre; Güneş’in ultraviyole ışınlarının su buzu ile etkileşimiyle açığa çıkan oksijen ve hidrojen, halkaların atmosferini oluşturmaktadır. Haliyle bir kaç atom kalınlığında bir atmosferdir bu ancak, buna rağmen Hubble teleskobu ile dahi tespit edilebilmiştir.

Halkaların Oluşum Teorileri

İlk teorimiz 19’uncu yüzyılda Édouard Roche tarafından üretilmiştir. Teoriye göre halkalar bir zamanlar Satürn’ün bir uydusuydu ve uydunun bir kuyrukluyıldız ya da asteroit ile çarpışması sonucu parçalanması ile oluştular. İkinci teoriye göre halkalar Satürn’ü oluşturan orjinal gezegen nebulasından arta kalan parçacıklarıydı.

saturnun-detayli-halkayapisi
Eğer yakından bakabilseydik, gezegenin halka yapısının böylesi buz, taş ve toz parçacıklarından oluştuğunu görebilirdik.

 

Günümüzde bu her iki teorinin de geçerliliği bulunmuyor. Bugün büyük oranda eminiz ki, gezegenin halka sistemi uydularıyla arasında olan etkileşim sonucu meydana gelmiş durumda.

Birçok halka, sadece bazı uydulardan saçılan toz ve buz sayesinde var olabilirken, bazı halkalar da kimi uyduların kütle çekim etkileri sonucu gezegenle arasına hapsettiği parçacıklar sayesinde varlığını koruyor. Bu etkileşimler sonucu oluşmuş halka sistemlerini (çok daha soluk olsalar da) Jüpiter, Neptün ve Uranüs’te de gözlemleyebiliyoruz.

Halka Sistemi Üyeleri

İsim Satürn’e uzaklığı (km) Genişliği (km)
D Halkası 66.900 – 74.510 7.500
C Halkası 74.658 – 92.000 17.500
B Halkası 92.000 – 117.580 25.500
Cassini Ayırımı 117.580 – 122.170 4.700
A Halkası 122.170 – 136.775 14.600
Roche Ayırımı 136.775 – 139.380 2.600
F Halkası 140.180 30 – 500
Janus/Epimetheus Halkası 149.000 – 154.000 5.000
G Halkası 166.000 – 175.000 9.000
Methono Halka Arkı 194.230 ?
Anthe Halka Arkı 197.665 ?
Pallene Halkası 211.000 – 213.500 2.500
E Halkası 180.000 – 480.000 300.000
Phoebe Halkası 4.000.000 – 13.000.000 ?

 

Satürn’ün bilinen halka yapısının tümü. Detaylı incelemek için resme tıklayıp büyütebilirsiniz.

 

D Halkası
En içteki bu halka aynı zamanda en soluk olandır. 1980’de Voyager 1, bu halka içinde D73, D72 ve D68 olarak isimlendirilen üç ayrı halka yapısı daha tespit etmiştir. Bu halkada, muhtemelen geçmişte bir kuyruklu yıldızın toz kuyruğu ile çarpışmasından kaynaklanan dalgalanma izleri bulunmaktadır.

C Halkası
İkinci sıradaki bu halka, geniş ancak soluk bir yapıdadır. Yaklaşık beş metre kalınlığı olan 1.1 x 10^18 kg kütleli ve dik bir açıyla yukarıdan bakıldığında neredeyse transparan görünüm sergileyen bir yapısı vardır. D halkasında tespit edilen dalgalanma izleri, C halkasında da benzer bir patern ile mevcuttur.

C halkası içerisinde, Colombo Boşluğu (Gap) denen boş bir alan ve bu alanda bulunan Titan Halkacığı (Ringlet) isimli bir halka yapısı daha mevcuttur, Titan halkacığının yörüngesel hareketleri, Titan uydusu ile benzerlik göstermektedir. C halkasının dış sınırlarında ise Maxwell boşluğu ve Maxwell halkacığı denen yapılar vardır.

B Halkası
Satürn halkalarının en büyüğü ve en parlağı olan B halkası 2.8 x 10^19 kg kütlesine sahip olmasına rağmen kalınlığı 5 – 15 metre arasında değişmektedir. Saydamlığı oldukça düşük olan bu halka, Güneş ışığını yüzde 91 oranında bloke eder. B halkası yoğunluk ve parlaklığı oldukça değişken olan bölgelere sahiptir ve dış sınırlarında yüksekliği 2.5 kilometreyi bulan dikey yükseltiye sahip yapılar mevcuttur.

B halkasının dış kenarındaki yükseltiler. Cassini Uzay Aracı’nın aldığı görüntüde, halkanın dış kısmındaki yüksek yapıların daha alçaktaki halka yüzeyine düşen gölgesi net biçimde görülebiliyor.

 

1980’e kadar halka içerisindeki farklılık gösteren bölgelerin kütle çekimsel kuvvetler sebebiyle oluştuğu düşünülüyordu ancak Voyager bize bu varyasyonların kaynağının kütle çekimi olmayacağını gösterdi. Bu konudaki ana teori, bu bölgelerin elektrostatik kuvvetler ile ana halka yapısından ayrı duran ancak manyetosfer ile senkronize hareket eden toz parçacıkları olduğu yönündedir. Cassini görevi ise bu varyasyonların mevsimlere göre değişen bir paternde kaybolup ortaya çıktığını göstermiştir. B halkası ayrıca S/2009 S 1 denen 400 metre çapında küçük bir uydu (Moonlet) içermektedir.

Cassini Ayrımı
1675’te keşfedilen 4.800 kilometre genişliğindeki bu bölge, B ve A halkalarını ayırmaktadır. Bu ayrımın iç kısımları güçlü bir yörüngesel rezonans etkisi altındadır. Buradaki parçacıklar Mimas uydusunun Satürn etrafındaki bir turu ile kendi yörüngelerini ikişer kere tamamlamaktadırlar. Bu rezonans, parçacıkları halka yapısından ayırır ve halka yapısının keskin bir şekilde sonlanmasına neden olur. Ancak bu mekanizma, Cassini Ayrımı’ndaki birçok diğer halkacık oluşumunu açıklayamamaktadır.

Ek Bilgi: “Rezonans”, birbirine yakın gök cisimlerinde görülen bir çeşit “kütle çekim kilidi“dir. Özellikle Jüpiter’in uydularında gözlemlenen bu durum, cisimlerin dönüş hızlarının birbirleriyle orantılı olmasına neden olur. Üç uydudan oluşan böyle bir sistemi örnekleyelim: Gezegene en uzak olan uydu tam bir tur attığında, onun hemen öncesinde yer alan uydu tam iki tur atar. Onun da hemen önünde yer alan gezegene en yakın uydu ise, en dıştaki uydunun tam bir turu sırasında dört tur atar. Bu rezonans konusunu başka bir yazımızda detaylı biçimde ele alacağız. 

A Halkası
A halkası büyük ve parlak halkalardan dışta kalandır. Keskin dış sınırı Atlas uydusunun yörüngesine çok yakındır. Halkanın dıştan başlayarak içe doğru olan mesafesinin yüzde 22’lik bölümünde Encke boşluğu ve yüzde 2’lik bölümünde Keeler boşluğu denen bölgeler vardır. Yaklaşık 10-30 metrelik kalınlığı olan bu halkanın kütlesi 6.2 x 10^18 kg dir.

B halkasında olduğu gibi, A halkasının dış sınırı da Janus ve Epimetheus uyduları ile rezonans halindedir. Ayrıca 2013 Nisan’ında NASA bilim insanları halkanın dış sınırında olası bir uydunun oluşum evresinde olduğunu rapor etmişlerdir. Halka içerisindeki Enckle boşluğu, içinde yer alan Pan isimli uydudan kaynaklanmaktadır. Keeler boşluğunun olduğu bölgeyi ise küçük Daphnis uydusu temizlemiştir.

Keeler boşluğunu şekillendiren küçük Daphnis uydusunun Cassini Uzay Aracı tarafından alınmış bir fotoğrafı.

 

A Halkası içerisinde sayıları binlere varan, yaklaşık yüzer metrelik çok küçük uydu formasyonları da Cassini Uzay Aracı tarafından keşfedilmiştir.

Roche Ayrımı
A ve F halkalarını birbirinden ayıran bu bölge Cassini ayrımı gibi birçok toz parçacığı içermektedir. Özellikle iki bölgede yoğun toz konsantrasyonu sebebi ile bu bölgelere geçici olarak R/2004 S 1 ve S/2004 S 2 isimleri verilmiştir.

F Halkası
Dışta kalan halkalardan en belirgin ve en aktif olanı F halkasıdır. Yapısı saatler içerisinde değişiklikler gösterebilen çok ince bir halkadır. İç ve dış sınırlarında bulunan Prometheus ve Pandora uyduları, halkayı aralarına hapsetmiş gibi görünmektedirler. Halka içindeki çok küçük uydu yapıları bu halkanın sürekli değişen dinamiğine katkıda bulunmaktadırlar.

Janus/Epimetheus Halkası
Janus ve Epimetheus uydularının yörüngeleri üzerinde bulunan bu toz diskleri, isimlerini aldıkları uydulardan meteor çarpmaları ile kopan parçalardan oluşmaktadır.

G Halkası
Oldukça ince ve soluk başka bir halka olan G, içerdiği buz parçacıklarını Aegeon isimli uydudan mikro meteor çarpmaları ile savrulan tozlara borçludur.

Methone Halka Arkı
Methone isimli uydu ile bağlantılı olan ince ve soluk bir halka yapısıdır.

Anthe Halka Arkı
Anthe isimli uydu ile bağlantılı olan ince ve soluk bir halka yapısıdır.

Pallene Halkası
Pallene isimli uydu ile bağlantılı olan ince ve soluk bir halka yapısıdır.

E Halkası
E halkası oldukça geniş ve çeşitli buz, karbondioksit, amonyak içeriğine sahip tozlardan oluşan bir halka bölgesidir. Mimas ve Titan uydularının yörüngeleri arasında bulunur. Diğer halkalar aksine içeriğini oluşturan parçacıklar büyükçe buz parçaları değil, mikroskobik boylara kadar inebilen toz zerrecikleridir. Yine diğer halkalardan farklı olarak iki bin kilometrelik bir kalınlığa sahiptir. E halkasını oluşturan parçacıkların Enceladus uydusundan, özellikle bu uydunun güney kutbunda bulunan gayserlerden geldiği tespit edilmiştir.

Enceladus_and_E_Ring
E halkası ve Enceladus… Bu uydunun gayzerlerinden fışkıran su buharı ve toz partikülleri, Cassini tarafından alınan bu fotoğrafta da açıkça görüldüğü gibi E halkasını meydana getiriyor.

 

Yörüngesi bu halka bölgesinden geçen uydularda, E Halkası’ndan kaynaklı birikimler gözlemlenmektedir. Tethys‘in bu maddelere en çok maruz kalan yarıküresinde belirgin bir renk tonu değişimi vardır. Ayrıca Calypso, Helene ve Polydeuces uyduları da bu halkadaki parçacıklara maruz kalmaktadır.

Phoebe Halkası
Phoebe uydusuna çarpan mikro meteoridlerce savrulan parçalarla oluşan bu halka Saturn yarıçapının 128 katından başlayıp 207 katına kadar ulaşan çok soluk bir toz bölgesidir. Phoebe, retrograde (diğer uyduların tersi yönünde) bir yörünge hareketine sahip olduğu için, halka da aynı biçimde ters yönde dönmektedir.

Güneşten kaynaklı radyasyon etkisi ile momentum kaybeden halka materyalleri (Poynting-Robertson etkisi), Satürn sisteminin içlerine ulaşmakta ve Iapetus uydusuna “yağmaktadırlar” Iapetus bu sebeple bir yarıküresinde koyu bir renk tonuna sahiptir.

Hazırlayan: Berkan Alptekin


Amacınıza en uygun ve en kaliteli teleskop ya da dürbünü, en uygun fiyata sadece Gökbilim Dükkanı‘nda bulabilir, satın alma ve kullanım sürecinde her zaman bize danışabilirsiniz
GÖKBİLİM DÜKKANI’NA GİT




Güneş Sistemi’nin Mücevheri: Satürn

Güneş sisteminin altıncı gezegeni olan Satürn’ü bilmeyen yoktur. Hidrojen ve helyumdan oluşmuş, çok sayıda uydusu olan halkalı bir gaz devidir Satürn.

Aslında Güneş sistemimizdeki bütün gaz devleri kendi halkalarına sahiplerdir ancak, Satürn’ün halkaları oldukça büyük ve belirgin olmaları sayesinde diğerlerini gölgede bırakır. Sahip olduğu bu harikulade halka sistemi ile özellikle teleskop ile gözlemlemek için harika bir gezegendir. Halkalarını farkedebilmek için en az 15-20 mm mercek çaplı bir teleskop gerektiğinden dolayı, 1610’da Galileo Galilei onları keşfedene kadar bilinmediler (Gerçi ilk gören kişi olmasına rağmen, Galileo bunların halka olduğunu anlayamamıştı). 

Günümüzde Satürn ve sahip olduğu onlarca uydu hakkında geniş bir bilgi dağarcığına sahibiz, halkalarının nelerden oluştuğunu biliyoruz, iç yapısının katmanları hakkında birçok fikrimiz var. Yörüngesinde dolanan Cassini sondası her geçen gün, Satürn ve uyduları hakkında yeni bilgiler ve fotoğraflar gönderiyor hatta en ilgi çekici uydusu olan Titan‘a bir robot indirmeyi başardık. Belki bir gün Satürn’ün yörüngesinde ve uydularında insanlar yaşıyor olacak.

Romanın tarım tanrısından ismini alan Satürn, çıplak gözle görülebilen en uzak gezegendir. Bu sayede modern zamanlardan çok önce, Babilli, Romalı ve Yunanlı astronomlar tarafından gözlemlenmekteydi.

Saturnalia57
Romalıların 17-25 Aralık tarihleri arasında kutladıkları Saturnalia festivalini betimleyen bir resim çalışması. Bu festival, artık dini anlamını yitirmiş olsa bile, günümüzde de çeşitli ülkelerde kutlanılmaya devam ediyor.

 

Satürn’ün Güneş çevresinde attığı bir tam tur (Satürn yılı) 29.46 yıldır. İki turunun bir integral sayısı olan 59 yılı verdiğini fark eden Babilliler ve Yunanlıların gözünde Satürn zamanın bir temsilcisi olmuştur ve bizzat Yunanlılar tarafından Cronos ismini alarak, Yunan mitolojisindeki Jupiter’in (Zeus) babası yerine konmuştur.

Romalılar ise Satürn onuruna Saturnalia kış festivalleri kutlamışlardır. İngilizcede Saturday olan Cumartesi günüde ismini Satürn’den almaktadır.

ÜNLÜ BİLİM İNSANLARININ TELESKOPLARINDAN SATÜRN

Satürn’ün keşifler tarihçesi de tıpkı Jüpiter gibi Dünya tarihinin en karanlık dönemlerine denk gelir. Bugün, insan ırkının aydınlanmasına, herhangi bir politik veya askeri liderden çok daha büyük katkıları olmuş dünyaca ünlü ve saygın bilim insanları, bir zamanlar birçok çevrece hor görülüyor, mahkemelerde yargılanıyor ve hapsediliyorlar iken, içinde bulundukları çağın karanlığına rağmen evreni anlamak için bilimden vazgeçmemişlerdir. Bu sebeple yazımızda onlardan bahsetmemek, anılarına ve miraslarına saygısızlık olur.

Ünlü bilim insanı ve astronom Galileo Galilei 1610’da teleskobunu Satürn’e çevirdiği zaman iki yanında da birer gezegen gördüğünü zannederek şaşırmıştı. Hatta bizzat şu kelimeleri kullanmıştır: “En uzak gezegenin üçlü bir gezegen olduğunu gözlemledim”

Bunların aslen ince ve yassı bir halka sistemi olduğunun, Satürn’e temas etmediklerinin ve eğimli bir şekilde durduklarının keşfi ise 45 yıl sonra, 1655’te kendi yaptığı teleskobu ile Satürn’ü gözlemleyen Hollandalı astronom Christiaan Huygens’e aittir (bkz: Galileo’nun gözünden Satürn).

Galileo gibi Huygens de çağının önde gelen bilim insanlarındandı. Satürn’ün en büyük ve en ilgi çekici uydusu Titan‘ın keşfi de bizzat Huygens’e aittir. Hatta kendisini onore etmek için Titan’a indirilen robota da Huygens ismi konulmuştur. Huygens, Satürn ile ilgili gözlemlerinin yanı sıra, Cosmotheoros isimli eserinde Dünya gibi su barındıran gezegenlerde hayat olabileceğini yazarak çağının çok ilerisinde fikirler ortaya atmıştır.

Satürn sisteminin keşfine büyük katkıları olan bir diğer bilim insanı da ünlü İtalyan astronom, matematikçi ve mühendis olan Giovanni Domenico Cassini’dir.

Giovanni Domenico Cassini.

 

Cassini, Mars ve Jüpiter ile ilgili gözlemleri yanı sıra, Satürn’ün dört büyük uydusu, Iapetus (1671), Rhea (1672), Tethys (1684) ve Dione’nin (1684) keşfi ile adını duyurmuştur. Ayrıca, Satürn’ün A ve B halkaları arasında ayrık bir bölge olduğunu fark edip buraya “Cassini Division” demiş ve Iapetus uydusunun bir yarısının diğer yarısına kıyasla daha koyu olduğunu da keşfetmiştir.

İlerleyen yıllarda, 1789’da William Herschel, Mimas ve Enceladus uydularını keşfederken, 1848’de William Lassell, Hyperion uydusunu keşfetmiştir. 1899’da ise ilginç bir tesadüf eseri bir başka William, William Henry Pickering, Phoebe isimli sıradışı yörüngeye sahip uyduyu keşfetmiştir.

1903’te yaptığı gözlemler ile Titan’ın kalın bir atmosfere sahip olduğu izlenimi edinen Josep Comas i Sola’nın şüpheleri 1944’te Gerard P. Kuiper tarafından doğrulanmıştır.

Yüzyıllara yayılan bu keşiflerden sonra bu bilim insanlarının bize kazandırdığı bilimsel altyapı sayesinde bugün diğer gezegenlerin olduğu gibi Satürn’ün de sırlarını keşfetmeyi sürdürüyoruz.

SAYILAR İLE SATÜRN

• Güneşe en uzak noktası (Aphelion): 1 513 325 783 km (10.115 AU)
• Güneşe en yakın noktası (Perihelion): 1 353 572 956 km (9.048 AU)
• Yörünge Periyodu (Bir Satürn yılı): 29.4 yıl
• Uydu Sayısı: 62 + 150’den fazla “moonlet” denen boyutları bir kaç yüz metre olan küçük uydular.
• Yüzey Alanı: 4.27 x 10^10 km^2 (83.7 Dünya)
• Hacim: 8.2713 x 10^14 km^3 (763.59 Dünya)
• Kütle: 5.6847 x 10^26 kg (95.152 Dünya)
• Kaçış Hızı: 35.5 km/s
• Yarıçapı: 60 268 km (9.45 Dünya)

SATÜRN’ÜN YOĞUNLUĞU VE KOMPOZİSYONU

Satürn, Dünyanın 8’de 1’i kadar ortalama yoğunluğa sahip bir gaz devidir. Bütün Güneş Sistemi gezegenleri arasında en düşük değer olan bu yoğunluk, 0.687 g/cm3 olan bir değer ile suyun 1 g/cm3 olan yoğunluğundan çok daha düşüktür (Kıyaslama için, Jüpiter’in yoğunluğu 1.326 g/cm3’tür). Elbette bu yoğunluk gezegenin derinliklerine doğru artsa da, teorik olarak Satürn yeterince büyük bir okyanusta batmadan yüzebilir. (Tabi pratikte böyle bir okyanusa sahip gezegenin kütle çekimi Satürn’ün hidrojen ve helyum atmosferini çalıp, sıcak iç yapısının su ile temas etmesine, dolayısıyla hayal etmesi güç bir buhar patlamasına sebep olup, yüzyıllar sürecek bir buharlaşma-soğuma sürecini başlatacaktır.)

Satürn’ün temel iç yapısı.

 

Satürn’ün düşük yoğunluğunun yarattığı farka örnek olması için daha anlaşılır bir kıyaslama yapmamız gerekirse: Jüpiter’in yarıçapı, Satürn’ün yarıçapından sadece 1.2 kat fazlayken, kütlesi Satürn’ün 3 katından daha büyüktür. Bu gaz devi; 74-75% Hidrojen, 24-25% Helyum, 0.4% Metan, 0.01% Amonyak, 0.01% Hidrojen döterid ve 0.0007% Etan’dan oluşmaktadır.

İÇ YAPISI
Tıpkı Jüpiter gibi, Satürn’ün derinliklerine inildiğinde artan basınç ve sıcaklığın etkisiyle hidrojen önce sıvılaşmakta ve sonra sıvı metalik bir hal almaktadır. Hidrojenin bu “Süperkritik Akışkan” ve “Sıvı Metalik” halleri için Jüpiter yazımızın ilgili bölümlerine göz atabilirsiniz.

Satürn’ün 25.000 kilometre çapına ve Dünya’nın 9 – 22 katı aralığında kütleye sahip 11.700 santigrat derecede kayasal yapılı katı bir çekirdeğe sahip olduğu düşünülüyor. Bu çekirdek kalın bir sıvı metalik hidrojen ve katmanıyla çevrilidir. Bu katman ise gezegenin derinliklerine çöken helyumca zenginleşmiş bir sıvı hidrojen “okyanusu” ile çevrilidir. Bazı araştırmalar dibe çökmekte olan helyumun da tıpkı hidrojen gibi metalik bir hal almış olabileceğini göstermektedir.

İÇ ISINMA
Satürn, Güneşten aldığı enerjinin çok daha fazlasını dışarı yayar. Tıpkı Jüpiter gibi, bu bir iç ısınma mekanizması ürünüdür. Jüpiter için iç ısınma kaynağının sebebi Kelvin-Helmholtz mekanizması ile kütleçekimsel sıkışmadır. Yani Jüpiter hala oluşum evresindedir diyebiliriz. Satürn içerisinde de aynı mekanizma düşük bir ölçüde işliyor olsa bile, oluşum evresi uzun zaman önce sona ermiştir. Bu nedenle iç ısınmanın ana kaynağı farklıdır. Satürn’de oluşumu sırasında üst katmanlarda yoğunlaşan helyum, yaklaşık son 2 milyar yıldır derin hidrojen katmanlarına doğru yağış halindedir. Bu yağış halindeki helyumun hidrojen ile sürtünmesi ve kütle çekim etkisi ile sıkıştırılıp ısınması iç ısının ana kaynağıdır. Aynı nedenle dış katmanlardaki helyum oranı oldukça azalmıştır.

Uzak gelecekte helyum yağışı sonlandığında Satürn’ün iç ısınması sonlanacak ve sadece Güneş’ten aldığı kadar enerji yayacaktır.

ATMOSFER VE BULUTLAR

Satürn atmosferinin üst katmanlarında, -170 ve -110 santigrat derece ile 0.5 ve 2 bar basınç aralıklarında amonyak kristali bulutları mevcuttur. Bu üst katmanlarda aynı zamanda Güneş’ten gelen ultraviyole radyasyonu, metanın bozunmasına yol açıp, etan ve acetylene gibi hidrokarbonlar üretmektedir. Bu hidrokarbonlar derinlere çökerken atmosferdeki renk farklılıklarına neden olurlar. Daha derin katmanlardaki bulutlar ise amonyum hidrosülfat ve su içeriklidir.

Genel olarak bulut katmanları, Jüpiter gibi şeritler halinde olsa da, biraz daha soluklardır. Bu bulut paternleri ilk kez 1980’lerde Voyager sondaları gezegenin yakınından geçerken gözlemlendiler.

Cassini uzay aracı tarafından alınmış bu görüntüde, kızılötesi ışık altında Satürn atmosferindeki bulut ve fırtına oluşumları görülüyor.

 

Satürn atmosferindeki rüzgarlar, Neptün’den sonra (Voyager gözlemlerinde saatte 2.400 kilometre olan bir rekor) Güneş sistemindeki ikinci en hızlı rüzgarlardır. Özellikle üst atmosferde doğu yönlü rüzgarlar saatte 1.800 kilometreye ulaşabilmektedir.

KUZEY KUTBU HEKSAGONU VE GÜNEY KUTBU GİRDABI
İlk kez Voyager görüntülerinde 78 kuzey boylamı civarında heksagon şeklinde altıgene benzer bir yapı tespit edilmiştir. Kenar uzunlukları 13.800 kilometre olan bu oluşumun kaynağı tam olarak bilinmese de, çeşitli hipotezlere ve laboratuvar deneylerine göre bir sıvının çeşitli bölgelerindeki farklı akış hızları bu ve benzeri desenler oluşturmaktadır.

saturnaltigen
Cassini uzay aracının gözünden, Satürn’ün kuzey kutbundaki altıgen fırtına oluşumu.

 

Cassini’nin 2006 gözlemlerine göre kasırga benzeri bir yapı güney kutup noktasında sabit bir şekilde durmaktadır. Yaklaşık saatte 550 kilometrelik rüzgarlara sahip bu bölgenin milyonlarca yıldır var olduğu düşünülüyor.

MANYETOSFER

Jüpiter’in muazzam manyetosferinin 20’de 1’i gücünde olsa da, Satürn’ün derin katmanlarındaki sıvı metalik hidrojenin akışkan dinamiğinden kaynaklanan manyetosfer tabakası, Dünya’nın sahip olduğundan 500-1.000 kat arası daha kuvvetlidir. Bu da Satürn’ün manyetosferini, Güneş sisteminin en güçlü ikinci manyetik alanı yapmaktadır.

Bu manyetosfer, halkaları ve 16 uyduyu içerisinde bulunduracak şekilde, Güneş yönüne doğru ortalama 1.44 milyon kilometre kadar uzanmaktadır. Titan, ortalama 1.2 milyon kilometrelik yörüngesi ile Güneş rüzgarlarının şiddetine göre zaman zaman manyetosferin dışına çıkmaktadır.

Satürn’ün manyetosferi ile ilgili ilk kesin olmayan ölçümler 1955’te yapılmış, 1974’te ise gezegenden kaynaklanan 1MHz değerindeki zayıf radyo emisyonu tespit edilmişti. Ancak bunlar yeterli bilimsel kanıtlar olarak kabul görmediği için, 1979’da Pioneer 11 manyetosferden bizzat geçip şiddetini ölçene kadar Satürn’ün manyetosferi onaylanmadı. Detaylı ölçümler için ise sırayla Voyager 1, 2 ve en nihayetinde Cassini sondalarının verilerini beklememiz gerekti.

Satürn’ün manyetik alan yapısı.

 

Satürn’ün manyetosferi 4 katmandan oluşur. İçteki çift kutuplu bölge yaklaşık 3 Rs (3 Satürn yarıçapı) bir bölgeyi kaplar ve halkalar sayesinde tamamen plazmadan arınmıştır. Ancak halkaların ötesinde radyasyon bölgeleri mevcuttur.

İkinci bölgeye “iç manyetosfer” denir ve 3-6 Rs mesafede bulunur ve çoğunlukla çift kutuplu bir manyetik alandır. Burada soğuk plazma torusu denen bir bölge mevcuttur. Bu plazma bölgesini içeriğini Enceladus uydusundan gayserler ile püskürtülen parçacıklardan almaktadır. Bunlar genellikle pozitif yüklü oksijen, su ve benzeri moleküllerden oluşurlar. Enceladus ile birlikte, Dione ve Titan uydularından salınan parçacıklar da plazmaya katkıda bulunmaktadırlar.

Üçüncü bölge 6 ile 12-14 Rs mesafe arasında bulunur. “Extended plasma sheet” denen bu bölgede değişken manyetik akımlar hüküm sürer ve sıcak ve soğuk plazma bölgeleri bulunur.

Dördüncü ve son bölge ise 15 Rs mesafe dışında bulunur ve manyetosferin sonlandığı manyetopause bölgesine kadar devam eder. Düşük plazma yoğunluğuna sahiptir ve Güneş rüzgarlarına göre değişen, çift kutuplu olmayan bir yapısı vardır.

15-20 Rs mesafedeki bölgede ekvator hizasında manyetik alan, manyetodisk denen disk biçiminde bir hal alır. Manyetodisk Güneş’e bakan tarafta, Güneş rüzgarlarının etkisiyle manyetosferin eriminin 23 Rs ve altına düştüğü zamanlarda kaybolurken Güneş’in aksi yönünde her zaman mevcuttur. Manyetosferin iç bölgelerindeki soğuk plazma, dış bölgelerde bulunan sıcak plazma ile sirkülasyon halindedir.

Satürn’ün manyetik alanı ve plazma akışının uydularıyla etkileşimi.

 

Satürn sistemi sayısız katı objeyle doludur. Halkalarında moonlet denen küçük uydulara ve görece daha büyük aylara sahiptir. Haliyle gezegenin manyetosferi bu cisimlerle etkileşim halinde olsa da, bu etkileşim Jüpiter’in uyduları ile olan etkileşimden daha “yumuşaktır”. Manyetosferdeki plazma gezegenle aynı yönde dönüş halindeyken, birçok uydu tarafından emilmekte, ancak Enceladus, Dione ve Titan uydularından kaynaklı parçacıklar tarafından beslenmektedir.

Eskiden manyetosferdeki bu plazmanın ana kaynağı Titan zannedilirken, Cassini sondası Enceladus gayzerlerini gözlemleyerek bu konuda ki bilgilerimizi güncellemiştir.

Yolu üstündeki plazmayı emen diğer uydular gerilerinde plazma bırakmadıkları için, manyetik alan uyduların arkasında kuvvetlenmektedir. Bu uydularda ve plazmaya maruz kalan halka parçacıklarında radyoliz sonucu (iyonlara maruz kalan maddenin bozunumu) ozon, hidrojen peroksit ve moleküler oksijen açığa çıkmaktadır.

AURORA
Satürn, ultraviyole ve kızılötesi tayflarda gözlemlenebilen parlak aurora (kutup ışıkları) bölgelerine sahiptir. Bu aurora bölgeleri 70-80 derece parelellerde bulunur ve genelde halka biçimiyle kutupları çevrelerler. Auroraların yapısı ve bulundukları yerler Güneş rüzgarlarının etkisine göre değişkenlik gösterir. Bu aurora bölgeleri ultraviyole tayfında 50 GW ve kızılötesi tayfta 150-300 FW olmak üzere enerji açığa çıkarırlar.

SATÜRN KİLOMETRİK RADYASYONU (SKR)

Satürn, yoğun miktarda düşük frekanslı radyo dalgaları yayar. Frekansı 10-1300kHz olan ve birkaç kilometrelik dalgaboyuna sahip bu radyo dalgalarının gücü, gezegenin dönüşü tarafından modüle edilmektedir. Bu radyo dalgalarının kaynağının aurora bölgelerine etki eden manyetik alanlar boyunca hareket eden elektronların instabilitesi olduğu düşünülmektedir. SKR, çoğunlukla Güneş rüzgarlarının etkisiyle değişiklik göstermektedir. örneğin 1981’de Voyager 2’nin yakın geçişi sırasında Satürn, Jüpiter’in manyetosfer kuyruğunun etkisinde olduğu için SKR geçici olarak ortadan kaybolmuştur. (bkz: Jüpiter’in manyetosferi)

saturn-aurora
Cassini’nin gözünden Saturn’ün güney kutbundaki aurora oluşumu.

 

Gezegenlerin radyo emisyonlarının gezegenin dönüşü tarafından modüle edilmesi, özellikle gaz devlerinin iç yapılarında ki akışkanların (sıvı metalik hidrojen) dönüş hızı hakkında fikir verirken, Satürn için SKR’nın değişken değerleri sebebiyle bu çok zordur. Voyager 1 ve 2, modülasyon değerlerinden 10 saat 30 dakika 24 +/-7 saniye olarak ölçtükleri akışkan dönüş hızı, Cassini ve Galileo sondaları tarafından 10 saat 45 dakika 45 +/- 36 saniye olarak ölçülmüştür. Bu sebeple Satürn’ün kendi ekseni etrafında dönüşüyle ilgili kesin bir değer verilememektedir.

RADYASYON KUŞAKLARI

Satürn zayıf radyasyon kuşaklarına sahiptir bunun sebebi yüksek enerjili parçacıkların gezegeni kuşatan halkalar ve onlarca uydu tarafından emilimidir. En yoğun radyasyon kuşağı Enceladus gaz torusunun iç sınırı 3.5 Rs (Satürn yarı çapı) ve A halkasının dış sınırı 2.3 Rs arasında yer alır. Bu radyason kuşaklarının içeriğini protonlar ve yüksek hızlı elektronlar oluşturur. Enerji değerleri ise onlarca megaelektronvolta kadar yükselebilir.

3.5 Rs mesafede radyasyon kuşaklarını oluşturan yüksek enerjili parçacıklar, nötr gazlar tarafından soğurulur ancak 6 Rs mesafede tekrardan yoğunluk kazanarak halka sistemindeki akıma katkıda bulunurlar.

Radyasyon kuşaklarındaki elektronlar, manyetosfer tarafından yakalanan Güneş rüzgarlarından gelmektedir. Ancak proton içeriğinin düşük enerjili (10 MeV) bölümü manyetosferden gelirken, yüksek enerjili (20 MeV) bölümü kozmik ışınların Satürn sistemindeki katı elementler ile etkileşimi sonucu üretilmektedir.

Bahsettiğimiz bu radyasyon kuşakları, Jüpiter’de bulunanlardan çok daha zayıftır. Fakat yine de buzlu ayların yüzeylerini aşındıracak, yer yer suyu ayrıştıracak ve oksijen açığa çıkartacak kuvvettedir.

SATÜRN’ÜN HALKALARI

Satürn’ün karakteristik görünümünü oluşturan göz alıcı halkaları, mikrometre ve bir kaç metre arasında boyutları değişen sayısız su buzu ile çok az miktarda tholin ve silikat toz parçacıklarından oluşur. Zayıf teleskoplar ile tek parça, daha güçlü teleskoplar ile üç parça ve yakınına gönderdiğimiz uzay araçları ile sayısız parça ve yapıdan oluştuğunu gözlemlediğimiz bu halkalar, keşif sıralarına göre alfabetik olarak adlandırılıyor.

SATURNhalkayapisi122

Ana halkalar dışarıdan içeri doğru C , B ve A halkaları olarak isimlendirilir. Daha sonradan keşfedilen ikincil soluk halkalar ise gezegene en yakın olan F halkası, A’nın hemen dışındaki D halkası ve uzaktaki G ve E halkalarıdır. Bunların dışında da çok daha soluk toz halkaları ve ana halkalar içerisinde farklı yapılar ve ayırımlar mevcuttur. Bazı belirgin ayırımlar Pan benzeri küçük uydular tarafından temizlenmiştir.

Gezegenin bu muazzam halka sistemi başlı başına incelenmesi gereken çok geniş bir konudur. O nedenle halka sistemini detaylarıyla geniş biçimde şu yazımızda ele aldık.

SATÜRN UYDU SİSTEMİ

Satürn; 13 tanesi 50 kilometreden büyük çaplara sahip, 53 tanesi isimlendirilmiş 62 ay ve sayılarının en az 150 olduğunu bildiğimiz “moonlet” denen çok küyük boylu uyduya sahiptir.

Satürn sistemi, Güneş sisteminin sayı olarak en zengin uydu sistemini barındırır. Ancak kütle dağılımı uydular arasında pek dengeli değildir, Titan, Satürn’ü çevreleyen uydu ve halkaların toplamının kütle olarak 96%’sını oluşturur. Küresel yapıya sahip geri kalan 6 büyük uydu, Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea ve Iapetus geri kalan 4%’ün çok büyük bir kısmını oluştururken, diğer 55 küçük uydu ve bütün halka sistemleri birlikte Satürn çevresindeki kütlenin 0.04%’ünü oluştururlar.

Satürn’ün büyük uydularının birbirlerine göre orantılı boyutları.

Satürn uydu sistemi, gelecekte kolonizasyon açısından Güneş sisteminin en dost canlısı bölgelerinden biridir. Jüpiter sisteminde sadece Callisto’nun yüzeyi kabul edilebilir radyasyon seviyeleri içerirken, Ganymede ve Europa’nın yüzeyleri yeterli radyasyon koruması olmadan bizler için ölümcül olabilir. Ancak Satürn uydu sistemi, gerek düşük miktarda radyasyon, gerek çok sayıda düşük kütle çekimli uydu, gerekse sistemdeki su ve helyum-3 rezervleri ile gelecekte yerleşim için oldukça uygun yerlerdir. En büyük dezavantajı ise uydular ve halkalar sebebiyle sistemde çok fazla “kirlilik” niteliğinde artık parçacık ve mikro meteorit bulunmasıdır.

Uydular Çapları En dış yörünge uzaklığı
Ay (referans olarak) 3474 km 384.000 km
Titan 5151 km 1.221.930 km
Rhea 1527 km 527.108 km
Iapetus 1468 km 3.560.820 km
Dione 1122 km 377.392 km
Tethys 1062 km 294.619 km
Enceladus 504 km 237.950 km
Mimas 396 km 185.404 km
Hyperion 270 km 1.481.010 km
Phoebe 213 km 12.869.700 km
Janus 179 km 151.472 km
Epimetheus 116 km 151.422 km
Prometheus 86 km 139.380 km
Pandora 81 km 141.720 km

50 kilometre çapından daha küçük, hatta çoğu 10 kilometre çapından da küçük olan, genel olarak şekilsiz uyduların isimleri de şöyledir:

Siarnaq (Eskimo / Inuit mitolojisinden bir canavardan alır adını, sakin olun :)), Helene, Albiorix, Atlas, Pan, Telesto, Paaliaq, Calypso, Ymir, Kiviuq, Tarvos, Ijiraq, Erriapus, Skathi, Hyrrokkin, Daphnis, Tarqeq, Mundilfari, Narvi, Suttungr, Thrymr, Bestla, Kari, S/2007 S 2, Bebhionn, Skoll, S/2004 S 13, Greip, Jarnsaxa, S/2006 S 1, Bergelmir, Hati, Aegir, S/2004 S 7, S/2006 S 3, Surtur, Loge, Fornjot, S/2004 S 12, Farbauti, S/2007 S 3, Pellene, S/2004 S 17, Fenrir, Methone, Polydeuces, Anthe, Aegaeon, S/2009 S 1

Bu uyduların en küçük üyeleri yaklaşık 500 metre çapıyla Aegaeon ve B halkası içerisindeki yörüngesiyle moonlet sınıfından olan yaklaşık 300 metre çaplı S/2009 S 1 dir.

TİTAN
Anlatmaya nereden başlasak bilemiyoruz, Güneş sisteminde ki en ilgi çekici uydu ve en ilgi çekici gök cisimlerinden biri. Ganymede’den sonra Güneş sisteminin ikinci en büyük uydusudur Titan ve bizim ayımızın iki katı çapı vardır. Ağırlıklı olarak Nitrojenin yanında Metan ve Hidrojen barındıran Dünya’nın atmosferinden daha kalın bir atmosferin altında su buzu ve kayadan oluşan yüzeyinde sıvı hidrokarbon (metan, etan, propan benzeri) yağmurları, nehirleri, deltaları, gölleri, denizleri ile dünyada ki su döngüsüne benzer bir sıvı döngüsüne sahip ayrıca buz volkanlarının soğuk gazlar püskürttüğü buz gibi bir dünyadır Titan. Detaylı bilgileri şu yazılarımızda bulabilirsiniz:
• Satürn’ün soğuk cenneti Titan
• Titan’a yaz gelecek mi?

rhea-cassini
Rhea uydusunun Cassini tarafından alınmış bir fotoğrafı.

 

RHEA
Satürn’ün ikinci büyük uydusu olan 1.527 kilometre çaplı Rhea, düşük yoğunluğu ile 75% su buzu içermektedir. Gerek fiziksel yapısı, gerekse çok ince atmosferi ile Dione uydusuna çok benzer. İki uydu da yörünge hareket yönü yerine, arkada kalan yarı kürelerinde yoğun krater izlerine sahiptir. Buna sebep olarak Satürn’ün oluşumu sırasında bu yönden meteor bombardımanına maruz kalmış olması düşünülmektedir.

IAPETUS
Neredeyse 80% buzdan oluşan 1.468 kilometre çaplı Iapetus, birçok sıra dışı coğrafi özelliğe sahiptir. En dikkat çekeni ekvatoru boyunca uzanan dağ sırasıdır. Bu dağ sırası 1.300 kilometre boyunca uzanmakta, 20 kilometre genişliğinde ve 13 kilometre yüksekliğindedir. Bu yapının nasıl oluştuğu ve nasıl ekvatoru mükemmel bir şekilde takip ettiği henüz kesin olarak belirlenememiştir.

Iapetus5487
Iapetus ve “aşırı kirli” yüzey yapısı.

 

Başka bir ilginç özellik de yüzeydeki dikkat çekici renk farklılıklarıdır. Yörünge hareket yönündeki yarı küre ve yakın bölgeleri santimetreler kalınlığında koyu bir birikim ile kaplıyken, arka yarıküresi ve kutupları oldukça parlak görünmektedir. NASA bilim insanları, bu birikimin orjinalde yörünge üzerindeki artık maddelerden geldiğini, ama artık yüzeyden süblimleşen buzun Güneş ışığı etkisiyle kararması sonucu oluşmaya devam ettiğini düşünüyor.

DIONE
İç bölgenin 1.122 kilometre çaplı en büyük ikinci uydusu olan Dione, aynı zamanda Güneş Sistemi’ndeki kendisinden küçük bütün uyduların toplamından daha fazla kütleye sahiptir. Dione’nin yüzeyi neredeyse tamamen su buzundan oluşsa da, yoğunluğu ile Titan ve Enceladus’dan sonra üçüncü sıradadır. Bu sebeple kütlesinin %46’sının yoğun kayalarda oluştuğu tahmin edilmektedir.

Dione’nin yörüngesindeki ilerleyiş yönüne bakan yarıküresi, E halkasından kaynaklı materyal birikimi ile kaplıyken diğer yarıküresi kraterlerle, buzdan oluşmuş parlak tepeler ve vadilerle doludur.

dione-saturn
Cassini uzay aracının çektiği bu muhteşem fotoğraf, Dione ve Satürn’ü aynı kare içinde gösteriyor.

 

Genel olarak kütleçekimsel kilitteki uyduların hareket yönüne bakan yarı küreleri daha fazla kraterlerle kaplı olurken, Rhea gibi Dione’de bu durum tersinedir. Dione’nin bir diğer ilginç özelliği de, çok ince bir oksijen atmosferi tabakasına sahip olmasıdır.

ENCELADUS
500 kilometrelik çapı ile Enceladus, Satürn’ün 6. büyük uydusudur. Gündüzleri ancak -198 santigrat dereceye kadar yükselen sıcaklığı ile tamamen buzla kaplı bir aydır. Özellikle Cassini’nin keşfettiği, güney kutbunda bulunan saniyede 200 kilogram su buharı ve buz parçaları püskürten en az 100 adet gayzer benzeri buz volkanı (Cryovolcanoes), bu uydunun en önemli jeolojik özelliklerini oluşturuyor. Bu buz volkanlarından püskürtülen parçacıkların bi kısmı Enceladus’a kar yağışı benzeri bir şekilde “yağarken”, kaçış hızına ulaşan parçacıklar E halkasını oluşturmaya devam ediyor.

Bu gayserler aynı zamanda güney kutbunda yer altında bulunan yaklaşık 10 kilometre kalınlığındaki sıvı su okyanusunun da kanıtıdır. Enceladus hakkında daha detaylı bilgiyi şu yazımızdan alabilirsiniz.

TETHYS
Güneş Sistemi’ndeki en düşük yoğunluğa sahip uydulardan biri olan Tethys, kraterlerle ve fay hattı bölgelerine benzer vadilerle dolu bir uydudur. Diğer uydular gibi Tethys de, yörünge hareketi yönüne bakan yarı küresinde E halkasından kaynaklanan madde birikimi ve bu madde birikiminin yarattığı renk farklılığına sahiptir. Tethys hakkında detaylı yazımızı buradan okuyabilirsiniz.

Mimas-Saturn
Mimas ve üzerindeki devasa krater.

 

MİMAS
Mimas’ın yüzey alanı İspanya’dan biraz daha azdır. 396 kilometre çaplı bu uydu 130 kilometre uzunluğunda dikkat çekici Herschel isimli kratere sahiptir. Bu krater Mimas’a, Yıldız Savaşları serisindeki Ölüm Yıldızı benzeri bir görüntü vermektedir. Krater 1980’de keşfedildiği ve Yıldız Savaşları daha önce çekildiği için bu benzerlik bir raslantıdır. Kraterin yanında, irili ufaklı sayısız başka kraterler ve vadiler Mimas’ın buz kaplı yüzeyini süslemektedir.

HYPERION
Güneş Sistemi’nin süngeri denebilecek bu uydu, kaotik ve biçimsiz düzensizliği ile hayret vericidir. Yaklaşık 270 kilometrelik yarıçapa sahip, en büyük düzensiz uydulardan biri olan Hyperion’un yüzeyi kelimenin tam anlamıyla parçalanmıştır. Hyperion hakkında daha fazla bilgi için şu yazımızı okuyabilirsiniz.

cassini-hyperion
Sünger taşına benzer yapısıyla Hyperion.

 

Hyperion’un ilginç bir özelliği de, kaotik bir yörüngeye sahip olmasıdır. Tıpkı Plüton‘nun uyduları Nix ve Hydra gibi, bu kaotik yörünge, uydunun ilerleyen tarihlerde nerede olacağının belirlenmesini zorlaştırmaktadır. Böyle uyduların maruz kaldığı en ufak kuvvetler bile yörüngelerinde değişimlere neden olmaktadır.

SATÜRN SİSTEMİNDE DÜNYA DIŞI YAŞAM

TİTAN
Titan, hidrokarbon döngüsü ve zengin organik maddeleri ile Dünya dışı yaşam için uygun bir aday konumundadır. Elbette Titan’daki olası canlılar Dünya’da aşina olduklarımızdan çok daha farklı olacaklardır. Her şeyden önce su yerine değil metan kullanıyor olmalılar.

Cornell Üniversitesi’nde yapılan çalışmalar, Metan bazlı canlıların olası olduğunu söylüyor. Teorik olarak organik nitrojen bileşiklerinden oluşan hücre duvarları, Titan’ın soğuk ve sert ikliminde -202 derecelik sıvı metan denizlerinde işler kalabilir.

titanmetanyagmuru
Titan, sıvı metan denizleri ve metan yağmurları ile, aktif yaşayan bir dünya görünümünde. Bu nedenle bilim insanlarınca üzerinde yaşamın şekillenmiş olabileceği ihtimali üzerinde duruluyor (Görsel gerçek fotoğraf değil, bir sanatçı ilüstrasyonudur).

 

Mühendisler bu teorik hücre zarına “Azotosome” adını vermiş. Titan’da bolca bulunan nitrojen (azot), karbon ve hidrojen moleküllerinden oluşup Dünya’ya özgü hücre duvarları kadar esnek ve stabil bir yapıya sahip olabiliyor. Araştırmacılar şu anda böylesi hücre yapılarının Metan içerisinde nasıl davranışlar göstereceği ve metan bazlı canlıların üremeye eşdeğer faliyetlerinin neler olabileceği üzerinde çalışıyor.

Böylesi canlılar teorik olarak modellenebiliyor iken, Titan üzerinde veya denizlerinde bulunmalarını bekleyebiliriz. Ya da en azından umut edebiliriz.

ENCELADUS
Güney kutbunun derinlerinde sıvı su okyanusu olduğunu bildiğimiz Enceladus, su bazlı yaşam için oldukça uygun bir uydu. Tıpkı Europa, Ganymede ve Callisto uydularında da olası olduğu gibi, bu okyanus yaşama ev sahipliği yapıyor olabilir. Bazı çalışmalar Enceladus okyanusunun kayasal mantosu ile temas halinde olduğunu ve bunun birçok kimyasal reaksiyona neden oluyor olabileceğini gösteriyor. Bu etkileşimler, su ile temas eden metallerin “serpentinization” yöntemi yeni minerallere dönüşmesine ve bu esnada suya moleküler hidrojen katarken, pH derecesinin artmasına neden olmaktadır.

enceladusstripes_cassini
Dev yüzey altı okyanusu, Enceladus’un derinliklerinde hayatın şekillenmiş olabileceğini düşündürüyor.

 

Oldukça tuzlu olan bu okyanus pH 11 – 12 aralığı ile amonyak bazlı solüsyonlar kıvamında olsa bile, yine de Dünya’daki canlıların tolerans limiti içerisinde. Üstelik sudaki moleküler hidrojen, Dünya’daki aminoasitler gibi karmaşık organik bileşikler oluşumuna yardımcı olabileceği gibi, tek hücreli canlılar için de besin kaynağı olabilir.

SATÜRN
Bildiğimiz canlı türlerinin kesinlikle evrimleşemeyeceği düşman bir ortam olan Satürn atmosferi, tıpkı Jüpiter gibi amonyak bazlı canlılar için olası bir yaşam alanı olabilir. Tabi saatte 1800 kilometre sürat ile esen rüzgarların olduğu bir atmosferde yaşayacak canlı türlerini hayal etmek oldukça zordur.

SATÜRN SİSTEMİNİN KEŞFİ

Bir zamanlar sadece hayal iken, şimdi teknolojinin gelişmesi ile birlikte Güneş Sistemimizin üyelerine bilimsel cihazlarımızı gönderebiliyoruz. Bu halkalı gezegene gönderilen ve gönderilecek olan uzay araçlarını inceleyelim.

Pioneer 11: 5 Nisan 1973’te fırlatılan Pioneer 11, 1979 Eylülünde Satürn’ün yakınından geçti. Pioneer 11 adından da anlaşılacağı gibi bir yol bulucuydu. Gezegenler arası uzayın koşullarını ve Satürn çevresindeki bölgeyi test etmek amacıyla gönderilmişti.

Pioneer uzay aracının çektiği bu fotoğraf, Satürn’ün halkalarına ait elimideki ilk yakın plan görüntü olma özelliğini taşıyor.

 

Voyager 1 ve Voyager 2: 1977’nin 1 Eylül ve 20 Ağustos tarihinde fırlatılan bu sondalardan Voyager 1, 13 Kasım 1980’de ve Voyager 2, 27 Ağustos 1981’de Satürn’ün yakınından geçtiler. Pioneer 11’den edinilen bilgiler ışığında geliştirilen bu karmaşık sondalar; Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün hakkındaki bilgi dağarcığımızı inanılmaz ölçüde genişletmiştir. Gönderdikleri fotoğraflar ve bilgiler yüz yıl önceki bilim insanları tarafından hayal bile edilemeyecek ölçüdeydi.

Cassini/Huygens: NASA ve ESA’nın ortak projesi olan Cassini/Huygens, tamamen Satürn’ün keşfine adanmış olan ilk görev. Cassini, 6 Kasım 1997’de fırlatılırken sahip olduğu nükleer radyoizotop jeneratörü sebebiyle oldukça tepki çekmişti. Ancak bu jeneratör sayesinde Temmuz 2004’te Satürn sistemine giriş yaptığından beri verimli bir şekilde işler vaziyette. Bu görevin en önemli dönüm noktası ise, Cassini ile birlikte gönderilen Huygens sondasının Titan’a indirilmesi olmuştur. Böylece hidrokarbon ve metan okyanuslarına sahip bu soğuk cennetin kalın atmosferinin altını ilk kez görebildik.

SATÜRN SİSTEMİNİN GELECEKTEKİ KEŞFİ

Satürn sistemi keşif için oldukça ilginç bir aday olsa da, ne yazık ki birçok keşif görevi ödenek ayırılamadığı için hayata geçirilemedi. Bunların arasında en önde gelen 2.5 milyar dolarlık NASA/ESA ortak Titan Saturn System Mission aracı, Titan’a biri atmosfer balonu diğeri denizaltı olacak şekilde iki robot indirmeyi planlıyordu. Ancak Europa Jupiter System Mission görevine öncelik verildiği için hayata geçirilemedi.

enceladus-probe
Gelecekte, Enceladus’a gönderilecek olan bir sonda ile buz yüzeyi delip yüzey altı okyanusuna erişim planlanıyor.

 

Şu anda Enceladus ve Titan’a ayrı ayrı gönderilecek araçlar üzerinde çalışmalar devam ediyor olsa da, bir denizaltı aracı olması planlanan yeni Titan görevi için henüz çok erken. Enceladus’a gidecek bir robot için ise 2016 yılında son onay kararı verilmesi bekleniyor. Yakın gelecekte herhangi bir araç fırlatılana kadar, daha uzun yıllar boyunca Cassini, Satürn sistemindeki gözümüz ve kulağımız olmaya devam edecek.

Daha önce belirttiğimiz gibi, uzak gelecekte Satürn sistemi kolonizasyon için oldukça uygun bir aday. Yoğun su miktarı, geleceğin füzyon ekonomisini destekleyecek miktarda helyum-3, düşük radyasyon ve bol miktarda uydu ile Jüpiter’den çok daha yüksek bir potansiyel barındırıyor.

Bugün Voyager’ların ve Cassini’nin gönderdiği fotoğrafları ve bilgileri, hayatlarının büyük bir bölümünü gökyüzünü gözlemlemeye adamış Galileo, Huygens ve Cassini gibi bilim insanları görebilseydi keşke. Onların öncülükleri sayesinde Güneş Sistemi’ndeki bütün bu garip dünyalar bizim günlük hayatımızın ve bilgi hazinemizin bir parçası haline geldi.

Berkan Alptekin

Kapak fotoğrafı ve kullanılan tüm uydu görselleri (altyazıda aksi belirtilmedikçe) Cassini Uzay Aracı tarafından çekilmiştir. 




Voyager ve Pioneer Araçları Nerede Ne Yapıyor?

Önümüzdeki yüzyıllarda “tarihi eser” statüsü kazanacak olan Voyager ve Pioneer’lar, eğer uzak gelecekte birileri tarafından müzede sergilenmek üzere geri getirilmezse, yüz milyonlarca yıl boyunca yollarına devam edecekler.

Son birkaç yıldır, uzay yarışının antik çağlarından kalma uzay araçlarının Güneş sisteminin dış kısımlarına doğru sürdürdükleri yolculuklar basında sıkça yer bulmaya başladı. Sosyal medyanın da devrimsel etkisiyle astronomi ile içli dışlı olmaya başlayan pek çok bilim meraklısı da bu haberleri ilgiyle takip ediyor.

Yani ülkemizde daha çok akademik alanda sıkışmış olan bilim, halk içinde hızla daha çok kişinin ilgi alanına giriyor. Elbette bunlar sevindirici gelişmeler ancak Türkiye medyasının bilime ve etiğe yakın durmak için daha çok çabalaması gerekiyor. Zamanla taşlar yerine oturacaktır…

554643_134306766715811_751626650_n
Voyager 1 uzay aracı.

 

1970’li yıllarda evrenin keşfi ve Dünya dışı yaşam arayışının henüz taze olduğu günlerde büyük bir heyecanla fırlatılan Pioneer ve Voyager araçları, bugün hala yollarına devam ediyorlar. Bu araçların bazıları artık “ölü” olarak uzun yolculuklarını sürdürse de, bazıları hala canlı ve bizimle iletişim halinde.

Gerçekte bilim dünyasının büyük teşekkürlerini hakeden Pioneer ve Voyager araçlarının birincil görevleri; dev gezegenler olarak nitelediğimiz Satürn, Jüpiter, Uranüs ve Neptün üzerine olan sınırlı bilgimizi, daha doğrusu bilgisizliğimizi gidermekti. 1972 yılında Pioneer 10 Jüpiter’e ve 73’te Pioneer 11 Satürn’e bu amaçla fırlatıldılar. Her iki araç da görevlerini kendilerinden beklenen biçimde, hatta daha iyi yerine getirip, Jüpiter ve Satürn hakkında bilgilerimizi kökten değiştirecek çok önemli veriler ve fotoğraflar gönderdiler.

Bu parlak başarıları ve fırlatılışlarının ardından geçen uzun yıllar boyunca veri göndermeyi ve yollarına devam etmeyi sürdüren her iki aracın enerji kaynakları tükenmeye başladı ve 2000’li yılların başlarında her ikisi de sessizliğe gömüldü. 1977’de ise Voyager 1 ve 2 benzer bir misyon için daha gelişmiş araştırma araçlarına sahip olarak fırlatıldılar.

Voyager 1 ve Voyager 2
Voyager ve Pioneer görevlerin halka anlatılmasında büyük katkısı olan ve araçların üzerindeki insanlığı anlatan plakaların fikir babası Carl Sagan.

 

Voyager 1, Jüpiter ve Satürn görevlerini tamamladıktan sonra, Dış Güneş Sistemi’ne yönelirken, Voyager 2 Güneş Sistemi’nin en uzak iki dev gezegeni olan Uranüs ve Neptün’e doğru yoluna devam etti. Voyager 2’nin Neptün ve Uranüs görevlerinde gönderdiği fotoğraf ve veriler, bugün bu iki gezegen hakkındaki bilgimizin en büyük kısmını oluşturmayı sürdürüyor.

Bugün biraz daha eski teknolojiye sahip olan Pioneer araçlarıyla iletişim kesilmiş ve bu uydular artık kör bir biçimde yollarına devam ediyor olsalar da, Voyager’lar hala veri gönderimine devam ediyorlar. Hatta bu araçlarla kurulabilen iletişimin ne kadar sağlıklı olduğunu şöyle örnekleyebiliriz: Bizden milyarlarca kilometre uzakta bulunmasına rağmen, Voyager 2’nin sorun çıkartan yazılımı Dünya’dan iletilen bir güncelleme ile 2010 yılında onarıldı.

Evet, şaşırdınız değil mi? 1970’li yıllarda bilgisayarlar bir hesap makinasından hallice de olsa, üzerlerinde bir yazılım çalışıyor. Uzay araçlarında kullanılan bilgisayarlar için önemli olan hız değildir. Basit yönlendirme ve görev komutlarını yerine getirebilmeleri yeterlidir.

Bu nedenle, Voyager ve Pioneer araçlarının bilgisayarlarında 8 bitlik RCA 1802 ve türevi işlemciler kullanıldı. Bu işlemciler 3 ila 6 megahertz arasında bir hıza sahipler ve 32 kb (evet kilobayt) hafızaları var. Bu hafıza size küçük gelmesin, eskinin muhteşem oyunu Süper Mario Kardeşler, ilk olarak bunun dörtte biri kadar hafıza üzerinde çalışabilecek biçimde yapılmıştı!

Voyager 1 ve Voyager 2
Voyager uzay araçlarını çalıştıran, 1971 yapımı 3.2 megahert hızındaki RCA 1802 işlemci.

 

Güneş’ten çok uzaklara yol aldıkları için araçların güneş panelleri ile elektrik üretmeleri beklenemezdi. O nedenle bu görevlerde kullanılabilecek “bildiğimiz” en uzun süreli enerji kaynağı olan nükleer piller (RTG) tercih edildi. Bir plütonyum kütlesinin yaydığı ısıyı elektriğe dönüştüren bu piller sayesinde 2025’li yıllara kadar enerji sıkıntısı çekmeyecekleri düşünülüyor. Fakat, plütonyumun ısısını elektriğe çeviren düzeneğin ömrü daha kısa.

Yani plütonyumun yaydığı enerji tükenmese bile araçların şu anda bile aniden elektriksiz kalma ihtimali sözkonusu. Tahminler, araçların 2020-2025 yılları arasında tamamen sessizliğe bürüneceği yönünde. Bundan daha uzun süre çalışır halde kalabilecekleri öngörülmüyor, çünkü şimdiden tasarım aşamasındaki kullanım ömürlerini onlarca yıl aşmış durumdalar.

Peki bu araçlar şu anda neredeler?

Hem Pioneer, hem de Voyager araçları uzun zaman önce son gezegen olan Neptün’ün yörüngesinin ötesine, hatta heliosphere’in ötesine ulaşmış durumdalar. Burada biraz teknik bilgi vermemiz gerekiyor:

Voyager 1 ve Voyager 2
Voyager 1 ve 2’nin 2015 başı itibarıyla Heliosphere içindeki yaklaşık konumları.

 

Güneş’ten yayılan yüklü parçacıklar ve atomlardan oluşan Güneş rüzgarı, Güneş’in hareket yönünün tersine uzanan damla şekilli heliosphere (günküre) denilen düşük yoğunluklu bir ortam oluşturur. Bu parçacıklar yaklaşık 400 km/sn gibi süpersonik (ses hızından çok daha yüksek) bir hızla hareket ederler. Fakat güneşten 90-100 ab (1 ab = 150 milyon kilometre) kadar uzaklıkta artık yavaşlayarak ses altı hıza düşerler. Parçacıkların ses altı hıza düştüğü bu bölgeye termination shock (sonlandırma şoku) ismi verilir.

Heliosphere’in bu sonlandırma şoku sınırı ile yıldızlararası ortamdan gelen rüzgara yenik düşüp “durduğu” durgun bölgeye kadar olan alana heliosheath (gündurgun) deniliyor. Bu alanda, Güneş rüzgarı ses altı hızda yoluna devam eder, yaklaşık Güneş’ten 130-150 ab uzaklıkta ise yıldızlararası rüzgarın gücüne yenik düşerek tamamen durur. Güneş rüzgarlarının tamamen durduğu bölgeye de heliopause adı veriliyor.

Artık 40 yıllık yolculuktan sonra Güneş’ten yaklaşık 20 milyar (2018 Ekim ayı itibarıyla Voyager 1 aracı 21.4 milyar, Voyager 2 ise 17.7 milyar) kilometre uzakta yola devam eden araçlar, Güneş rüzgarlarının etkisini tamamen yitirdiği heliopause sınırına ulaştılar. Dış uzaydan gelen parçacıkların artık Güneş rüzgarlarınca durdurulamadığı, yani Güneş sisteminin koruma kalkanının devre dışı kaldığı yıldızlararası ortamda yollarına devam edecek olan araçlar, tarih boyunca Güneş’in korumasından tümüyle çıkmış ilk insan yapımı nesne konumunda olacaklar.

Voyager Pioneer
Voyager ve Pioneer araçlarının yörüngeleri, görev çizelgesi ve bugün yol aldıkları rotalar.

 

Araçlardan Voyager 2 şu anda heliosheath bölgesinden henüz çıkmadı ve yoluna devam ediyor. Voyager 1 ise artık yolculuğuna yıldızlararası ortam olarak nitelenen bölgede devam ediyor. Araçların konumlarını bu linkten takip edebilirsiniz.

Medyada yer aldığının aksine, Voyager’lar Güneş Sistemi dışına çıkmış sayılmıyorlar. Her ne kadar Güneş rüzgarları ve Güneş’in manyetik etkileri heliopause sınırının ardından sona erse de, yıldızımızın kütleçekimsel etkileri buradan çok daha uzaklara kadar hakimiyetini koruyor. 4 ışık yılına kadar (1 ışık yılı = 9.5 trilyon kilometre) yakın çevresinde başka bir yıldız bulunmayan Güneş’in bu kütleçekimsel hakimiyetini yaklaşık 1,5-2 ışık yılı çapında küresel bir alan içinde koruduğunu düşünmek hatalı olmaz.

Gökbilimciler, bu uzak bölgenin de boş olduğunu düşünmüyorlar. Zaman zaman Güneş sistemi içlerine yönelen geniş yörüngeli kuyruklu yıldızlara evsahipliği yapan Oort Bulutu 30.000 ila 50.000 ab uzaklıkta küresel bir biçimde Güneş Sistemi’ni çevreleyerek son sınırı oluşturuyor. Oort Bulutu’ndaki kuyruklu yıldız sayısı ise 100 milyarın üzerinde olarak tahmin ediliyor.

Saniyede yaklaşık 10 km’ye ulaşan hızlarla yol alan Voyager ve Pioneer araçlarının 40 yıla yakındır sadece 19 milyar kilometre yol alabilmiş olduğu düşünüldüğünde, Güneş Sistemi’nin sınırlarının büyüklüğü daha net anlaşılacaktır.

538725_134306296715858_937088785_n
Güneş sistemini çevreleyen Oort Bulutu’nun temsili gösterimi.

 

Şu anda Oort Bulutu’na ulaşmaları için birkaç yüzyıllık yolları olmasına karşın, bilimsel araçlarının çoğu çalışmaya devam eden Voyager’ların yıldızlararası ortam olarak niteleyebileceğimiz bölgeden gönderecekleri veriler bilim insanları için büyük önem taşıyor. Buradan elde edilecek veriler, yıldızlararası ortamın yapısı hakkında başka şekillerle ulaşılması neredeyse imkansız olan bilgiler edinmemizi sağlayacak. Çünkü, onların şu an bulundukları bölgeye çalışır halde ulaşabilecek tek uzay aracı olan New Horizons (Yeni Ufuklar) aracının bile, o uzaklığa erişmesi için onlarca yıl daha yol alması gerek.

Önümüzdeki yüzyıllarda “tarihi eser” statüsü kazanacak olan Voyager ve Pioneer’lar, eğer uzak gelecekte birileri tarafından müzede sergilenmek üzere geri getirilmezse, yüz milyonlarca yıl boyunca yollarına devam edecekler. Uzay gerçekte çok “boş” olduğu için, herhangi bir gökcismine çarparak yok olma ihtimalleri de gözardı edilebilecek kadar düşük. Yine de, ömürleri sonsuz değil; yıldızlararası ortamda çok büyük bir hızla yol alırlarken, çarpan mikro partiküller ile yavaş yavaş aşınacak ve çok çok uzun bir zaman diliminde, bir milyar yıl içinde yavaşça toza dönüşerek yok olacaklar.

Ya da söylediğimiz gibi, belki de birkaç bin yıl sonra, bir uzay arkeoloğunun en değerli keşfi olarak koleksiyonunun bir parçası olabilirler.

Zafer Emecan

Not: İlk olarak 5 Eylül 2012 tarihinde yayınladığımız bu yazımız, yeni veriler eşliğinde güncellenip geliştirilerek tekrar yayınlanmıştır. Facebook




Galaksinin Boşluklarını Dolduran; Yıldızlararası Madde

Hemen hepimiz gözümüzü gökyüzüne çevirip, evrenin sonsuzluğunu seyre daldığımızda belki de düşündüğümüz ilk şey, uzayın ne kadar devasa bir boşluk olduğudur. Bizlere göre uzay, hemen her noktası yıldızlar ile donatılmış sonsuz bir boşluktan ibaret görünüyor. Yıldızlararası maddenin varlığı aklımıza bile gelmiyor.

Gerçekte ise, işin aslı pek de öyle sandığınız gibi değil. Zihnimizi biraz daha açık tutmamız ve daha detaylı araştırmalar yapmamız bize, var oluşumuzla ilgili daha temel bilgileri verebiliyor.

Hem galaksilerdeki, hem de galaksiler arasındaki bütün boşluklar, gerçekte astronomide adına “Yıldızlararası Madde(Interstellar Medium) denilen aşırı derecede seyrek, fakat buna rağmen ölçülebilir yoğunluğa sahip olan dağınık bir madde ile dolu. Evrende yıldızların doğmasını sağlayan ve öldüklerinde de içlerine karıştıkları Yıldızlararası Madde, Gökadamız Samanyolu’nun görünür kütlesinin onda birini oluşturmakta.

Dünya yörüngesi civarında yakalanıp incelenenebilmiş olan yıldızlararası toz taneciklerinden bir örnek. Bu elektron mikroskobu görüntüsü sizi yanıltmasın, çünkü gördüğünüz bu “şey”, ömrünüz süresince görebileceğiniz en küçük toz zerresinden çok ama çok daha küçük (Telif: N. Spring).

 

Yıldızlararası toz zerrecikleri o kadar küçüktür ki, evlerimizde uçuşan en küçük toz zerrecikleri bile onların yanında devasa yapılar olarak kalır.

Yıldızlararası Madde, büyük oranda gökada (galaksimizin) merkezini çevreleyen yıldızları kapsayan, birkaç yüz ışık yılı kalınlığında ince bir tabaka halinde yer alır ve hemen tüm yıldızların etrafında yoğun veya seyrek olarak görülür. Kütlesinin yüzde 90’ından fazlası gaz halinde bulunan bu maddenin toplam kütlesi, çok büyük oranda hidrojen (yaklaşık %70-74) ve helyumdan (yaklaşık %20-24) oluşur.

Geriye kalan kütlenin yüzde 1 ile 10 arasındaki bir kısmı ise, çok küçük toz parçacıklarından oluşuyor. Bu parçacıklar, kırmızı dev yıldızların ortalığa saçtığı ağır metallerden (gökbilim dilinde hidrojen ve helyum harici her elemente metal denilir) ve süpernova patlamaları sırasında ortalığa saçılan demirden daha ağır elementlerden meydana geliyorlar.

Bu toz zerrelerinin tam olarak bileşimi ve içeriği hesaplanamıyor olsa da, karbon temelli görece karmaşık molekülleri de yoğun olarak barındırdıkları gözlemleniyor. Bu bağlamda, karbon temelli, yani Dünya benzeri hayat için gerekli olan (basit düzeyde de olsa) moleküllerin önemli bir bölümü bu yapılarda oluşabiliyorlar.

Güneş (ve tabii ki Dünya), şu anda devasa bir “yıldızlararası madde” kütlesinin içinden geçiyor ama, hiçbirinizin bundan haberi bile yok. Çünkü, bu “sıradan bir doğa olayı”dır (Telif: Linda Huff – Priscilla Frisch / Çeviri: Kozmik Anafor).

 

Yıldızlararası madde, evrende her zaman kolaylıkla gözlemlenemiyor. Fakat önünde yer aldıkları bir yıldızın ışığını soğurmaları ve çarpıtmaları sebebi ile oluşturdukları anormal görüntüler ile varlıklarını belli ediyorlar.

Yıldızlararası toz açısından zengin durumda olan molekül bulutları, ışığı soğurma özelliklerinin yüksek olması sebebi ile yıldızların ya da kendilerinden daha parlak bulutsuların önünde yer aldıklarında çok daha koyu renkte ve yoğun bir yapıda görünürler.

Çoğu zaman devasa toz bulutları, herhangi bir parlak cismin önünde yer almasa da, göze parlak şekilde görünebiliyor. Bunun sebebi, daha önceden soğurulan bir yıldız ışığının, yıldızlararası tozu ısıtması sebebi ile kızılötesi dalga boylarında görünür hale gelebilmelerinden ileri geliyor.

Hazırlayan: Sinan Duygulu
Düzenleme: Zafer Emecan

https://www.annphys.org/articles/anphys/abs/1991/04/anphys_1991__16_4_375_0/anphys_1991__16_4_375_0.html
https://www.britannica.com/science/interstellar-medium
http://casswww.ucsd.edu/archive/public/tutorial/ISM.html




Takımyıldızlar Nedir, Neden Önemlidir?

İnsanoğlu yeryüzünde ve gökyüzünde görüp, tanımlayamadığı şekil veya cisimleri tanıdığı bazı cisim veya varlıklara benzetmeye meyillidir. Belki de bunun sebebi, insan olarak bizlerin, belirsizliklerden, “bilmiyorum”lardan hoşlanmayışımızdandır.

Belirsizlikleri belirsizlik olarak bırakamaz, mutlaka belirsizliklerden bazı anlamlar çıkarırız. Örneğin çoğunlukla atmosferde rastgele dağılan bulutların tanımlı, belli bir şekli yoktur. Bu yüzden bulutlardan kolaylıkla günlük hayatta tanıdığımız ve gördüğümüz cisimleri çıkarsayabiliriz.

Henüz elektriğin keşfedilmediği zamanlarda insanlar bulutlarla birlikte gökyüzünde uzanan binlerce yıldızı da rahatlıkla görebiliyor ve yıldızlardan oluşturdukları şekillerden anlamlar çıkarmaya çalışıyorlardı. Tam da bu zamanlarda yaşayan insanlardan birinin aklından geçenleri ABD’li ünlü gökbilimci Carl Sagan, Kozmos kitabında harika bir biçimde tasvir etmişti;

Kış aylarında büyük şehirlerdeki ışık kirliliğine rağmen, rahatlıkla gözlemlenebilen Orion (Avcı) Takımyılıdızı.

 

Gökyüzü önemlidir. Yukarıya başımızı kaldırınca gökyüzünü görürüz. Bize seslenir âdeta. Alevi bulduğumuz günlere dek gecenin karanlığında sırtüstü uzanır ve gökyüzündeki ışıklı her noktaya gözümüzü dikerdik. Işıklı noktaların bazıları bir araya getirilince önümüzde şekiller çizilirdi. Aramızdan biri gökyüzündeki şekilleri ötekilerden daha iyi görebilirdi.

Bize yıldızların çizdiği resimleri öğretti, onlara ne adlar vermemiz gerektiğini fısıldadı. Gece geç vakitlere kadar oturup gökte gördüğümüz şekiller için öyküler uydurduk: Aslanlar, köpekler, ayılar, avcılar… Ve daha başka garip şeyler. Bunlar gökteki kudretli varlıkların resimleri olabilir mi? Kızdıklarında bizlere fırtınalar yağdıranlar olabilir mi?


Colorful-Night-Sky

Yıldızlar çok uzaktadırlar. Bir tepeye ya da ağaca tırmandığımızda onlara yakınlaşmış olmayız. Bulutlar da bizlerle yıldızlar arasında, yani yıldızlar bulutların arkasındadırlar. Ay yavaş yavaş devinirken, yıldızların önünden geçer. Daha sonra görürsünüz ki, yıldızlar duruyorlar, çünkü Ay yıldız yemez. Yıldızlar titreşip dururlar. Garip, soğuk, beyaz, uzak bir ışıktırlar. Ne kadar çok yıldız var. Gökyüzünü doldurmuşlar. Fakat yalnızca geceleyin görünüyorlar. Ne olduklarını merak ediyorum.

Bazı yıldızlar dolaşırlar. Bizim avladığımız hayvanlar gibi. Eğer dikkatle ve birkaç ay süreyle gözlerseniz, yıldızların kımıldadığını görürsünüz. Bunların sayısı yalnızca beştir. Tıpkı elimizdeki parmak sayısı kadar. Öteki yıldızlar arasında ağır ağır kımıldarlar. Eğer kamp ateşi düşüncesi doğruysa, dönüp dolaşan avcı kabilelerin kocaman ateşler taşıdıkları yıldızlar olmalı onlar. Fakat dolaşan yıldızların derideki delikler olması fikrine aklım ermiyor. Delik açtın mı, o bir delik olarak orada kalır. Delikler dolaşmaz ki. Hem sonra, alev dolu bir gök tarafından sarılmak istemem. Eğer deri düşerse, geceleyin gökyüzü çok parlak olur, hem de pek parlak, her yanımız alev almış gibi. Sanırım alevden bir gök hepimizi yer bitirirdi. Kanımızca gökyüzünde iki tür kudretli varlık bulunuyor: Kötüler, ki bunlar alevin bizi yiyip yok etmesini istiyorlar. Ve iyiler. Bunlar da alevi bizden uzak tutmak için üzerlerine giyiyorlar. İyilere teşekkür etmenin yolunu aramalıyız.

Yay (Sagittarius) Takımyıldızı

 

Yıldızların gökte kamp dolaylarında yakılan ateşler olup olmadığını bilemiyorum. Aralığından kudret alevinin bize baktığı derideki delikler olup olmadığını da bilemiyorum. Bazen şu şekilde düşünüyorum, bazen de bu şekilde. Bir defasında da kampta yakılmış ateş olmadığını ve deliğe benzer bir şey bulunmadığını düşündüm. Bu, benim anlayamayacağım kadar zor bir şeydi.

Bir ağaç kütüğüne başınızı dayayın. Başınız arkaya doğru kayar. O zaman yalnızca göğü görürsünüz. Ne tepeler, ne ağaçlar, ne avcılar, ne kamp ateşi. Gökten başka bir şey yoktur görülecek. Bir ara yukarıya, göğe doğru düşebileceğim geldi aklıma. Eğer yıldızlar kamp yerinde yakılan ateşse, bu avcıları ziyaret etmek isterdim. Şu bizim dolaşıp duran avcıları. Hadi düşeyim diyorum. Fakat eğer yıldızlar derideki deliklerse korkarım. İçinde alevin beklediği delikten içeri düşmek istemem.

Bu düşüncelerden hangisinin doğru olduğunu bilmeyi ne kadar isterdim. Bilmemek hoşuma gitmiyor.”

Carl Sagan’ın düşlediği gibi insanlar bir süre sonra bu yıldızlarda kendi tanrılarını ya da mitolojik varlıklarını gördüler. Günümüzde de, bütün bu kültürlerin bir karışımını kullanıyoruz. Kimi takımyıldızlarını Sümer yada Çin astronomisinden alırken kimi yıldız isimlerini İslam astronomisinden almışız. Örneğin bugün çıplak gözle gözlemlenebilen yıldızların birçoğunun isminin Arapça’dan geldiğini biliyoruz. Yani yıldızların isimlendirilmesinde insanlar Arap öncüllerden fazlaca faydalandı. Öte yandan takımyıldızların çoğunun Yunanlar ve Romalılar tarafından adlandırıldığını da biliyoruz. Bütün bu yıldızları isimlendirme ve takımyıldızlar oluşturma çabaları, insanların kolayca yönlerini bulmaları gibi basit sebeplerle, astronomi gözlemlerinde kolaylık sağlamak ya da mevsim geçişlerini belirlemek gibi daha bilimsel ihtiyaçlardan doğmuş. Bir örnek vermek gerekirse yalnızca birkaç takımyıldızını bilmek bile geceleri kolaylıkla yönünüzü bulmanızı sağlayabilir. Hatta eğer kuzey yarımküredeyseniz, tek başına Küçük Ayı takımyıldızını bilmeniz geceleri yön bulmanızı sağlar.

3256
Bütün takımyıldızlar, yukarıdaki görselde gösterildiği gibi mavi kesik çizgilerle belirlenmiş hayali sınırlara sahiptir.

 

Modern astronomide artık Uluslararası Astronomi Birliği’nce 44 tanesi kuzey yarımkürede ve diğer 44’ü de güney yarımkürede olmak üzere belirlenmiş 88 adet takımyıldızı bulunuyor. Burada belirtmek gerekir ki, zannedildiği üzere takımyıldızları yalnızca gökyüzündeki yıldızları hayali çizgilerle birleştirmemizden ibaret değillerdir. Gökyüzünde belirlenmiş her bir takımyıldızı belirli ve kesin bir alanı temsil eder ve böylece 88 takımyıldızı bütün gökyüzünü kaplayabilirler. Bu da örneğin herhangi bir galaksinin gökyüzünde nerede bulunduğunu öğrenmek için başta astronomlar olmak üzere bütün gözlemcilere büyük kolaylık sağlar. Zaten, zannedildiği üzere takımyıldızlar yalnızca belirli yıldızların hayali çizgilerle birleştirilmesinden ibaret olsaydı gökyüzünde hatırı sayılır büyüklükte alanlar boş kalacaktı.

Takımyıldızlar hakkında düşülen bir başka yanılgı ise, bizim bakış açımızdan takımyıldızlar dahilinde yakın gibi görünen yıldızların gerçekten birbirlerine yakın oldukları düşüncesidir. Ancak gökyüzünde gördüğümüz bütün yıldızlar üç boyutlu uzayda farklı derinliklerde konumlanmış olabilirler. Yinede, yakın gibi görünen tüm yıldızların gerçekte de yakın olmadığını söylememiz elbette mümkün değil. Örneğin Büyük Ayı Takımyıldızı’nda bulunan Alkor ve Mizar yıldızları gerçektende birbirlerine yakın konumlarda bulunan bir yıldız çiftidir. Bizden yaklaşık 80 ışık yılı uzaklıkta bulunan bu ikilinin arasındaki mesafe yalnızca 3 ışık yılıdır. Ek bir bilgi olarak, eskiden Alkor ve Mizar yıldız çiftinin insanlar tarafından gözlerin sağlamlığını test etmek amacıyla kullanıldığını da söyleyelim.

Kova (Aquarius) Takımyıldızı’nın gökyüzündeki konumu.

 

Takımyıldızlar yılın belirli zamanlarında belirli noktalarda konumlandıkları için yine eskiden mevsimleri izlemek amacıyla da kullanılmışlardır. Bugün göz testi için Alkor ve Mizar’a veya mevsim geçişlerini kaydetmek için takımyıldızlarına ihtiyaç duymadığımızdan, takımyıldızlar artık neredeyse yalnızca amatör astronomlar tarafından gözlemlenir oldu.

Takımyıldızlarını henüz yeni öğrenmeye başlamış bir gözlemci, gökyüzünde görülmesi kolay olan takımyıldızlarından başlamalıdır. Örneğin gökyüzünde çok büyük bir alan kaplayan Büyük Ayı Takımyıldızı isabetli bir seçim olacaktır. Takımyıldızında barınan yıldızların parlaklığı ve gökyüzünde kapladığı alan bakımından görülmesi son derece basit olan bu takımyıldız sayesinde Küçük Ayı Takımyıldızı’nı ve dolayısıyla Kutup Yıldızı’nı (Polaris) da kolaylıkla görebilirsiniz. Bunun için Büyük Ayı’nın 7 yıldızdan oluşan ve “Büyük Kepçe” olarak da bilinen bölgesinin kepçe kısmındaki, takımyıldızın en parlak yıldızı olan Dubhe ve Merak yıldızlarını bulun. Dubhe yıldızından (Merak yıldızından daha parlaktır) hayali doğrusal bir çizgi çıkarak kutup yıldızını ve Küçük Ayı Takımyıldızı’nı görebilirsiniz. Bunu aşağıdaki görselde basitçe anlatmaya çalıştık;

Gökyüzünde Büyük Ayı takım yıldızını oluşturan kepçeyi görebiliyorsanız, Polaris’i bulmak çok kolaydır.
Gökyüzünde Büyük Ayı takım yıldızını oluşturan kepçeyi görebiliyorsanız, Polaris’i bulmak çok kolaydır.

 

Kutup yıldızı yalnızca kuzey yarımküreden görülebiliyor. O halde “güney yarımkürede yaşayan veya yaşamış insanların da kutup yıldızına benzer bir yıldızları var mıydı” diye düşünebiliyoruz. Ne yazık ki, güney yarımküreden böylesine parlak, kesin yön belirten bir yıldızı göremiyoruz. Yinede, yalnızca güney yarımküreden görülebilen Güney Haçı (Crux) Takımyıldızı, güney yönünü biraz geniş açıyla da olsa gösterebiliyor. Kutup yıldızı, Güney Haçı Takımyıldızı’na göre yönü çok daha kesin olarak da göstersede, aslında o da bir düzey yalpalanma hareketi gösteriyor. Ancak bu hareket, çıplak gözle farkedilemeyecek kadar küçük. Bu konuyla birlikte kutup yıldızının neden sabit olduğu sorusunu şu yazımızda daha detaylı bir şekilde ele almıştık.

Takımyıldızlarını öğrenme sürecinde olan gözlemcinin diğer ziyaret yerleri Avcı (Orion) Takımyıldızı gibi üst üste ve yan yana üçer yıldızından kolaylıkla tanınabilecek takımyıldızları yada bünyesinde M45 gibi belirgin büyüklük ve parlaklıkta açık yıldız kümesi barından Boğa (Taurus) Takımyıldızı olabilir.

Avcı (Orion) Takımyıldızı
Avcı (Orion) Takımyıldızı özellikle kış aylarında en parlak takımyıldızdır ve çok kolay biçimde bulunabilir.

 

Diğer çok bilinen ve gökyüzünde kolay farkedilebilen takımyıldızlar ise şöyle;

  • Andromeda Takımyıldızı
  • Kartal (Aquila) Takımyıldızı
  • Çalgı (Lyra) Takımyıldızı
  • Kuğu (Cygnus) Takımyıldızı
  • Akrep (Scorpion) Takımyıldızı
  • Yay (Sagittarius) Takımyıldızı

Her ne kadar takımyıldızların birçoğu çok eski dönemlerden miras kalmış olsada bazı takımyıldızlar yakın geçmişte oluşturulduğundan, modern eşyaların gökyüzünde canlandırılmış hallerine de sahibiz. Örneğin; Çelikkalem (Caeulum), Mikroskop (Microscopium) veya Pompa (Antlia) Takımyıldızları gibi…

Mikroskop Takımyıldızı
Mikroskop Takımyıldızı

 

Mikroskop’da olsa, Büyük Ayı’da olsa her bir takımyıldızının belli tarihi, mitolojisi ve dolayısıyla bir hikayesi bulunur. Bunları burada tek tek yazmak mümkün olmadığından bunun araştırmasını size bırakıyoruz.

Her ne kadar takımyıldızlarının şekilleri tarih boyunca belirlenmiş olsa da, bu şekiller her zaman aynı kalmayacaklar. Oldukça yavaş bir biçimde gerçekleşse de, yeri gelecek Aslan (Leo) Takımyıldızı, Anten Takımyıldızı’na (gerçekte böyle bir takımyıldız yoktur) dönüşüverecek. Bunu, yani takımyıldızlarının geleceğini yine başka bir yazımızda ele almıştık.

Takımyıldızlarını öğrenmek, gözlemlemek ayrı ve güzel bir hobidir. Her birinde, Carl Sagan’ın da dile getirdiği gibi ayrı bir düş, ayrı bir tarih ve ayrı ayrı güzellikler bulursunuz. İçerdikleri galaksiler, bulutsular ve sonsuz sayıda gökcisimleriyle bize yine ne kadar küçük olduğumuzu, aynı anda ne kadar değerli ve değersiz varlıklar olduğumuzu hatırlatırlar. Elbette tüm bunları takımyıldızlarında görebilmek için, bir tutam “düş” gerekebilir. Gökyüzünüz açık olsun.

Kemal Cihat Toprakçı




İstanbul’daki Gizemli Işıklar ve UFO Sahtekarları

Birkaç gündür, İstanbul semalarında görülen ve yavaşça yeryüzüne doğru hareket ettiği izlenebilen parlak cisimlere ait bir video ortalıkta dolaşıyor. Her “tuzum var” diyene elinde salatalık turşusuyla koşturan basınımız da, sorgusuz sualsiz bunu haberleştiriyor.

Hiç uzatmadan bu görüntülerin ne olduğunu söyleyelim, çünkü bu tür konular üzerine uzun uzun konuşmak, boş laf salatası yapmak bir bilim platformuna yakışacak şeyler değil. Kaldı ki, görüntüde herhangi bir gizem de bulunmuyor. Ancak, bildiğiniz gibi Türkiye basınının önemli bir bölümü, bilimsel konularda yetkin mercilere danışma gereği duymadan, halk arasında “bodoslama” diye tabir edilen biçimde bu tür konulara atlayarak haberleştirir.

Bu videoda görülen objeler, askeri alanda, sivil kurtarma operasyonlarında, denizcilikte ve bazen de avcılıkta sık sık kullanılan paraşütlü aydınlatma fişekleridir. Kullanılacak yere göre, kırmızı, beyaz veya sarı aydınlatma sağlayan, veya sadece yer tespiti için kullanılan modelleri mevcuttur. Aşağıda bir paraşütlü aydınlatma fişeğine ait videoyu izleyebilirsiniz:

Buna rağmen, gökyüzünde uçan poşet görse, sokak lambasının fotoğrafı çekilse, hatta çocukların havaya attığı tabağın fotoğrafını gösterseniz hemen “hiçbir dünya teknolojisine uymuyor, analiz ettik, kesin UFO bu” diyen bir “UFO araştırma şeysi”, bunun da UFO, yani tanımlanamayan uçan cisim olduğuna karar vermiş.

Yüz yıldır kullandığımız bu kadar basit bir düzeneği dahi, Dünya dışı uygarlıklara veya gizemli konulara yoranlara Allahtan akıl fikir diliyor, sizlerin de böylesi sahtekarlıklara gülüp geçmenizi temenni ediyoruz.

Bilimle kalın…

Zafer Emecan




4-10 Ekim Dünya Uzay Haftası

Dans Günü, Kaynanalar Günü, Makarna Haftası olur da, Dünya Uzay Haftası (World Space Week) olmaz mı? Elbette olur. Türkiye ve Dünya çapında bizim bildiklerimizin yanı sıra, her yıl kutlanan ve bilmediğimiz birçok özel gün ve hafta var.

Hatta, Anadolu Ajansı’nın derlediği bilgilere göre, Türkiye’de yılın 365 gününden 125‘inden fazlasında özel gün kutlaması yapılırken, 50’ye yakınında da belirli hafta kutlaması yapılıyor, belki bilenleriniz vardır. Hem Türkiye’de hem de Dünya’da yapılan bu kutlamalardan biri de, her yıl 4-10 Ekim tarihleri arasında kutlanan Dünya Uzay Haftası.

4-10 Ekim tarihleri arasında kutlanan Dünya Uzay Haftası, 1999 yılında Birleşmiş Milletler tarafından kabul edilmiştir. Bu tarihler iki önemli olaya işaret eder; Birincisi, nesnelerin, canlıların, insanların yapacağı uzay yolculuklarına yeşil ışık yakan Sputnik-1 uydusunun uzaya gönderilmesidir.

4 ekim 1957 tarihinde Sovyetler Birliği tarafından Kazakistan’da bulunan Baykonur Uzay Üssü’nden R-7 roketi ile uzaya gönderilen Sputnik-1, 23 gün sonra atmosfere girerek yanmıştır. Zaten 1940’lı yıllardan sonra Sovyetler Birliği ve Amerika öncülüğünde başlayan soğuk savaş devam etmektedir ki, Sputnik-1’in uzaya gönderilmesinden sonra bu soğuk savaş yerini uzay yarışına bırakmaya başlar.

Sputnik-1’ i gönderen Sovyetler Birliği artık içinde bir canlı taşıyan ikinci uydusu Sputnik-2’ yi uzaya gönderecektir. Sovyetler birliği, öncesinde meyve sinekleri, yosun gibi canlılıarı uzaya göndermek için denemede bulunmasına rağmen bakımı ve eğitimi kolay, maliyeti az olmasından dolayı bir köpeğin uzaya gitmesine karar vermiştir. Ve Sputnik-2 ile uzaya giden köpek bir sokak köpeği olan Laika olacaktır. Sputnik-2’de Laika’nın geri dönüş mekanizması bulunmadığından ve Laika’nın kesin olarak öleceği bilindiğinden, bu olay kamuoyunda özellikle batı medyasında sert tepkilere sebep olmuştur. Ve nihayet,  3 kasım 1957’de içinde Laika’nın bulunduğu Sputnik-2 Dünya’nın yörügesine oturtulmuştur.

Sovyetler Birliği (SSCB) tarafından uzaya gönderilen Sputnik Uzay Aracı.

 

Resmi açıklamalara göra Laika’nın kalkıştan bir hafta sonra öldüğü söylense de, Sputnik-2 misyonunda çalışan bir bilim adamı Laika’nın aslında kalkıştan bir saat sonra kapsülün ısınmasından dolayı öldüğünü açıklamıştır. ‘Dünya’nın yörüngesine oturan ilk hayvan’ ünvanı hayatına mal olan Laika’nın Sputnik-2 yolculuğu ile artık uzayda bir insanın yaşayabileceği ve yer çekimsiz ortama adapte olabileceği kanıtlanmıştır. Bu sıralarda Amerika da ilk uydusu olan Explorer’ı fırlatmıştır.

Uydularını ve bir canlıyı uzaya gönderen SSCB cesaret kazanmış ve Sputnik-2 nin gönderilmesinden 3.5 yıl sonra 12 Nisan 1961’de Yuri Gagarin’i uzaya göndermiştir. ‘Dünya’nın yörüngesine oturan ilk insan’ ünvanını alan Yuri Gagarin, yörüngede 108 dakika tur attıktan sonra sağ salim dünyaya dönmüştür. Acı gerçek şu ki, aslında bir savaş pilotu olan Yuri Gagarin, Dünya’ya döndükten 7 yıl sonra 34 yaşında bir uçuş eğitimi sırasında uçağının düşmesiyle hayatını kaybetmiştir.

Yuri Gagarin’in uzaya çıkmasından yaklaşık bir Ay sonra Amerikalı’lar 5 mayıs 1961’de Freedom-7 kapsülüyle Alan Shepard’ı uzaya göndermiştir. Böylece Alan Shepard uzaya çıkan ikinci insan ve ilk Amerikalı olmuştur. Aynı zamanda Apollo-14 ile Ay’a iniş yapan beşinci kişidir.

ABD’nin uzaya gönderdiği Explorer 1 Uzay Aracı.

 

Alan Shepard’ın bulunduğu uzay aracı tam olarak Dünya’nın yörüngesine oturamasa da, 187 km yükseklikten 15 dk’lık bir yörünge altı uçuşu yapmıştır. Bu uçuş Amerika’ nın uzay programına devam etmesi, Gemini ve Apollo projelerini başlatabilmesi açısından oldukça önem arz etmiştir ki gerçekten de Amerika, 16 temmuz 1969 yılında Apollo-11 ile Neil Armstrong’u  Ay’a göndermiştir. Neil Armstrong’un ‘Ay’a ayak basan ilk insan’ olarak tarihe geçmesiyle birlikte uzay yarışının asıl galibi de belli olmuştur.

SSCB’nin ve Amerika’nın kendi uzay istasyonlarını kurma süreciyle devam eden uzay yarışı sürecinde, devletlerin uzay çalışmalarında uluslararası alınan ortak kararlara göre hareket edebileceği ve uzlaşmaya doğru sürükleneceği bir anlaşma imzalanmıştır. İşte o da, Dünya Uzay Haftası’nın ikinci tarihini gösteren 10 Ekim 1967’dir. 10 Ekim 1967’de Dış Uzay Anlaşması (Ay ve Gök Cisimleri Dahil Uzayın Keşfi ve Kullanımı için Devletlerin Faaliyetlerini Düzenleyen İlkeler Antlaşması)  imzalanmış, Türkiye ile birlikte 102 ülke tarafından onaylanmıştır. Anlaşmaya ait başlıca ilkeler şöyledir:

⦁ Dış Uzayın keşfi ve kullanımı tüm ülkelerin yararı ve çıkarları gözetilerek yürütülür.
⦁ Dış Uzayın keşfi ve kullanımı hususunda tüm ülkeler özgürdür.
⦁ Dış Uzay bakımından egemenlik, işgal ve benzer iddialarda bulunulamaz.
⦁ Devletler hem yörüngeye hem de dış uzaydaki gök cisimlerine veya istasyonlarına; nükleer silah ya da diğer kitle imha silahları yerleştiremez.
⦁ Dünya’nın uydusu Ay ve diğer gök cisimleri yalnızca barışçı amaçlarla kullanılabilir.
⦁ Devletler, ulusal uzay faaliyetlerinden ve bu faaliyetler esnasında verdikleri zararlardan dolayı sorumludurlar.

4 Ekim 1957’ de Sputnik-1’in gönderilmesi, 10 Ekim 1967’de Dış Uzay Anlaşması’nın imzalanması olayları dolayısıyla kabul edilen Dünya Uzay Haftası kutlamalarında ülkeler çeşitli etkinlikler gerçekleştirir. Resim, şiir, kompozisyon yarışmaları, planetaryum gösterileri, gözlemler ve seminerler yapılarak,  insanları uzay seyahatlerinin başlangıcı ve önemi konusunda bilinçlendirmek, çocuklara astronomi ve uzay bilimi hakkında farkındalık sağlamak, uzay çalışmaları için teşvikte bulunmak hedef alınır.

Türkiye’de de yer yer bu etkinliklerle bilikte kutlamalar gerçekleştirilir. Hatta, 2007 yılı Dünya Uzay Haftası’nda BM tarafından yayınlanan bildirgede, yaptırılan etkinlikler kapsamında en fazla etkinlik organize eden Türksat A.Ş ikinci seçilmiştir. Türkiye dahil birçok ülkenin üyeliğinin bulunduğu Dünya Uzay Haftası Platformu bu konuda bilgi  verir ve yönlendirme yapar. Dünya’nın dört bir yanından,  Dünya Uzay Haftası kapsamında etkinlik yapacak olan kurum ve kuruluşlar yapacakları kutlama etkinliklerini içerikleriyle birlikte platforma kayıt ederler.

Uzay Haftası

Üstteki Dünya haritasında, Dünya Uzay Haftası Platformu’nun web sitesine 2017 yılı Dünya Uzay Haftası kutlamaları için ülkelerin bıraktıkları etkinlik konumları yer almaktadır. 2018 yılı için geçerli olan haritayı görmek için; http://www.worldspaceweek.org/events/event-map

Her yıl kutlama bazında ortak bir tema belirlenir. Örneğin; 2007 yılı Dünya Uzay Haftası kutlamalarının teması “Uzay’da 50’nci Yıl” idi. 2017 yılının teması, “Yeni Dünyaların Keşfi”. 2018 yılı teması ise; “Ay, Yıldızlara Açılan Kapı” olarak belirlendi.

Yeni dünyalarla ve bu yeni dünyalarda keşfedilebilecek medeniyetlerle tez zamanda yolumuzun kesişmesi dilekleriyle… Dünya Uzay Haftanız kutlu olsun…

Reyhan Çelik




Uzay Kalemi vs Kurşun Kalem

Çok bilinen bir şehir efsanesi, ABD uzayda yazı yazmak için milyonlarca dolar harcayıp “uzay kalemi” üretmeye uğraşırken, pratik zekaya sahip SSCB’nin kurşun kalem kullanarak bu sorunu kolayca çözdüğünü anlatır.

Öyle ki, hikayeyi dinlediğinizde Rusların pratik zekaları karşısında şapka çıkarır, Amerikalılar ile dalga geçmeden edemezsiniz. Oysa durum bu kadar basit değil...

Fisher Pen isimli bir firma tarafından 2 milyon dolar harcanarak geliştirilen bu kalem, NASA tarafından kullanılmaya başlanmış, bu sırada Ruslar da kurşun kalem kullanmayı sürdürmüştür. Fakat, aradan biraz zaman geçince, Ruslar ABD’den “Space Pen (uzay kalemi)” satın almak ve kurşun kalem kullanmayı bırakmak zorunda kalmıştır.

Uzay Kalemi
Uzay kalemi, yerçekimi olmayan ortamda yazmak üzere tasarlanmıştır. Yerçekimsiz ortamda kalemin mürekkebi uç kısma akamayacağı için yazmak mümkün olmaz. Bunu duvara tuttuğunuz bir kağıda yazmaya çalışarak siz de deneyebilirsiniz. Kaleminiz bir süre sonra mürekkep uç kısma akamadığı için yazmaz hale gelecektir. Oysa uzay kaleminin basınçlı haznesi mürekkebi sürekli uç kısma doğru iter ve kalemin pozisyonu ne olursa olsun kullanılabilmesini sağlar.

 

Kurşun kalem kullanımının bırakılmasının çok basit bir nedeni var: Yerçekimsiz ortamda uzay aracı gibi dar ve çok hassas aletlerin olduğu bir yerde kırılan kurşun kalemin ucu fırlayıp bu hassas cihazların kritik yerlerine kaçarak büyük sorunlara yol açabilir.

Çünkü kurşun kalem ucu iletkendir ve rahatlıkla kısa devre oluşmasına neden olabilir. Tahmin edeceğiniz gibi, “yukarı” ve “aşağı” kavramlarının bulunmadığı ağırlıksız ortamda kırılan küçücük bir kalem ucunun nereye “uçacağı” belli olmayacağı gibi, arayıp bulmak da kolay değildir.

Yani uzayda kurşun kalem kullanmak zeka göstergesi değil, aksine (zorunluluktan da olsa) her ekibin eline bir saatli bomba vermek demektir. Ayrıca uzay kapsüllerindeki saf oksijenin, küçük bir kıvılcım sonrası kurşun kalemin karbon ucu ve çevresindeki rahatlıkla alev alabilecek olan “tahta” ile aniden etkileştiğinde neler olabileceğini bir hayal edin.

Bugün, ABD, Rusya, Çin veya ESA’nın tüm uçuşlarında ABD üretimi bu uzay kalemleri kullanılıyor. Kurşun kalem kullanımı anlattığımız gibi 1970’lerin başından itibaren tamamen ortadan kalkmış durumda.

Zafer Emecan




Satürn’ün Buzlu Uydusu Tethys!

Satürn’ün pek çok uydusu gibi Tethys de neredeyse tamamen su buzundan oluşur. Nedeni bilinmez ama bu gezegenin hangi uydularına el atarsanız atın bir ilginçlik veya bir sıradışılık ile karşı karşıya kalıyoruz. Gezegenemi çektiler bilinmez ama her uydunun ayrı bir hikayesi var.

Satürn’ün 1.000 km çapı ile orta boylu en büyük aylarından birisi olan Tethys, Giovanni Domenico Cassini tarafından 1684 yılında keşfedildi.  Cassini, 1684’te yapmış olduğu bu gözlemini Dione uydusu ile süslemişti. Zira iki uydu beraber bulundu.

Cassini ayrıca 1671 ve 1672 yılları arasında Satürn’ün diğer uyduları Iapetus ve Rhea’yıda keşfetti. Cassini, bulduğu dört yeni uyduyu Fransa Kralı XIV. Louis’i onurlandıran “Louis’in yıldızları” olarak isimlendirdi.

Giovanni Domenico Cassini’nin temsili bir resmi. Cassini ömrü boyunca astronomide önemli keşiflere imza attı.

 

Satürn’ün uyduları arasında Enceladus’tan sonra en parlak uydu olan Tethys, su ve buz ile kaplı olabileceği ihtimali üzerinde durulan uydulardan bir tanesidir. Yapılan araştırmalar uydunun buz ve kayadan oluştuğunu doğrulamıştır.

Buzla kaplı olduğu da araştırmacılar tarafından teyit edilen uydunun yüzeyinde az miktarda kimliği belirsiz koyu renkli malzeme de mevcuttur.  Yapılan araştırmalar sonucunda karanlık malzemenin, Satürn’ün uyduları Iapetus ve Hyperion‘un yüzeyinde de gözlenen malzeme ile aynı spektral özelliğe sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bu madde için en muhtemel aday hematit ve nanofaz demiridir. Mimas, Dione ve Rhea uydularına, buzlu sudan oluşma özelliği ile benzerlik gösteren Tethys, adını  yunan mitolojisinden almıştır.  Uydunun isminin doğru sıfat formu Tethyan olmasına rağmen diğer formlarda kullanılır. Tethys, Güneş Sistemindeki en büyük 16. uydudur.

Tethys
Tethys’in yüzeyinden bakıldığında görülebilecek olası manzaranın bir sanaçtı tarafından tasviri.

 

Yaklaşık 200 yıldır Satürn’ün uyduları, gezegenden uzaklıklarına göre sayısal olarak adlandırıldı. Bulunduğu sıraya göre üçüncü olan uydu, bu nedenle Saturn III olarak da isimlendirilir.  Tethys, Satürn uydularının büyüklük sıralamasında beşinci sıradadır.  Gezegene yaklaşık 295.000 km mesafede bulunan uydu, sürekli gezegenin manyetosferindeki enerji parçacıkları (elektronlar ve iyonlar) tarafından istilaya uğruyor.

Tethys’in atmosferi yoktur ve bir yüzünü sürekli olarak ana gezegenine doğrultur. Satürn’ün halkaları etrafındaki bir turunu dünya zamanı ile 1888 günde tamamlar. Ortam sıcaklığı eksi 187 derecedir.

Tethys
Tethys, Satürn’ün halkaları ve halkaların gezegen üzerinde oluşturduğu gölge. Kaynak: NASA

 

Tethys üzerindeki çukurlar şaşırtıcı bir biçimde gezegenin düzlüğü ile muhteşem bir uyum içerisindedir.  Tethys üzerindeki çarpışmaların belirtisi nispeten küçüktür fakat Güneş Sistemi’ndeki en büyük kraterlerden birisi olan “Odysseus” uydunun beşte ikilik  bölümünden fazlasını kaplıyor.  Çapı yaklaşık 400 km olan krater neredeyse Mimas uydusunun büyüklüğündedir.

Büyük bir graben olan Ithaca Chasma ise ayın kuzey kutbundan güney kutbuna kadar uzanıyor. Yaklaşık 100 km genişliğinde ve 2000 km uzunluğunda olan Graben gezegenin neredeyse dörtte üçüne yayılıyor.  Grabenin, Ay’ın öbür tarafında uzanan Odysseus kraterini oluşturan etki her ne ise, onu da bunun oluşturabileceğine dair ciddi şüpheler var.

Cassini tarafından alınan Ithaca Chasma’nın güneye uzanan tarafı. Fotoğraf: NASA

 

Bir başka olası açıklama ise, yüzeyin iç kısımdan önce donmuş olabileceği ve bunun üzerine kabuğu kıran bir genişlemeye yol açabileceği ihtimalidir. Bu iki büyük çukurun yüzey ile ilişkisi olabileceği düşünülüyor  zira  yüzeyin küçük bir kısmı, buz volkanı kökenli düz ovalarla kaplanmış durumda.  Tethys’te aynı zamanda ay denizlerine benzer yapılara da sıkça rastlanıyor.  Bu bölgelerde yapılan incelemeler bize gösteriyor ki, su ve amonyak katı halden sıvı hale geçip yüzeyde akarak eskimiş çarpma izlerini ortadan kaldırıyor.

Tethys’e, Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980), Voyager 2 (1981) ve 2004’ten beri Cassini tarafından birçok kez uzay sondaları tarafından ziyaret gerçekleştirildi. Tethys hakkında yapılan son araştırmalar şunu gösteriyor ki bu uydu daha cazibeliğini koruyacağa benziyor. Ne kadar ihtişamlı ve bize karşı çekinik dursa da onun sır perdesini aralamak için daha çok keşif yapmamız gerektiğini iyi biliyoruz.

Taner Göçer

https://www.space.com/20746-tethys-moon.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Tethys_(moon)

 




Bursa Ulu Camii Minberinde Güneş Sistemi Var Mı?

Bursa’da 1396-1400 yılları arasında yapılan Bursa Ulu Camii hakkında uzun zamandır basınımızda bazı haberler yapılıyor. Habere göre Ulu Cami’nin minberinde Güneş Sistemi ve Çift Yıldızların motifleri yer alıyormuş, hatta hatta çift yıldızlar, kuyruklu yıldızlar ve gökadalar da varmış. Haberler ilgimizi çekti ve biz de ele almaya karar verdik. (Haber)

Öncelikle şunu belirtmemiz gerekiyor. Bu minber gerçek anlamıyla muhteşem bir sanat eseridir. Sanat tarihi açısından, Selçuklu oyma sanatından Osmanlı ahşap oymacılığı sanatına geçişin en önemli örneklerinden biri olarak gösterilir.

Hacı Abdülaziz oğlu Mehmed isimli bir sanatkar tarafından yapıldığı bilinen minber (çünkü sanatçı minber üzerine kendi ismini yazmıştır), ceviz ağacındandır ve “kündekâri” dediğimiz yöntemle inşa edilmiştir. Yani, minberin parçaları çivi veya yapıştırma ile değil, birbirine geçip bir arada tutunabilecek biçimde tasarlanmıştır.

ulucamiminberdetay
Caminin muhteşem kündekari minberindeki işlemelerin detaylı görünümü. Bu minber, tarihi olduğu kadar işçiliği ve sanat değeri açısından da eşsizdir. Öyle ki, minberin tek bir panelini bir sanat müzayedesinde satışa çıkarsanız, onlarca milyon dolara alıcı bulması kaçınılmazdır.

 

Evliya Çelebi bu minberi şöyle anlatır; “Üzerindeki çiçek resimleriyle yazılarını, cihan ressamları toplansa yapamazlar, örneği yoktur”. Bu cümle son derece doğrudur, çünkü Osmanlı’nın daha sonraki dönemlerinde bu kadar ince işlenmiş ve sanat değeri yüksek cami minberlerine son derece nadir rastlanır.

Bu konuyu ele alırken dikkatinizi bilime ve tarihimize verdiğimiz öneme çekmek istiyorum. Konuyu da haberde yazılan yazılar üzerinden ele alacağım. Haberin benzerlerini Google’da “Ulu Camii Güneş Sistemi” tarzında aramalar yaparak bulabilirsiniz. (Bknz.)

  • İddia: Güneş ve etrafında dönen gezegenlerin gerçek uzaklıklarına göre işlendiği tarihi minber, bugün dahi bilim dünyasının görevini net tespit edemediği çift yıldızlar hakkında da ipuçları veriyor. Yüzlerce parça ahşabın çivi kullanılmadan bir araya getirilmesiyle oluşturulan minber göz kamaştırıyor.

Gerçek uzaklıkların orantılı olduğu iddia edilmiş. Öyleyse biz kendi modelimizi oluşturup test edelim bakalım gerçek oranlarla nasıl bir Güneş Sistemi kurabiliyoruz.

Gerçek: Eğer Dünya’yı 1 cm’lik bir daire şeklinde çizseydik, Jüpiter’i 10 cm, Güneş’i 100 cm çizmemiz gerekirdi. (Hesabımız kolaylaşsın diye Dünya’nın yarıçapını 7000km kabul edip hesap yaptık) Bunlar sadece boyutlarının oranları. Şimdi de boyutlar böyle olduğunda aradaki mesafelerin ne olacağına bakalım. Küçültme oranımız 7.000 kilometreyi 1 santimetreye indirgemek. Yani 700.000.000 santimetreyi 1 santimetreye düşürdük. Bu oranla sadece Güneş Dünya arasındaki mesafe olan 150 milyon kilometreyi çizebilmek için yaklaşık 21.500 santimetre, yani 215 metreye ihtiyacımız olurdu. Bu yalnızca Dünya’nın konumu. Jüpiter için ise bu değer 1 kilometreyi buluyor. Yani eğer Dünya’yı 1 cm kabul edip bir gerçek oranlı model yapsaydık, Jüpiter caminin çok dışında bir yerlerde olmalıydı.

Güneş Sistemi’nin gerçek oranlı modelini görmek için şu harika siteyi ziyaret edebilirsiniz: http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html

Bir diğer kendini bilmezce yapılmış iddia ise “bilim dünyasının bugün dahi görevini net tespit edemediği çift yıldızlar hakkında ipuçları” vermesi. Belli ki bu cümleye kuran kişinin çift yıldızlar hakkında en ufak bir bilgisi yok. Bugün bilim dünyası çift yıldızlar hakkında minbere kazıyabileceğinizden çok daha fazlasını biliyor. Hatta minbere kurşun kalemle yazmaya başlasanız şu anki bilgilerimizi aktarmak için on binlerce minber gerekirdi. Çift yıldızlar öylesine geniş bir alandır ki, sadece bu konuda ansiklopediler dolusu bilgi yer alır. Üstelik astronomi konusunda kolay kolay Türkçe kitap bulunmamasına rağmen bu alanda kendi hocalarımızın dahi kitapları bulunuyor. Kozmik Anafor’da çift yıldızlar hakkında yazdığımız detaylı makaleler de yer alıyor: bkz 1, bkz 2, bkz 3, bkz 4

Çıkarım: İşin ilginç yanı ipuçlar verdiğini söyleyip, ne olduğunun açıklanamaması. Eğer bir şeyin ipucu olduğunu biliyorsanız ne olduğunu da bilirsiniz ya da en kötü ihtimalle bir fikriniz vardır değil mi? Eh nerede bu bilgi öyleyse, neyin ipucu bu bilgi?

ulucamiminberdetay8741
Minberde Güneş Sistemi’nin 9 gezegeni ve Güneş’in sembolize edildiği iddia ediliyor. Ancak, minber üzerinde başka kabartmalar da vardır ve iddiayı ortaya atanlar tarafından görmezden geliniyor.

 

  • İddia: Ulu Cami’nin minberi, Galileo’nin “Dünya dönüyor” dediği için engizisyon mahkemesince idama mahkum edildiği tarihten tam 230 yıl önce yapıldı. Minberdeki güneş sisteminin planını, Osmanlı’nın ilk şeyhülislamı büyük İslam alimi Molla Fenari Hazretlerinin tasvir edip ustaya verdiği tahmin ediliyor. Bursa’da kendi adını taşıyan semtte medfun bulunan Molla Fenari hazretlerinin el yazması bir astronomi kitabının İngiltere’de olduğu biliniyor.

Gerçek: Galileo idama mahkum edilip ölmemiştir. 1615 yılındaki engizisyon mahkemesinde söylediklerini inkar ederek kendini idam sehpasından kurtarmış, 1632 (230 yıl) yılında ikinci engizisyon mahkemesine çıkarak ömür boyu hapse sonrasında da ev hapsine mahkum edilmiş 1648 yılında da ölmüştür. Kaldı ki konunun Dünya’nın dönmesiyle yakından uzaktan ilgisi yoktur. Gezegenlerin varlığının bilinmesi o kadar eskiye dayanıyor ki tam olarak kim ilk keşfetmiş bunu bile bilmiyoruz. Çünkü Merkür, Venüs, Mars, Jüpiter ve Satürn çıplak gözle görülebilirler. Dolayısıyla milattan öncelerinden beri bu beş gezegenin varlığı biliniyordu. Çünkü yıldızlara kıyaslandığında çok farklı hareketleri vardı. Gökyüzünde başka bir gezinme hareketi yaptıkları için “gezginler” zamanla da gezegenler denilmiştir.

  • İddia: 1980 yılında Ulu Cami’nin minberindeki Güneş Sistemi’ni ilk fark eden emekli öğretmen Feyzi Ülgü, “Ulu Cami’nin içini dolaşırken minber dikkatimi çekti. Minberi incelemeye başladım. Cuma namazını kıldım, yine gözlemeye başladım. İkindi, akşam ve yatsı namazından sonra da incelemeye devam ettim. Biri yanıma geldi, ‘Camiyi kapatacağız’ dedi. Sanat tarihi öğretmenim bana çok önemli bir tavsiyesi vardı; ‘Geniş yüzeye yapılan ahşap süslemelerde simetri yoksa o yapıda mutlaka mesaj vardır’ derdi.
  • Ben minberin üzerinde inceleme yaparken gördüm ki simetri yok, hemen o öğretmenimin sözü aklıma geldi ve burada ne mesaj var diye araştırmaya başladım. Minberin doğu cephesine baktım. On tane küresel kabartma motifi var, bunlardan bir tanesinin çevresinde boyutları farklı dokuz tane küresel kabartma var. Ben eski bir fen öğretmeniyim, hemen aklıma güneş ve dokuz gezegen geldi. Daha sonra Ulu Cami’ye çok sık gelerek bunları dikkatlice inceledim. Bunları astronomi bilgileriyle karşılaştırdığımda bire bir büyüklük, uzaklık ve yakınlık ölçülerine uygun olarak yerleştirilmiş olduğunu belirledim. Güneş ve dokuz gezegen olduğunu gördüm” dedi.

Bahsedilen minber ve gezegen olduğu varsayılan işlemeler aşağıdaki fotoğrafta yer alıyor. Her ne kadar simetri ile mesaj ilişkisi mantıklı bir yaklaşım olsa da aksi de yanlış değildir. Sanat her zaman homojen veya simetrik olmak zorunda değildir. Ayrıca dikkatlice bakarsanız, işaretliler haricinde de motifler görebilirsiniz. Ancak bu diğer motifler (üstte yakın planlı fotoğrafını verdik) iddia sahipleri tarafından görmezden geliniyor. Yani görünen tamamen bir algıda seçicilik ve veya ilgi çekme amaçlı bir iddia gibi duruyor. Yine de, biz biraz daha bilimsel yaklaşıp neler bulacağımıza bakalım.

minber

Gerçek: Gezegenlerin boyutlarını bilip de sadece bu fotoğrafı gören birisi dahi bunların gerçek oranlar olmadığını anlayacaktır. Kaldı ki hatırlarsanız 10 cm kabul ettiğimiz Jüpiter’in Güneş ile arasındaki mesafe 1 kilometre kadar olmalıydı. Bırakın gerçek bir oran olmasını, daha gezegenler kendi aralarında bile orantılı değil.

Bu fotoğraftaki sıralama tamamen bir hayal gücünün ürünü olmaktan öteye gidemiyor. Ortada Uranüs’ten büyük bir Mars söz konusu, daha ne diyelim? (Gerçekte Uranüs Mars’tan 8 kat daha büyüktür)

Şunu bilmek ve kabul etmek gerekiyor ki; muazzam mesafelerin söz konusu olduğu Güneş Sistemi’ni bir kağıda, bir duvara, bir minbere gerçek uzaklık oranlarıyla işleyemezsiniz. Gezegenlerin büyüklük ve sıralamasını bir şekilde doğru verebilmeniz mümkündür ama, minber üzerine yapılan haberde görüyoruz ki zaten sıralama ve büyüklük oranları da yanlıştır.

Çıplak gözle gökyüzüne baktığımızda Satürn dahil olmak üzere 5 gezegeni görebiliriz. Uranüs ise 6 kadir parlaklığı ile insanoğlunun tam görme sınırına denk geldiği için 1781 yılına kadar keşfedilememiştir ki, bu tarih Galileo’nun ilk olarak Jüpiter’in uydularını gözlediği 1610 yılından 171 yıl sonradır. Teleskopla dahi keşfi bu kadar zaman almıştır. 1846 yılında ise son gezegenimiz olan Neptün keşfedilmiştir. Uranüs’ü keşfeden William Herschel, Neptün’ü keşfedenler ise Galle ile Le Verrier’dir. Plüton ise 1930 yılında Tombaugh tarafından keşfedilmiş, 1990’lı yıllarda ise Plüton gibi onlarca cüce gezegenin var olduğu ortaya çıkmıştır.

Çıkarım: Haberi uyduranlar öyle bir uydurmuşlar ki yazıda yüzyıllar önce bunların bilindiği ile ilgili bir övgüyü söz konusu edip, nasıl olup da bu bilginin gerçekten ortaya çıkmasının yüzyıllar sonra başkaları tarafından olabileceğini açıklama gayreti içerisine girmemişler.

Ayrıca haberde verilenin aksine diğer gezegenler tek bir düzlemdeyken Plüto başka düzlemde değildir. Sadece Plüto’nun yörünge düzleminin eğikliği biraz daha fazladır. Onu cüce gezegen sınıfına yerleştirmemize sebep olan başka faktörler var. (Bknz. Plüton İle Baş Başa)

Gezegenlerin yörünge eğiklikleri (ekliptiğe göre)
Gezegenlerin yörünge eğiklikleri (ekliptiğe göre)

 

  • İddia: “Bugün dahi bilim dünyasının görevini net tespit edemediği çift yıldızların detaylarını görmek mümkün. Çift yıldızlar galaksiler arasındaki dengeyi sağlayan sistemlerdir” diye konuştu.”

Gerçek: Hangi detayın göründüğünü yine merak etmekle kalıyoruz. Çift yıldızlar hakkında söylenen cümle ise tamamen saçmalık. Bizim Güneş’imizin aksine yıldızların çoğu çiftli sistemler halinde bulunur. Bırakın bunların devasa gökadalar arası etkileşim sağlamasını, çoğunlukla birbirlerini dahi zor etkilerler. Öyle ki çok nadiren birbirlerine yakın olup yapısal olarak etkileşirler.

Ek bir bilgi daha vermemiz gerekiyor. Minberi inşa eden ustaya bilgi verdiği söylenen Molla Fenari‘nin astronomi ile ilgili yazılarında Uranüs, Neptün ve Plüton hakkında hiçbir bilgi bulunmaz. Hatta, bu gezegenlerin varlığının olasılık dahilinde olduğu şüphe kaynaklı olarak dahi belirtilmez.

Sonuç

Varlığı, tarihi, işçiliği ve sanat değeri açısından başlı başına muhteşem bir değer olan Ulu Cami Minberi üzerinde hiçbir biçimde astronomik bir bilgi bulunmaz. Burada yer alan işlemeler Evliya Çelebi’nin de açık biçimde belirttiği gibi “çiçek motifleri“dir. Abartılı ve bazen gerçek üstü anlatımlarıyla ünlü olan Evliya Çelebi dahi “fezadaki seyyareler” ile ilgili tek bir kelime etmemiş iken, kündekâri çiçek desenlerini geçmiş insanların “sır bilgileri” üzerine yormak, tam anlamıyla işgüzarlıktır.

konyaalaeddinminber4
Konya Alaeddin Camii’nin kündekâri minberi. Bursa Ulu Cami’den yaklaşık 100 yıl önce inşa edilmiş olan bu minber, Selçuklu sanatının eşsiz bir örneğidir.

 

Ancak, Ulu Cami minberine atfedilen bu “gizemler” tek örnek değil. Dünya’nın birçok yerinde insanlar, eski uygarlıkların çizim ve işlemelerinde gökyüzüne ait sırlar saklı olduğunu dile getirmekten uzak durmuyorlar. Antik Mısır, Maya’lar ve İnkalar ile ilgili uydurulan birçok efsane, Piri Reis’in haritası üzerine anlatılan hikayeler de bu gizem sevdasının bir sonucu.

Ayrıca bu konuların ilgi çekiciliğini de göz ardı etmemek gerekiyor. Piramitler hakkında uzaylı efsaneleri üretilmese, kim gidip çölün ortasındaki kocaman tekdüze bir yapıyı görmek ister? Maya’lar hakkında üretilen efsaneler olmasa, kim dağ başlarındaki tapınakları ziyaret edip milyonlarca dolarlık bir turizm sektörünü besler? Döneminde onlarca benzeri yapılmışken, üzerine efsaneler üretmezseniz kim Piri Reis’in haritasına ilgi gösterir?

Ve; Konya Alaeddin Camii’nin veya Divriği Ulu Camii’nin çok daha nadide sanat örnekleri içeren minberleri dururken, üzerine efsane üretmezseniz kim Bursa Ulu Cami’nin minberini görmeye gider?

Çok daha olağan açıklamalar dururken, olağanüstü açıklamaların peşinde olmak belki daha çekici geliyor olabilir. Ancak, bu geometrik şekillere bir anlam yüklenecekse; bu semboller niçin camiyi inşa ettiren Yıldırım Bayezid’in şehzadeleri, yahut hocaları, veya önemli dini isimleri işaret ediyor olmasın? Üzerinde “Mülk Allah’ındır” yazan bir minberin altındaki kabartmaların Bayezid’in fetihlerini simgelemesi, “bilinmeyen gezegenleri” simgelemesinden çok daha anlamlı olmaz mıydı?

Hazırlayan: Ögetay Kayalı
Düzenleyen: Zafer Emecan




Gizemli Nesne “Oumuamua” Hakkındaki 10 Gerçek

Güneş sistemimizden geçtiği doğrulanan ilk yıldızlararası nesne olan ‘Oumuamua’ hakkında 5 tane bildiğimiz, 5 tane de bilmediğimiz bilgiyi aşağıda sizlere sunuyoruz.

1) Buralardan olmadığını biliyoruz.

Oumuamua takma adlı ve 1l/2017 U1 olarak bilinen nesne, Güneş sistemimizde ortaya çıktığında çok hızlı yolculuk ediyordu (saniyede 87.3 km). Güneş sistemimiz içerisinde bulunan kuyruklu yıldızlar ve astreoitler bundan daha yavaş bir hızla hareket eder (ortalama saniyede 19 km). Teknik olmayan bir tabir ile ‘Oumuamua’ yıldızlararası bir serseridir.

2) Nereden geldiğinden emin değiliz.

Oumuamua, Güneş sistemimize Şilyak (Lyra) takımyıldızının tehlikeli bir noktasından girdi ancak aslında nereden geldiğini söylemek mümkün değil. Binlerce yıl önce, Oumuamua asıl ait olduğu gezegen sisteminde başıboş dolaşmaya başladığında yıldızlar çok farklı pozisyondaydılar bu yüzden de tam olarak nereden geldiğini belirlemek olanaksız.

3) Burada durmayacağını da biliyoruz.

Oumuamua, Güneş sistemimizin dışına doğru yöneldi ve geri dönmeyecek. Hızlıca Pegasus takımyıldızına doğru yöneldi ve yaklaşık 4 yıl sonra Neptün‘ün yörüngesini de geçecek. 11.000 yıl içerisinde ise bir ışık yılı mesafede olacak.

4) Nasıl göründüğünü de bilmiyoruz.

Onu sadece teleskop aracılığı ile bir ışık noktası şeklinde görebildik (çok uzakta bulunuyor ve uzunluğu da yarım milden daha az) ancak eşsiz dönüşü, bize onun puro gibi uzamış olduğunu ve genişliğine göre 10 kat daha uzun olduğunu düşündürtüyor. Onu hiçbir zaman göremeyiz. Sanatçıların tasvirleri de neye benzediği konusundaki tahminlere dayanıyor.

5) Çok az bir hız artışına sahip olduğunu biliyoruz.

Bu cismi gözlemleme kampanyasına gelen hızlı cevaplardan sonra, Oumuamua’nın umulmadık bir hız artışına sahip olduğunu gördük. Ancak daha önceki tahminlere göre bu hızlanma, rotası boyunca çok az değişmektedir.

NASA’nin Jet İtki Laboratuarı’nda bulunan Dünya’ya Yakın Nesneler Çalışmaları Merkezi’nde (CNEOS) görevli olan Davide Farnocchia, Oumuamua’nın üzerindeki bu zor tespit edilen gücün muhtemelen yüzeyinden çıkan gaz püskürmeleri yüzünden ortaya çıktığını belirtti. Ayrıca bu tarz bir gaz püskürtmenin, Güneş sistemimizdeki bir çok kuyruklu yıldızın hareketine etki ettiğini de ekledi.

6) Takla attığını biliyoruz.

Nesnenin parlaklığındaki sıra dışı çeşitlilikler, onun birden fazla eksen üzerinde döndüğü izlenimini uyandırmaktadır.

Bu görsel, Oumuamua’nın güneş sistemimizin dış bölgelerinde hızla hareket etmesini gösteriyor. Nesnenin yaptığı karmaşık dönüşler, onun şeklinin tam olarak belirlenmesini zorlaştırdığı için onun neye benzediğini gösteren bir çok model mevcuttur (Telif: NASA/ESA/STScI).

7) Hangi maddelerden oluştuğunu bilmiyoruz.

Güneş sistemimizdeki kuyruklu yıldızlar, Güneş’e yaklaştıklarında çok fazla toz ve gaz ortaya çıkarırlar fakat Oumuamua bunu yapmadı. Bu da, gözlemcilerin onu asteroit olarak tanımlamayı düşünmelerine sebep oldu.

Hawaii Üniversitesi Astronomi Enstitüsü’nde astronom olan Karen Meech, bir çok kuyruklu yıldızın yüzeyinde var olan küçük toz parçacıklarının Oumuamua’nin yıldızlararası uzaydaki yolculuğu boyunca aşınmış olabileceğini söyledi. Onu ne kadar daha fazla araştırırsak, daha fazla heyecan verici şeyler öğrenebileceğimizi de ekledi. Belki de tozdan daha zor görülen gazlar çıkarıyor olabilir ancak bu noktada bunu bilmemiz imkansız.

8) Onu beklememiz gerektiğini biliyoruz.

Sadece ne zaman olacağını bilmiyorduk. Yıldızlararası bir nesnenin keşfi, on yıllardır tahmin ediliyordu. Yıldızlar arasındaki mesafelerd,e muhtemelen milyarlarca ve milyarlarca asteroit ve kuyruklu yıldız bağımsız bir şekilde dolanmaktadır. Bilim insanları, Güneş sistemimize girebilecek bunun gibi küçük cisimlerin olmasının kaçınılmaz olduğunu anladılar. Oumuamua’nın bu ziyareti, gezegen sistemlerinin nasıl oluştuğu konusundaki modellerimizi güçlendirmektedir.

9) Şu an ne yaptığını bilmiyoruz.

2018 yılının Ocak ayından sonra Oumuamua, artık teleskoplarla görülemez kadar uzaklaştı. Ancak bilim insanları, uluslararası gözlem kampanyasında toplanan bilgileri analiz etmeye devam ediyorlar ve bu eşsiz yıldızlararası ziyaretçi hakkında daha fazla gizemi ortaya çıkarmaya çalışıyorlar.

10) Önünde sonunda bir başkasını daha görme şansına sahip olduğumuzu biliyoruz.

Oumuamua’nın Güneş sistemimizde gözlemlediğimiz ilk yıldızlararası nesne olmasından dolayı araştırmacılar, bunun gibi yeni keşfedilen gök cisimleri ile ilgili genel sonuçlara varmamızın zor olduğuna dikkat çekiyorlar. Gözlemler, diğer yıldız sistemlerinin düzenli bir şekilde bu tarz kuyruklu yıldız benzeri nesneleri dışarı atma olasılığına işaret etmektedir ve buna göre yıldızlar arasında sürüklenen bir çok böyle nesne olması gerekir. Gelecek temelli ve uzaya dayanan araştırmalar, daha fazla yıldızlararası serserileri belirleyebilir ve bilim insanlarına analiz etmek için daha fazla örnek sağlayabilirler.

Çeviri: Burcu Ergül

https://solarsystem.nasa.gov/news/482/10-things-mysterious-oumuamua/
Kapak ilüstrasyonu: ESA/Hubble, NASA, ESO, M. Kornmesser




Dünya’nın Sonu, İçin Alternatiflerimiz Neler?

Merhaba karanlık, benim eski arkadaşım… Atmosferimiz, Güneş’e olan yakınlığımız ve diğer çok sayıda güzel rastlantı, canlıların hayatta kalmasına ve gelişmesine olanak sağlıyor.

Hal böyle olunca, işte buradayız; masalarda ve kahve dükkanlarında oturuyor, bu durum sanki sıradışı türden bir mucize değilmiş gibi sokakta yürüyoruz. Fakat bütün güzel şeylerin bir sonu olmalı. Günün birinde Dünya, bildiğimiz şekliyle yaşama benzeyen hiçbir şeye karşı misafirperver olmayacak.

Bu gezegen üzerindeki yaşam, şu andan itibaren milyarlarca yıl geçse bile muhtemelen sona ermeyecek. Fakat, gök fiziğindeki şartların değişmesine bağlı olarak herhangi bir zamanda da sona erebilir; belki yarın, belki yarından da yakın.

Bilim insanları, Dünya’nın pek çok şekilde ölebileceğini düşünüyor.

1) Dünya’nın erimiş çekirdeği soğuyabilir.

Dünya, magnetosfer adı verilen, koruyucu bir manyetik kalkan ile çevrilidir.

Bu manyetik alan, Dünya’nın dönmesiyle oluşur. Dünyanın dönmesiyle, sıvı demir ve nikelden oluşan kalın bir katman (dış çekirdek), katı bir metal topunun (iç çekirdek) etrafında fırıl fırıl döner ve bu sayede dev bir elektrik dinamosu meydana gelir.

Magnetosfer, Güneş’ten yayılan enerjili parçacıkları saptırır ve bunlar kendisine çarptığı zaman, boyut ve şeklini değiştirir.

Dünya’nın atmosferine çarpan yüksek enerjili bu parçacık seli sonucunda, hoş görünümlü kuzey ışıkları tetiklenebilir veya bazen de bozucu nitelikteki jeomanyetik fırtınalar meydana gelir.

Fakat çekirdek soğursa, manyetosferimizi kaybederdik; ayrıca bizi Güneş fırtınalarından koruyan şey de kaybolurdu ve Güneş fırtınaları, atmosferimizi yavaş yavaş uzaya doğru sürüklerdi.

Aynı şey, bir zamanlar suyla zengin olan ve kalın bir atmosferi bulunan Mars’ın da başına milyarlarca yıl önce gelmiş, bugün bildiğimiz kadarıyla neredeyse havasız ve görünüşe göre yaşamsız olan bir yeryüzüne yol açmıştı.

2) Güneş ölmeye ve genişlemeye başlayabilir.

Güneş (ve bizim ona göre olan konumumuz), belki de narin varoluşumuzun en önemli parçasıdır.

Fakat Güneş sonuçta bir yıldızdır ve yıldızlar er ya da geç ölür.

Şu an Güneş, ömrünün yarısında bulunuyor; hidrojeni, kaynaşma yoluyla sürekli şekilde helyuma dönüştürüyor.

Ancak bu durum sonsuza kadar sürmeyecek. Şu andan itibaren milyarlarca yıl sonra, Güneş’in hidrojeni azalacak ve helyum kaynaştırmaya başlayacak.

Bu tepkime daha fazla enerji içereceği için, Güneş’in tabakalarını dışa doğru itecek ve muhtemelen Dünya’yı Güneş’e doğru çekmeye başlayacak.

Önce yanıp kül olacağız, ardından da buharlaşacağız.

Bu durum veya Güneş’in genişlemesi, Dünya’yı yörüngesinden dışarı doğru itecek. Dünya, herhangi bir yıldıza bağlı olmaksızın, boşluğa doğru kayan serseri bir gezegen şeklinde donarak ölecek.

3) Dünya, ölümcül bir yörüngeye itilebilir.

Serseri gezegenlerden bahsetmişken, gezegenler oluşum esnasında sık sık kendi yıldız sistemlerinden kovulurlar.

Aslında, son zamanlarda yapılan canlandırmalara göre Samanyolu‘nda bulunan serseri gezegenlerin sayısı, yıldızların 100.000 katı olabilir.

Bu serseri gezegenlerden biri, Güneş Sistemimize sürüklenebilir ve Dünya’nın istikrarını bozarak, onu olağanüstü ve yaşanması zor bir yörüngeye sokabilir.

Yeterince büyük olan ve yeterince yakına sürüklenen bir gezegen, bizi Güneş Sisteminin tamamen dışına bile çıkarabilir. (Ya da Venüs veya Merkür gibi yakındaki bir gezegen ile çarpışmamıza sebep olabilir.)

Dünya da bir kar topu haline gelerek kendi başına serseri bir gezegen olabilir. Bu arada, kayda değer büyüklükteki bir kütle çekim itişi, şiddetli soğukluk ve kavurucu sıcaklık arasında değişen, uç noktada ve ölümcül mevsimler oluşturabilir.

4) Serseri bir gezegen, Dünya’ya çarpabilir.

Sürüklenen bir gezegen, sadece yakın mesafeden geçmek ve Dünya’nın yörüngesini bozmak yerine doğrudan ona çarpabilir.

Bu beklenmedik bir olay olacaktır. Yaklaşık 4.5 milyar yıl önce küçük bir gezegen, Güneş Sistemimizde yer alan daha büyük bir gezegene çarpmıştı; bunun sonucunda da Dünya ve uydusu Ay oluştu.

Yeni bir çarpışma, benzer şekilde, çarpışmadan çıkan enkazları Güneş Sisteminin her tarafına fırlatacak ve Dünya’yı baştan sona yüzde 100 eritecektir. Ayrıca muhtemelen, yeni gezegen sonunda yeniden biçimlenecek ve soğuyacak olsa da, yaşanabilir olup olmayacağını bilemeyiz.

5) Asteroitler, gezegenimizi bombardımana tutabilir.

Hollywood senaristleri, asteroitlerden kaynaklanan ölümü ve kıyamet senaryolarını çok seviyor.

Uzaydan gelen kayalar epey yıkıcı olabilir (büyük bir kaya, muhtemelen dinozorları yok etmişti) fakat gezegenin tamamını iyice silip süpürmek daha büyük veya çok sayıda asteroit gerecektir.

Yine de, böyle bir şey gerçekleşebilir. Dünya, oluştuktan sonraki yüz milyonlarca yıl boyunca asteroitlerin bombardımanına uğradı.

Çarpışmalar o kadar şiddetli oldu ki, okyanuslar uzun yıllar boyunca kaynadı.

O noktada yaşamın tamamı tek hücreliydi ve sadece sıcaklığa en dayanıklı olan mikroplar kurtulmayı başardı.

Günümüzde daha büyük olan yaşam formları, bundan neredeyse kesin olarak sağ kurtulamayacaktır. Eğer benzer bir darbe yaşarsak, hava sıcaklıkları haftalar boyunca 480 Celsius dereceden daha yükseğe çıkabilir.

6) Dünya, başıboş gezen bir kara deliğin çok yakınından geçebilir.

Kara delikler, Hollywood’un en sevdiği ikinci ölüm gezegeni şekli olabilirler. Bunun sebebini görmek zor değil.

Bunlar gizemli oldukları kadar korkutucular da. İsmi bile uğursuz.

Haklarında pek bir şey bilmiyoruz fakat bildiğimize göre o kadar yoğunlar ki, bir kara deliğin olay ufkundan ışık bile kaçamıyor. Üstelik bilim insanları, ‘geri tepen’ kara deliklerin uzayda başı boş şekilde gezdiklerini düşünüyorlar, tıpkı serseri gezegenler gibi.

Bunlardan birinin güneş sisteminden geçmesi, akıl almaz bir durum değil. Küçük bir kara delik, Dünya’nın yanından sorunsuzca geçebilir fakat Ay’ın kütlesinden daha büyük olan bir kara delik, büyük sorunlara yol açabilir.

Eğer ışık kaçamıyorsa, Dünya da kesinlikle kaçamayacaktır. Yeterince büyük ve serseri bir karadelik olursa, geri dönüşün olmadığı noktadan sonra neler olabileceğine dair iki tane görüş var.

Olay ufkunun ötesinde, atomlar tamamen kopana kadar esneyebilir.

Diğer fizikçilerin kuramına göre ise, evrenin tam sonuna düşebiliriz veya kendimizi tamamen farklı bir evrende bulabiliriz (bunlar bilimsellikten uzak spekülatif, sadece kişisel düşüncelerdir).

Geri tepen bir kara delik, Dünya’yı ıskalasa bile, depremlere ve başka yıkımlara sebep olacak kadar yakından geçebilir, bizi Güneş Sisteminden kovabilir veya döne döne Güneş’e doğru gitmemize yol açabilir.

7) Dünya’nın atmosferi, bir gama ışını patlamasıyla yok olabilir.

Gama ışını patlamaları veya GRB’ler, Evren’deki en güçlü doğa olaylarından birisidir.

Bunların çoğu, devasa yıldızlar öldüğü zaman çökmelerinin sonucunda meydana gelir. Küçük ve kısa bir patlama, güneşimizin ömrü boyunca üreteceği enerjiden daha fazla enerji yayabilir.

Bu enerjinin ozon tabakasını yok etme, Dünya’yı tehlikeli morötesi ışıkla istila etme ve ani, küresel soğumayı tetikleme potansiyeli var.

Aslında, Dünya’ya doğrulmuş eski bir GRB, Yeryüzünde gerçekleşen 440 milyon önceki ilk kitlesel yok oluşa sebep olmuş olabilir.

Neyse ki Fermi Gama Işını Uzay Teleskobunun proje yönetici vekili David Thompson, National Geographic dergisine GRB’lerin aslında pek endişe kaynağı olmadığını söylüyor.

Kendisi dergiye, söz konusu tehlikenin, “ABD’nin Maryland eyaletindeki Bowie şehrinde yer alan evimin tuvaletinde bir kutup ayısı bulduğu zaman karşılaştığı tehlikeye eşdeğer” olduğunu söylüyor.

8) Evren, nihai “Büyük Yırtılma”sında parçalara ayrılabilir.

Bu şey aslında sadece Dünya’nın değil, bütün evrenin sonunu getirebilir.

Fikir şöyle: Karanlık enerji adı verilen gizemli bir güç, giderek artan bir hızda evreni parçalara ayırıyor.

Eğer bu durum, tıpkı şimdilerde olduğu gibi hızlanmaya devam ederse, belki şu andan itibaren 22 milyar yıl sonra, atomları bir arada tutan kuvvet başarısız olacak; ve evrendeki bütün maddeler çözülerek ışınım haline gelecek.

Fakat “Büyük Yırtılma”nın gerçekleşeceğini varsaymak işe yaramaz bir şeydir; insanların hayatta kalmayacağı küresel bir felâketten sonra ne olacağını kim bilebilir ki?

Bazı mikropların hayatta kalıp, daha karmaşık bir yaşamın tohumlarını yeniden ekmeleri mümkün.

Fakat gerçekleşen yıkım topyekun olursa, en azından bir yerlerde bazı başka zeki yaşam şekillerinin var olmasını ümit edebilir ve onlara saygılarımızı sunabiliriz.

Çeviri: Ozan Zaloğlu

Kaynak: Business Insider




Kara Delikler, Ölmüş Yıldızları Yeniden Canlandırabilir!

Yeni bir araştırmanın öne sürdüğü iddiaya göre, orta boyutlu kara delikler ile karşılaşan ölü yıldızlar, sadece kısa bir süreliğine de olsa yeniden hayata dönebilir.

Bir grup gökbilimci; beyaz cüce olarak bilinen yakıtı tükenmiş bir yıldız kalıntısının, kütlesi güneşimizin kütlesinin 1.000 ila 10.000 katı arasında değişen orta kütleli bir kara deliğin yakınından geçtiğinde ne olacağını belirlemek için bilgisayar simülasyonları gerçekleştirdi.

Araştırmacılar; kara deliğin güçlü kütle çekiminin, beyaz cücede bulunan hareketsiz iç kısımları önemli ölçüde gerip, çarpıttığını ve bu sayede helyum, karbon ve oksijen gibi elementleri daha ağır olan demir gibi elementlere dönüştürerek birkaç saniyeliğine de olsa nükleer füzyon süreçlerini yeniden ateşleyebileceğini belirlediler.

Bu gibi “gel-git bozulması olayları (TDEs)”, aynı zamanda bir yüzyıl önce Albert Einstein tarafından tahmin edilen ve ilk kez 2015 yılında Lazer İnterferometre Yerçekimsel Dalga Gözlemevi (LIGO) tarafından doğrudan tespit edilen kütle çekim dalgalarını (uzay zaman dalgalanması) da ortaya çıkarabilir.

LIGO’nun Handford’ta bulunan gözlem üssü. Fotoğrafta görülen her bir “kol” dört kilometre uzunluğunda.

 

Ekip üyelerinin söylediklerine göre LIGO, büyük ihtimal ile bu belirli kütle çekim dalgalarını tespit edemeyecek ancak Avrupa Uzay Ajansı’na ait olan Lazer İnterferometre Uzay Anteni gibi gelecek yıllarda kullanacağımız başka araçlar bu işi yapabilir.

Araştırmaya göre; aşırı derecede bozulmuş olan beyaz cücelerden gelen büyük miktardaki maddeler, şimdi kullandığımız teleskoplarla bile tespit edilebilecek güçlü radyasyon patlamaları ortaya çıkararak kara deliklerin içine çekilebilirler.

Bu yeni sonuçlar, araştırılması çok zor olan orta kütleli kara delikleri ele almanın daha iyi bir yolunu öne sürmektedir. Gökbilimciler, bu zamana kadar bir çok galaksinin merkezinde yer aldığı bilinen milyonlarca veya milyarlarca güneş kütlesine sahip küçük kütleli ve süper kütleli kara delikler tespit etti. Ancak orta kütleli olanlar hep anlaşılması zor olarak kalmıştı.

Güney Karolina’da bulunan College of Charleston’da fizik ve astronomi profesörü ve çalışmanın ortak yazarı olan Chris Fragile açıklamasında kaç tane orta kütleli kara deliğin bulunduğunu bilmenin, süper kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğu sorusunun cevaplanmasında oldukça önemli olduğunu belirtti.  “Orta kütleli kara delikleri gel-git bozulması olayları sayesinde bulmak, muazzam bir ilerleme olacaktır” diye de ekledi.

Araştırmacıların belirttiğine göre; süper kütleli kara delikler, büyük yıkıcılar değillerdir. Bu devler, beyaz cüceleri muhtemelen onlara dikkate değer şekilde zarar vermeden hafifçe süpürmektedirler. Bu yeni çalışma, akademik bir ilgiden ziyade uzak gelecekte güneşimizin sonunun nasıl olacağını anlatan bir senaryoyu ortaya koymaktadır.

Yaklaşık 8 güneş kütlesi veya bundan daha az bir kütle ile hayatına başlayan her yıldızın sonu, süper yoğun beyaz cüceye dönüşmek olacak. Bu kader, bizim güneşimizi de 5 milyar yıl içerisinde bekliyor. Bünyesindeki hidrojen yakıt deposunu tükettikten sonra şişerek bir kırmızı deve dönüşecek ve sonrasında ise çökerek beyaz cüce haline gelecek.

Çeviri: Burcu Ergül

Kaynak: https://www.livescience.com/63469-black-holes-reanimate-dead-stars.html
Kapak Görseli Telif: NASA – ANSA




IC 405 (Caldwell 31) Nebulası

Bize yaklaşık 1.500 ışık yılı uzaklıkta bulunan IC 405 , amatör teleskoplarla dahi gözlenebilen parlak bir yansıma/salma bulutsusudur.

Caldwell 31, Flaming Star Nebula veya IC 405 olarak isimlendirilen bu bulutsu (nebula), Arabacı (Auriga) takımyıldızı yönünde yer alıyor. Bulutsunun parlaklığı yaklaşık 6 kadir olduğu için insan gözünün görme sınırları dışındadır ve çıplak gözle görülemez. Ancak, küçük bir teleskop, hatta dürbünle bile gözlemlenebilmesi mümkün.

Bulutsu, AE Aurigae isimli kendi içinde oluşmuş parlak bir yıldızın ışığı ile aydınlanıyor. Yaklaşık 23 Güneş kütlesinde O tipi bir dev yıldız olan AE Aurigae, 33 bin santigrat dereceyi bulan yüzey sıcaklığı ve Güneş’in 59 bin katı ışıma gücüyle bulutsunun parlaklığının asıl sebebi.

IC 405, oldukça büyük yaklaşık 5 ışık yılı çapa sahip bir yıldız oluşum bölgesidiraynı zamanda. Çok büyük oranda Hidrojen ve Helyum gazından oluşan bulutsunun derinliklerinde yeni yıldız oluşumları hala devam ediyor. Bulutsuyu şu anda aydınlatan AE Aurigae’nın güçlü yıldız rüzgarları çevresindeki gazı itip sıkıştırıyor ve bu da yıldız oluşumunun daha hızlı gerçekleşmesini sağlıyor.

IC 405 Nebulası’nın amatör astronom Robert Gendler tarafından çekilmiş fotoğrafı.

 

Bulutsuların içinde yer alan yıldız oluşum bölgelerini daha iyi tanımak için bu yazımızı, yıldız oluşumunun nasıl gerçekleştiğini ise  şu yazımızı okuyarak daha detaylı biçimde öğrenebilirsiniz.

Önümüzdeki onlarca milyon yıl içinde bu bulutsu içinde irili ufaklı yüzlerce yıldız oluşacak. Parlamaya başlayacak olan bu yıldızların güçlü “yıldız rüzgarları” bulutsuyu dağıtacak. Bulutsudan geriye ise, içinde oluşmuş yıldızlardan meydana gelmiş ışıltılı bir açık yıldız kümesi kalacak. Sonraki milyonlarca yıl içinde, zayıf kütleçekim gücü ile bir arada duran bu açık yıldız kümesi de dağılacak ve yıldızları Samanyolu’nun kollarına saçılacak.

Bizim yıldızımız Güneş de böyle bir bulutsunun içinde doğdu. İlk gençlik günlerinde bir açık yıldız kümesinin üyesiydi. Belki yüzlerce kardeşi vardı ama, ömür süreci içinde kardeşleri dağılıp uzaklara gitti. Şimdi bir başına, bizi de peşine takmış halde Samanyolu’ndaki yörüngesinde dönüp duruyor…

Zafer Emecan

Kapak fotoğrafı telif: Adam Block
https://apod.nasa.gov/apod/ap031124.html
http://cs.astronomy.com/asy/m/nebulae/491174.aspx
http://eapod.eu/23-november-2016-ic-405/




Evrende En Fazla Bulunan Elementler (Bolluk Sıralaması)

Bilindiği gibi, evrenin büyük patlama teorisinin öngördüğü biçimde oluştuğu düşünülüyor. Bugün çevremizde var olan elementler de ilk olarak bu süreçle oluşmaya başladılar

Teoriye göre, evren ilk oluştuğu, henüz yıldızların oluşması için gerekli uygun ortamın meydana gelmediği zamanlarda en hafif (en düşük atom numaralı) üç element, bu oluşum döneminin sağladığı enerji ile meydana geldi. Bunlardan en büyük miktarda oluşanı %75 oranla Hidrojen, %25 oranla Helyum ve eser miktarda Lityum elementleriydi.

Daha sonrasında, evrenin bebeklik döneminin sonlarına doğru ilk yıldızlar oluşmaya başladı. Sadece Hidrojen ve Helyum elementinin baskın olduğu bu dönemde oluşan yıldızlar, evrenin daha küçük ve yoğun olması nedeniyle oldukça büyük boyutlardaydılar. Öyle ki, bugün “dev yıldız” olarak nitelenen 100-150 Güneş kütlesine sahip yıldızlardan daha büyük, 200, hatta 300 Güneş kütlesinde yıldızlar meydana gelmişti.

Diğer Elementler Nasıl Oluştu?

Bu dev, ancak çok kısa ömürlü yıldızların çekirdeklerindeki nükleer reaksiyon sırasında Hidrojen ve Helyum’dan daha ağır; Oksijen, Neon, Karbon, Azot, Silisyum, Magnezyum, Berilyum, Fosfor, Sodyum, Demir gibi elementler meydana gelmeye başladılar. Periyodik tabloda atom ağırlığı Demir’e kadar olan tüm elementler; bu ilk yıldızlar ve daha sonraki kuşak yıldızların nükleer füzyon süreçlerinde içlerinde oluştular. Bu süreci daha iyi öğrenmek için şu yazımızı okumanız faydalı olacaktır.

Element Yıldız
Yıldızların içinde gerçekleşen nükleer füzyon, bir yandan enerji üretirken bir yandan da yeni elementlerin oluşmasıyla sonuçlanır.

 

Demirden daha ağır; Nikel, Gümüş, Bakır, Sezyum, Cıva, Platin, Kurşun, Uranyum gibi elementler ise, yakıtı tükenen dev yıldızların ölümü anlamına gelen süpernova patlamaları sırasında ortaya çıkan çok büyük miktarda enerji sırasında oluştu. Bu süreç hakkında detaylı bilgi için bu yazımızı okuyabilirsiniz.

Element Çeşitliliği Nasıl Arttı?

Yukarıda anlattığımız yıldız oluşum ve ölüm süreçleri sırasında, evrenin ilk dönemlerinde var olan Hidrojen ve Helyum atomları birleşerek bugün çevremizde gördüğümüz ve bildiğimiz atomları meydana getirdiler. Yani, evrendeki Hidrojen oranı düşmeye, daha ağır elementlerin miktarı ise artmaya başladı.

Burada şu anki element bolluğu miktarını hesaplarken birşey dikkatinizi çekmiş olmalı (ilgili yazılarımızı okuduğunuz varsayıyoruz): Çekirdeğinde nükleer reaksiyonlar bittikten sonra ölen her yıldız ister bir beyaz cüceye dönüşsün, isterse süpernova olarak patlayarak yok olsun, yaşam süreci içinde Hidrojeni atom numarası Demir’e kadar olan elementlere dönüştürüyor.

Hepimiz yıldız tozuyuz derken, yerdeki tozu kastetmiyoruz. Vücudumuzdaki her atom, aldığımız her nefes, üzerine bastığımız toprak, 13 milyar yıl önce var olmuş olan ilkel yıldızlardan bir parça taşır.

 

Yani, her yıldızın çekirdeğinde Oksijen, Karbon, Azot, Magnezyum, Neon ve Silisyum oluşumu gerçekleşiyor. Dolayısıyla, Hidrojen ve Helyum’dan sonra evrende en fazla bulunan elementler bunlar olmak zorunda. Çünkü, (kırmızı cüceler haricinde) türü ne olursa olsun her yıldız bunları üretiyor ve bir şekilde evrende yeni yıldız oluşum bölgelerine saçıyor.

Şu Andaki Element Bolluk Sıralaması Nedir?

Evrenin oluşumu üzerinden geçen yaklaşık 13.8 milyar yıllık süreç içerisinde, anlattığımız süreç dahilinde evrene yeni elementler saçıldı. Evrenin bebeklik evresinde Hidrojen, Helyum ve az miktardaki Lityum karşısındaki oranları %0 olmalarına karşın, diğer elementlerin miktarı şu anda yaklaşık %2 dolaylarına kadar artış gösterdi.

O halde, bilim insanlarının evrendeki yıldızların ve galaksileri gözlemleyip tayf analizlerini yaparak ortaya koydukları element bolluk oranını sıralayalım (hidrojen ve helyum başta olmak üzere, tüm elementlerin oranı, çok küçük sapmalarla yaklaşık değerlerdir. Topladığınızda yüzdelik değer fazla görünecektir):

  1. Hidrojen (%74.5)
  2. Helyum (%23.84)
  3. Oksijen (%1.04)
  4. Karbon (%0.46)
  5. Neon (%0.13 )
  6. Demir (%0.11)
  7. Azot (%0.096)
  8. Silisyum (%0.065)
  9. Magnezyum (%0.058)
  10. Sülfür (%0.044)

Üstteki yüzdelik sıralama, büyük patlamadan bugüne kadar oluşmuş elementlerin evrendeki bolluk miktarı. Elbette, Güneş Sistemi de genel olarak bu oranlara uyuyor. Ancak, ele aldığımız ölçekler küçüldükçe (Dünya benzeri küçük karasal gezegenler gibi) bolluk oranları da çeşitli sebeplerle değişiklik göstermeye başlıyor.

Vücudumuz da yıldız tozu dedik. Ancak, bizi oluşturan yıldız tozu oranı, yıldızları oluşturandan biraz daha farklı.

 

Örneğin, Dünya‘yı oluşturan elementler arasında Hidrojen ilk sırada değil, %45’in üzerinde bir oranla Oksijen. İnsan vücudu da evrenin genelinden farklı bir element kompozisyonuna sahip. Aşağıda kütle oranını sıraladığımız elementlerden oluşuyor vücudumuz:

  1. Oksijen (%65)
  2. Karbon (%18.5)
  3. Hidrojen (%9.5)
  4. Azot (%3.2)
  5. Kalsiyum (%1.5)
  6. Fosfor (%1.0)
  7. Potasyum (%0.4)
  8. Sülfür (%0.3)
  9. Sodyum (%0.2)

Atmosferimiz de biliyorsunuz %78 Azot ve %21 Oksijen’den meydana geliyor. Ancak, evrendeki tüm elementlerin birbirine oranı, yukarıda ilk verdiğimiz sıralamadaki gibi. Elbette, evren yaşlandıkça Hidrojen ve Helyum oranı düşmeye, diğer daha ağır elementlerin oranı artmaya devam edecek.

Zafer Emecan

http://periodictable.com/Properties/A/UniverseAbundance.html
https://www.thoughtco.com/most-abundant-element-in-known-space-4006866
https://www.quora.com/How-does-the-elemental-composition-of-the-human-body-compare-to-elemental-composition-of-universe
http://spiff.rit.edu/classes/phys240/lectures/elements/elements.html
https://education.jlab.org/glossary/abund_uni.html
Kapak Fotoğrafı Telif: Kellie Jaeger




Güneş Fiziği: Güneş Rüzgarları

Ele alacağımız konu; tamamen bizim yıldızımız Güneş’le, yani Güneş fiziği ile alakalı. Güneş fiziği, yıldızımızın herhangi bir süre içerisinde uzayda nerede olduğuna değil, sadece yapısına ve işleyişine odaklanır.

Yıldızları ve Güneş’i bize gönderdikleri ışınımlar sayesinde anlayabiliyor ve inceleyebiliyoruz. Bu ışınımları tüm dalga boylarındaki elektromanyetik spektrum olarak ele alabiliriz.

EM_spectrum
Yıldızlardan hemen her dalga boyunda ışık yayılır. Elektromanyetik spektrum denilen bu dalga boyu aralığının gözlerimizle sadece çok küçük bir bölümünü görebiliriz.

 

Güneş, çevresine büyük miktarda enerji saçan bir yıldızdır ve saçtığı ışınımın hemen hemen tümü, yıldızın dış tabakalarından, yani atmosferinden gelir. Ancak, Güneş de dahil tüm yıldızlar akışkan bir gaz küresi oldukları, sert bir yüzeyleri bulunmadığı için, atmosferin sınırlarını kesin olarak belirleyemeyiz.

Güneş’i oluşturan tabakalar dört ayrı bölümde incelenir. Bunlar iç küre, fotosfer (ışık küre), kromosfer (renk küre) ve son olarak koronadır (taç küredir). İç küre, Güneş’in iç yapısıyla ilgilidir ve kendi içinde başka alt katmanlar halinde incelenir. Fotosfer, kromosfer ve korona ise kabaca Güneş’in atmosferini olarak nitelenebilirler.

gunes_atmosferi
Güneş atmosferi olarak nitelenen bölge; Fotosfer, Kromosfer ve Korona…

 

Güneşe bakıldığında disk şeklinde görülen tabaka fotosferdir. Fotosfer katmanında %74 civarıda hidrojen, %25 helyum, geriye kalan %1 lik kısımda ise karbon, oksijen, demir, kükürt ve neon gibi elementler bulunur. Bu elemetler bize Güneş’in aslında birinci nesil bir yıldız olmadığını, bir yıldızın ölümü sonucu oluşan ikinci nesil bir yıldız olduğunu gösteriyor. Bununla ilgili bilgiyi yıldız oluşumları ve ölümleri makalelerimizi inceleyerek detaylı bir şekilde öğrenebilirsiniz.

Atmosferden yayılan ışığın spektrumunda fotosferin payı büyüktür. Spektrumdaki siyah çizgiler fotosfere nazaran daha soğuk olan bir üst tabaka aracılığıyla ortaya çıkar. Fotosferin etrafında nispeten daha dar bir tabaka olan kromosfer ise, spektrumundaki parlak çizgilerin kaynağıdır. Yine aynı şekilde kısa dalga boylu ışınların spektrumundaki parlak çizgiler atmosfere aittir. Röntgen (X) ışınlarının kısa dalgalı olanları fotosferden gelirken, kromosfer tabakasına geçildiğinde uzun dalga boylarının etkisi artar. Yani kromosfer hem çok kısa dalga boyları hem de radyo dalgalarını meydana getirmektedir.

korona548721
Güneş’in korona tabakası, Güneş tutulmaları sırasında yıldızımızın güçlü ışığı Ay tarafından perdelendiği için rahatlıkla gözlemlenebilir. Bu bölgeyi, Güneş’i perdeleyen özel teleskoplar kullanarak da gözlemleyebiliyoruz.

 

Güneş’te, yüzeyden iç kısımlara yolculuk yaptığımızda sıcaklık ve basınç artar ve yıldızın kütlesinin büyük bir kısmını oluşturan “iç küre”ye ulaşılır. Yıldızın çekirdeğinde meydana gelen ışınım, iç kürenin tabakaları arasında bir yutulup bir yayılarak ilerlemeyi sürdürür. Dış tabakaların yaptığı emisyon (kara cisim ışıması gibi düşünebilirsiniz) Güneş yüzeyinden dışarı çıkar ve uzaya yayılır.

Güneş faaliyetlerinin tümü, daha doğrusu görebildiğimiz tüm faaliyetler iç kürenin en dışındaki bölgeye aittir. Güneş ışığının yüzeye ulaşma süreci hakkında daha kapsamlı bilgi almak için bu yazımızı okumanız faydalı olabilir.

ruzgar5847
Dünya’da alışkın olduğumuz atmosfer kaynaklı rüzgar, Güneş Sistemi içinde de söz konusudur. Güneş’in muazzam büyüklükteki atmosferi Dünya dahil tüm gezegenleri içine alır ve bu atmosferde güçlü Güneş rüzgarları eser.

 

Son birkaç yüzyılda, bilgi birikimizin artması ve bilimsel düşüncenin tabana yayılması sayesinde, gezegenimiz hakkında birçok soru sormaya ve bu soruları cevaplamaya başladık. Hatta bununla yetinmeyip,  soruların aynılarını önce Güneş, sonra yıldızlar için sormaya başladık. Birçok sorunun cevabı aynı olamamakla birlikte, bazı sorularda aynı cevapları alabildik.

Bu sorulardan biri de “Yıldızlarda rüzgarlar eser mi?”

Basit ama bir o kadar da ilginç bir soru. Dünya’da gerçekleşen bu olay acaba yıldızlarda gerçekleşiyor mu? Yoksa rüzgar oluşumları sadece gezegenlere özgü bir olay mı? Cevabı basit ama açıklaması zor bir konu bu! Evet, rüzgar oluşumu yıldızlarda gerçekleşir, fakat biçim olarak Dünya’daki rüzgarlara benzemez. Yıldız rüzgarları, yıldızlarda bulunan elektron, proton ve ağır metallerinin (astronomide hidrojen ve helyum dışındaki her şey metaldir) atomlarını hızlı bir şekilde yıldızlardan fırlatılmasıyla gerçekleşir. Bu rüzgarlar kimi bölgelerde saniyede onlarca kilometre, kimi yerlerde ise saniyede binlerce kilometre hıza ulaşır.

gunesruzgari78156

Güneş de bir yıldız ve evet, yıldızımızda da yukarıda bahsettiğimiz rüzgarlar oluşuyor (öyle ki, aslında biz diğer yıldızlar hakkında bilgi edinmek için önce Güneş’i inceliyoruz). Hissetme konusuna gelmeden önce biraz Güneş’te gerçekleşen bu rüzgarlardan bahsedelim:

Sıcaklık yüksek olunca, gerçekleşen iyonizasyon fazla olur ve korona bölgesi sürekli genişler. Böylece iyonize gazda bir akım meydana gelir. Güneş rüzgarları Güneş’in en üst katmanlarından salınan plazma akışı ile gerçekleşir. Güneş’te gerçekleşen bu rüzgarların hızı saniyede 300 ila 700 km arası değişmektedir.

Ek Bilgi: İyonizasyon, atomların ve parçacıkların elektrik yüküne sahip olmasıdır. Bu konu hakkında daha fazla bilgi için maddenin plazma halini anlattığımız şu yazımıza göz atmanız faydalı olur. 

Güneş, genellikle 1.5 keV (kilo elektron volt) ile 10 keV arasında enerjiler ile daha çok elektron, proton ve alfa parçacıklarını oluşturur ve bu parçacıkları evrene yollar. Her yıldızda olduğu gibi Güneş’te de gerçekleşen parçacık akımları, zaman içinde yoğunluk, sıcaklık, rüzgarın hızı gibi etkenlere bağlı olarak değişim gösterir.

Güneş, Güneş rüzgarları ile her saniye 1 milyon ton kütle kaybeder. Bu kaybolan kütlenin sabit olduğunu düşünürsek, yaklaşık her 150 milyon yıl içinde, toplamda 1 Dünya kütlesine eşdeğer Güneş malzemesinin uzay boşluğuna saçıldığını görürüz. Ancak, yıldızımızın kütlesi akıl almayacak kadar büyük olduğundan, doğduğu günden bugüne geçen 5 milyar yıl içinde kütlesinin sadece on binde birini Güneş rüzgarları yoluyla kaybetmiştir. Önümüzdeki birkaç milyon yıl içinde bu kayıp miktarı artacak olsa da, ömrünün sonuna kadar Güneş rüzgarları yoluyla kaybedeceği kütle miktarı, yıldızımız için hiçbir zaman önemli bir düzeye ulaşmayacaktır.

giant-sunspot-major-solar-flare-oct24-2014-close-up

Güneş rüzgarı, Güneş üzerinde açık manyetik alan çizgilerinin bulunduğu koronal delikler boyunca uzaya saçılır. Bu koronal deliklerde meydana gelen kütle emisyonuna, “Koronal Kütle Atımı (Coronal Mass Ejections-CMEs)” denir. Koronal Kütle Atımları (CMEs) ve Güneş püskürmeleri genel olarak, fotosferin yarı durgun olan manyetik alanı ile Korona arasındaki manyetik enerjinin ani olarak salınması ile gerçekleştiği düşünülmektedir. Bu hipotez “Depolama-Serbest bırakma” olarak adlandırılır (Chen, 2001). Bu CME’leri açıklayan yeni bir teoridir (Hanslmeier 2004).

İşte bu oluşan Güneş rüzgarları Güneş Sistemi boyunca hakim bir parçacık esintisi oluşturur. Gerçekte bu esinti o kadar kuvvetlidir ki, gezegenlerin atmosferlerini dahi süpürebilecek güçtedir. Gücü uzaklığa bağlı olarak düşse de, onlarca milyar km boyunca sistemimiz üzerinde etki sahibidir. Heliyopoz’un (Güneş rüzgarlarının etkisini yitirdiği bölge) konumunun Güneş’ten 130 – 170 AB’lik bir uzaklık aralığında (1 AB = 150 milyon km) olduğu düşünülmektedir. Bu bilgi, Voyager 1 ve 2 araçlarının rastladığı 3 kHz’lik elektromanyetik atımlar yolu ile gözlenmiştir (Hanslmeier 2004).

Güneş’te gerçekleşen parçacık akımları, elektromanyetik olaylardan ve yüksek sıcaklıktan ötürü kazandığı yüksek enerji  ile Güneş’in çekiminden kaçabilecek kaçış hızının üzerine çıkarlar. Bu rüzgarlar ‘heliosfer’ olarak bilinen bölgede muazzam hacimli bir kabarcık şeklinde yıldızlar arası ortama karışırlar.

431230_134306023382552_184015284_n

Güneş rüzgarlarının yoğunluğu, Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin karesi oranında azalır. Güneş rüzgarı yeteri kadar bir mesafe aldığında Güneş’in manyetik alanı ile yıldızlararası manyetik alan sınırını oluşturan sınır ile karşılaşır. Bu sınır, tıpkı Dünya’nın manyetik alanının sınırı belirleyen “manyetopoz” gibidir.

Şimdi Güneş rüzgarlarının etkili olduğu alanın yapısına kabaca bir göz atalım:

Güneş’ten yayılan yüklü parçacıklar ve atomlardan oluşan Güneş rüzgarı, Güneş’in hareket yönünün tersine uzanan damla şekilli heliosphere (heliosfer = günküre) denilen düşük yoğunluklu bir ortam oluşturur. Bu parçacıklar yaklaşık 400 km/sn gibi süpersonik bir hızla hareket ederler. Fakat güneşten 90-100 AB (1 ab = 150 milyon kilometre) kadar uzaklıkta artık yavaşlayarak ses altı hıza düşerler. Parçacıkların ses altı hıza düştüğü bu bölgeye termination shock (sonlandırma şoku) ismi verilir.

Heliyosfer’in bu sonlandırma şoku sınırı ile yıldızlararası ortamdan gelen rüzgara yenik düşüp “durduğu” durgun bölgeye kadar olan alana heliosheath (gündurgun) adı verilir. Bu alanda, Güneş rüzgarı ses altı hızda yoluna devam eder, yaklaşık Güneş’ten 130-150 ab uzaklıkta ise yıldızlararası rüzgarın gücüne yenik düşerek tamamen durur. Güneş rüzgarlarının tamamen durduğu bölgeye de “heliopause” (Heliyopoz) deniliyor.

Heliosfer

Güneş Sistemi’ni, yıldızımızdan kaynaklı yüklü parçacıkların (Güneş rüzgarı) bir kabarcık şeklinde sardığı, yıldızlararası ortamdan bizi ayıran bölgedir. Ayrıca heliosfer Güneş sistemini yıldızlararası ortamdan izole eden katmandır. Biliyoruz ki yıldızlararası ortamda gaz ve toz bulutları ile, diğer yıldızlardan kaynaklanan kozmik ışınlar vardır. İşte heliosfer bizi bu ortamdan izole ederek bir anlamda steril bir bölge oluşmasını sağlar. Fakat Güneş’ten yayılan yüklü parçacıklar da en az yıldızlararası ortamdakiler kadar tehlikelidir. Dolayısıyla bahsettiğimiz streril ortam, bir koruyucu kalkan olarak nitelenemez. En nihayetinde yeryüzündeki yaşamı  koruyan ana faktör Güneş’in heliosferi değil, Dünya’nın manyetik alanıdır.

heliosphere874
Heliosfer, Güneş’in yıldızlararası ortamdaki haraket yönüne göre ön taraftan dar, arkaya doğru uzayan bir damla şekli alır.

 

Dünya’yı göktaşlarından koruyan atmosfer gazlarının yanı sıra, bizi daha büyük etkilerden -Güneş rüzgarlarından- koruyan ve gezegenimizi saran az önce de belirttiğimiz bir manyetik alan mevcuttur. Manyetik alan tanım olarak; hareketli ve elektrik yüklü atom altı parçacıkların (elektron, proton.. gibi) manyetik güç etkisinde kaldığı boşluktur. Nötronlar gibi yüksüz parçacıklar hiçbir zaman manyetik alandan etkilenmezler. Yüksüz parçacıklardan korunmamızı sağlayan şey, atmosferimizdir. Yeryüzünün manyetik alanı gezegenimizin sıvı dış çekirdeğinin sahip olduğu akışkan özellik ve gezegenimizin dönüşü sayesinde oluşmaktadır.

Dünya’nın Manyetosferi

Dünyanın manyetik alan çizgileri bir çubuk mıknatısınki kadar simetrik değildir. Yukarıda görüldüğü gibi güneşten akıp gelen alan çizgileri dünyanın manyetik kuyruğunu oluştururken, Güneş rüzgarları alan çizgilerinin sıkılaşmasına sebep olur.

Manyetosfer (dünyanın manyetik alanı) uzay boşluğunda Güneş yönünde yaklaşık 80 km’den 60.000 kilometreye kadar, kuyruk kısmı ise Güneş’in aksi yönde 300.000 kilometre uzağa kadar uzanır. Güneş sistemindeki gezegenlerin manyetik alan güçleriyle, kendi eksenleri etrafındaki dönüş hızları arasında bir orantı vardır. Merkür, Venüs, Dünya, Mars gezegenlerinin manyetik alanları zayıftır. Başka bir deyişle kendi eksenleri etrafındaki dönüş hızları düşüktür. Örneğin dünyamız kendi ekseni etrafında 1.600 km/s hızla dönmektedir.

magnetic-field-earth
Dünya’nın manyetik alanı ve Güneş rüzgarları ile etkileşimi.

 

Ancak burada şunu belirtmek gerekir: Merkür ve Mars gezegenleri çok daha hızlı dönüyor olsalardı bile, bir sıvı dış çekirdekten mahrum oldukları (soğudukları) için kayda değer bir manyetik alan üretemezler. Venüs gezegeni, bir sıvı dış çekirdeğe sahip olmasına ve Dünya ile çok benzerlik göstermesine rağmen, aşırı yavaş dönüşü sebebiyle manyetik alanı çok zayıftır. Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün gezegenlerinin manyetik alanları güçlüdür. Bu gücün nedeni hem büyüklükleri, hem de kendi eksenlerindeki dönüş hızlarının çok hızlı olmasıdır. Örneğin Jüpiter’in kendi ekseni etrafındaki dönüş hızı 45,300 km/s ‘tir ve bu nedenle muazzam güçlü bir manyetik alanı vardır.

GÜNEŞ RÜZGARLARIYLA OLUŞAN VAN ALLEN RADYASYON KUŞAKLARI:

1958 yılında Amerikalı fizikçi James A. Van Allen tarafından keşfedilen ve dünyayı bir simit gibi çevreleyen radyasyon bölgesidir. Van Allen Radyasyon Kuşakları Güneş’ten ve diğer yıldızlardan yayılan zararlı ışınlara karşı kalkan işlevi gören tabakadır. Güneşten ve yıldızlararası boşluktan gezegenimize ulaşan yüklü parçacıklar bu bölgede dünyanın manyetik alanına yakalanırlar.

Uzun süredir biriken bu yüklü parçacıklar Dünyanın çevresinde 2 tane Van Allen radyasyon kuşağı oluşturmuştur. Dışta yer alan kuşak, Güneş rüzgarı kökenli hidrojen (H+=protonlar), helyum (He2+=alfa parçacıkları) ve oksijen (O+) iyonları yanı sıra, serbest elektronlar içerir. Yer yüzeyinden 10.000-60.000 km. yükseklikte bulunur.

van-allen-kusaklari874
Van Allen radyosyon kuşakları, Güneş kaynaklı yüklü parçacıkların biriktiği radyasyon bölgeleridir. İç ve dış olmak üzere iki bölümden oluşur.

 

İçte yer alan kuşak ise kozmik ışınların iyonlaştırdığı atmosfer kaynaklı atomlar içerir. 650-6500 km. yükseklikte yer alan bu kuşak dış kuşağa oranla çok daha güçlü bir ışınım kaynağıdır.

NOT: Van Allen kuşaklarındaki yüksek elektron konsantrasyonu, uydulardaki korunmasız elektronik cihazlara şiddetli radyasyon hasarı verebilecek kadar yüksektir. Kuşak içinde yer alan uydular, bu zararı en aza indirgemek için iyi biçimde yalıtılırlar. Örneğin Türkiye’nin televizyon yayınlarını ve iletişiminin büyük kısmını karşılayan Turksat uyduları tam olarak bu kuşağın ortasında yer alır. Ancak, iyi yalıtıldığı için mükemmel biçimde çalışmaktadır.

Van Allen kuşakları insanlı uzay uçuşları için de tehlike kaynağıdır. Bu nedenle, Van Allen kuşaklarından geçecek olan uzay araçları ya oldukça iyi yalıtılırlar, ya da kuşağın daha zayıf bölgelerinden geçerler. Bu sayede kuşağın içinden geçen uzay araçlarındaki insanlar herhangi bir zarar görmezler. Ay yolculuklarını gerçekleştiren araçlar hem çok iyi yalıtılmışlardı, hem de kuşağın görece zayıf bir bölgesinden geçmişlerdi.

Süleyman YEŞİL & Merve YORGANCI

http://phys.org/news/2017-01-extremely-rare-galaxy.html