Güneş Sistemi Tüm Yazılar

Güneş Sistemi’nin Mavi Devi: Neptün

Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Güneş Sistemi’nin kıyılarından derinliklere doğru açılıyoruz. Yunan mitolojisindeki, denizlerin tanrısı, depremlerin ve atların kadim yaratıcısı Neptün. Namı diğer Poseidon. Bize uzak olduğu kadar, mavi-yeşil atmosferi ve beyaz bulutlarıyla gezegenimizi en fazla andıran güzel gezegen…

Keşfi

Galileo’nun çizimlerine bakınca Neptün’ü 28 Aralık 1612’de ve 27 Ocak 1613’te gözlemlediğini görebiliriz ancak, Galileo her seferinde hareketsiz görüntüsünden dolayı Neptün’ü yıldız sanmıştır. O tarihte Neptün ve Dünya’nın yörüngedeki hareket yönleri tersine dönmekteydi, bu kısa zaman aralığı boyunca gezegenler gökyüzünde sabit duruyormuş gibi görünür. Bu da Galileo’nun o zamanki teleskobuyla gezegenin hareketini farketmesini iyice güçleştirmişti. Bu sebeple bu gözlemleri Neptün’ün keşfi olarak sayılmamaktadır.

Neptün bize bu kadar uzakken, hakkında bilgi edinmeyi geçtik, keşfedilmesi bile mucizeydi. Ama keşfe yol açan bir sebep vardı; Uranüs‘ün garip hareketleri ve huysuzlukları.

uranus545781

Uranüs gezegeni… Neptün keşfedilene kadar, yörünge hareketlerindeki tutarsızlıklar açıklanamıyordu…

Uranüs bir türlü beklenildiği gibi davranmıyor ve sürekli öngörülen yörüngenin dışına çıkıyordu. Bu durumda farklı bir etkenin varlığı kaçınılmaz oluyordu. Bu fikri 1834 yılında papaz T.J. Hussey ortaya attı ve “bilmediğimiz bir gezegen Uranüs’ü etkiliyor olabilir mi?” dedi. İzleri takip ederek suçluyu bulabilirdik.

Bu düşünce Hussey’in aklını 1835 yılında Greenwich’e, kraliyet gökbilimcisi George Airy’ye mektup yazacak kadar yoruyordu. Airy bu konuyla pek ilgilenmemişti ve ümit vaadetmedigini söylemişti. Hussey ise bu konuyla ilgilenmekten vazgeçmişti. Bundan sonraki adımı 1837 yılında Alexus Bouvard’ın yeğeni Eugene Bouvard attı. Airy’ye mektup yazan Bouvard, görünmeyen bir cismin bu durumun sorumlusu olabileceğini söylemişti fakat, böyle bir şey olsa bile gözlemlenemeyeceği yanıtını almıştı. Bu sırada Uranüs sorun çıkarmaya devam ediyordu. Bu durum 1841 yılında genç bir Cambridge öğrencisi olan John Couch Adams tarafından tekrar gündeme getirildi.

Nüptün'ün varlığı ile ilgili çalışmaları bir türlü dikkate almayan huysuz ihtiyar, George Biddel Airy.

Nüptün’ün varlığı ile ilgili çalışmaları bir türlü dikkate almayan huysuz ihtiyar, George Biddel Airy.

Adams, günlüğünde bugüne kadar üzerinde durulmamış olan bu durumla ilgilenecegini anlatmış, “Bu duruma ondan daha uzak henüz keşfedilmemiş bir gezegen yol açıyor olabilir mi olamaz mı; belki bu gezegenin yörüngesi veya keşfini mümkün kılacak benzeri bir özelliği tespit edilebilir” yazmıştı. Adams 1843’de mezun oldu ve o andan itibaren Uranüs’ün hareketleri üzerine çalışmaya başladı. 1845’de yeni gezegenin konumunu yaklaşık olarak hesaplamıştı ve bir teleskop bulup onu aramaya başlaması gerekiyordu. Airy’ye mektup yazdı ve böylece bir dizi talihsizliğin başlamasına neden oldu. Airy, Adams ile de ilgilenmedi. Adams daha fazla uğraşmadı ve ona varsayımsal gezegenin uzaklığını gökbilimi ölçütleriyle 38,4 AB olarak belirttiği bir mektup bırakıp Airy’ye yazmayı kesti. Airy büyük bir gökbilimciydi fakat, düzen ve yöntem takıntısı vardı.

O sırada başka tarafta başka gelismeler yaşanıyordu. Urbain Jean Joseph le Verrier adlı genç bir fransız matematikçi de Uranüs ile ilgileniyordu. Adams’ınkine benzer bir çalışma yapmıştı ve Adams’ın çalışmasından haberdar değildi. Le Verrier iki rapor bastırttı. Airy bu raporları okuduğunda Adams’ın çalışmasıyla neredeyse aynı olduğunu gördü ve yeni gezegen avı başladı. Airy, Challis’i aradı ve üniversitedeki güçlü Northumberland mercekli teleskobunu kullanarak bir araştırma yapmasini istedi. Challis pek istemeyerek de olsa bunu kabul etti.

Le Verrier de elde ettiği sonuçları Paris Gözlemevi’ne, ardından Berlin Gözlemevi’nden Johann Galle’ye yolladı ve belirlediği noktaya bakmasını istedi. Galle bu öneriye sıcak baktı. Ardından o gezegen, gözlem yapılan ilk gece tespit edildi. Berlin Gözlemevi de bu keşfi hemen duyurdu. Adams’ın Le Varrier ile aynı sonucu bulmuş ve hesaplarını ondan çok önce bitirmiş olduğunu öğrenen Fransızlar bu duruma çok sinirlenmişti; neyse ki ne Adams ne de Varrier böyle seylerle ilgilenmiyordu, ilk karşılaştıkları an aralarında dostluk doğdu.

Neptün

Neptün’ün yörüngesi. Plüton, yörünge dönemi boyunca zaman zaman Neptün’ün yörüngesi içinden geçer. Bu nedenle, gerçek bir gezegen olarak kabul edilmez.

Neptün keşfedilir keşfedilmez Uranüs’ün yörüngesi tekrar hesaplandı. Gezegenin Uranüs üzerindeki çekim etkileri hesaplara eklendiğinde, açıklanamayan tüm garipliklerin ortadan kalktığı görüldü.

Sayılarla Neptün

Güneş’ten ort. uzaklığı 4,503,443,661 km / 30.1 AB
Yörünge periyodu 60,190 gün (164.79 yıl)
Ort. yörünge hızı 5.43 km/sn
Eğiklik 1.767975° (Güneş ekvatoruna göre 6.43°)
Ekvatoral çap 49,528 km (3.883 Dünya çapı)
Kutup çapı 48,682 km (3.829 Dünya çapı)
Yüzey alanı 7.6408×109 km2 (14.98 Dünya yüzeyi)
Hacim 6.254×10^13 km3 (57.74 Dünya hacmi)
Kütle 1.0243×10^26 kg (17.147 Dünya kütlesi)
Ekvatoral yerçekimi 11.15 m/s2 (1.14 g)
Kaçış hızı 23.5 km/sn
Dönme periyodu 0.6713 gün
Dönme hızı 2.68 km/sn (9,660 km/saat) (ekvatorda)
Eksen eğikliği 28.32°

Atmosfer bileşimi:
Hidrojen %80±3.2
Helyum %19±3.2
Metan %1.5±0.5
Etan~%0.00015

Çap olarak en büyük dördüncü, kütle olarak en büyük üçüncü gezegendir Neptün. Dünya’nın 17 katı kütleye (kütle kavramını aynı şey olmasa da, ağırlık olarak düşünebilirsiniz) sahip Neptün’ün Güneş’e uzaklığı ortalama 30 astronomik birimdir. (Astronomik birim; AU veya AB olarak da yazılır.)

Neptün ve uydusu Triton'un bir arada görünüşü

Neptün ve uydusu Triton’un bir arada görünüşü. Bu fotoğraf, uzay aracı Voyager tarafından çekilmişti.

Neptün, 23 Eylül 1846’da keşfedildikten kısa bir süre sonra en büyük uydusu Triton keşfedildi. Kalan 12 uydusunun keşfi ise ancak 20. yy’da mümkün olabildi. Neptün’ün atmosferi, Jüpiter ve Satürn gibi ağırlıklı olarak Hidrojen ve Helyum’dan oluşmakla beraber, onlardan farklı olarak su, amonyak ve metan buzları barındırır.

Buzdan bir dev olan Neptün hakkında çok az şey biliyoruz. Neptün’e tek bir uzay aracı gitti ve o da 25 Ağustos 1989 tarihinde sadece Naptün’ün yakınından geçti. Voyager görevi, uzaktaki dış gezegenlere yakından bakmak için tasarlanmıştı ve bu görev için 12 yıl içinde iki uzay aracı tasarlandı. İkiz Voyager araçları 1977’de birbirinden birkaç hafta aralıklarla fırlatılarak destansı yolculuğa başladılar, üstelik Güneş Sistemi’nin dışına götürmesi için Dünya’dan sesler taşıyan altın bir plak ile beraber. Voyager 2, güneş sisteminin dışına yaklaştıkça bizi şaşırtmaya başlamıştı. Çünkü buralarda bize yuvamızı hatırlatan bir şey vardı; mavi-yeşil bir gezegen! Atmosferinin rengi ve beyaz bulutlarıyla Neptün bize kendimizi evimizde gibi hissettiriyordu.

Neptün atmosferindeki bulut oluşumları

Neptün atmosferindeki bulut oluşumları

Bu gezegende günler çabuk geçiyor, her bir günü 16 Dünya saatiyle eşdeğer. Bir yılı 90.000 gün, yani Güneş yörüngesini 165 Dünya yılında dönüyor.

Dev bir hidrojen ve helyum topu olan Neptün’e mavi rengini metan gazı veriyor. Ama bu kadar mavi olması için metan gazı tek başına yeterli bir bileşen değil. Bunun için başka bir bileşen gerekli ama, biz bunu henüz bilmiyoruz. Tabii tek gizem rengi değil. Neptün Güneş Sistemi’nin en güçlü rüzgarlarına sahip. Bu rüzgarlara sebep olan bir şey var ve bu gizemini koruyor. Aynı zamanda Neptün kısa sürede yok olan devasa koyu lekelere sahip, bu da bir diğer şaşırtıcı olay.

Bu lekeler ve atmosfer olayları 2.100km/s’e varan hızlara sahip, Güneş Sistemi’ndeki en güçlü rüzgarlar tarafından gerçekleşir ve lekeler kısa zaman dilimleri içerisinde şaşırtıcı bir şekilde yok olur. Örneğin; 1989’daki Voyager 2’nin yakın geçişi sırasında gezegenin Güney yarım küresinde Jüpiter’deki Büyük Kırmızı Lekeye benzer bir Büyük Kara Leke vardı (Lekeye bu yaratıcı ismi NASA’nın Voyager görev ekibi verdi). Büyük Kara Leke, yaklaşık Dünya boyutundaydı ama o leke aslında Neptün atmosferinin derinliklerine açılan, daha alt katmanlardaki koyu bulutları görmemizi sağlayan ve bu şekilde koyu görünen bir delikti. İlk olarak Voyager aracının gözlemlediği bu lekeyi 1994’de NASA yörüngedeki teleskobu Hubble’ı Neptün’e çevirerek tekrar gözlemlemek istedi fakat, lekenin 5 yıl içerisinde ortadan kaybolduğunu gördü.

Neptune_Earth_Comparison

Neptün’ün Voyager uzay aracı tarafından görüntülenen büyük kara lekesi ve boyutunun gezegenimiz Dünya ile karşılaştırması.

Neptün’ün bu hava olaylarının güç kaynaklarından biri Güneş. Ama Güneş bu kadar uzun bir mesafeden Güneş sisteminin en sert rüzgarlarını oluşturuyor olamaz, çünkü Neptün üzerindeki etkisi oldukça zayıf. Zaten, Neptün’ün Güneş’ten aldığı enerjinin 2.8 kat fazlasını çevresine yaydığı düşünüldüğünde, Güneş’in asli etken olmadığı anlaşılabilir.

Bilim insanlarına göre, güç kaynağı gezegenin hala içinde saklı duran kendi oluşum ısısı. Bu da bizi, Neptün’ün çekirdeğinin hala sıkışma aşamasında olduğu fikrine itiyor. Neptün’de gerek oluşumdan, gerekse hala devam eden sıkışmadan kaynaklı ısı, sıcak gazlar halinde yayılıyor. Böylelikle Neptün, Güneş’e kendisinden çok daha yakın olan Uranüs kadar ısıya sahip olabiliyor. Bu ısı dışarı çıkınca atmosfere kadar yükselip soğuk hava akımlarıyla karşılaşıyor ve böylece tüm gezegen sert rüzgarlar oluşturan bir makineye dönüşüyor. Onu durduracak karasal alanlar olmadığı için de Neptün’ün jet akımları durmaksızın dönüyor.

Peki bu rüzgar kalkanının altında ne var?

Çoğu uzman Neptün’ün derinliklerinde su olduğu konusunda hemfikir. Fakat hangi halde bulunduğu henüz bilinmiyor. Eğer Neptün’de okyanuslar varsa çok derinliklerde bulunuyordur. Bu da, suyun çok yüksek basınçlı gaz halde bulunduğunu gösterir, tıpkı gezegen boyutunda bir sauna gibi!

Neptün'ün silik halka yapısı.

Neptün’ün silik halka yapısı.

Neptün’ün halkalarının varlığı da gözle görülene kadar tartışılıyordu. Voyager uzay aracı halkaların varlığını kanıtladı ama, dağınık halde, kesik kesik bulunuyorlardı. Dolayısıyla bunlara halka değil de, halka yayları desek daha doğru olur. Güneş sisteminin en güzel halkaları olmayabilirler ama ufak da olsa bir hayranlığı hakediyorlar.

Uyduları

Neptün’ün bilinen 14 uydusu var. Bunların en büyüğü William Lassell tarafından gezegenin keşfinden sadece 17 gün sonra gözlemlenen Triton’dur. Güneş Sistemi’ndeki diğer uydulara göre ters bir yörüngeye sahip olan Triton, Neptün etrafında dönen uyduların toplam kütlesinin %99.5’ini oluşturuyor. İkinci keşfedilen uydusu, Güneş sistemindeki en eliptik uydu yörüngesine sahip Nereid’dir.

triton

Triton’un Voyager uzay aracı tarafından alınmış olan detaylı bir fotoğrafı.

Elimizdeki verileri değerlendirdiğimizde Triton’un oldum olası Neptün’ün uydusu olmadığı, bir zamanlar bağımsız bir cisim olduğu sonucuna varabiliriz. Uydu, gezegen tarafından yakalandığında büyük bir olasılıkla eliptik bir yörüngeye sahipti, ancak sonrasında geçen bir milyar yıllık süre yörüngeyi dairesel bir şekil alması için zorlamış olmalı. Bu süre boyunca uydunun içi çalkalanıp ısınmış iç kısımları oluşturan madde yüzeye çıkmış, orada donup kalmıştır. Neptün’ün uydu üzerinde yarattığı gelgit etkileri hala uydunun içini ısıtarak, tıpkı Jüpiter’in uydusu Io gibi aktif tutar. Ancak, büyük oranda buzdan oluşan çok soğuk Triton’da yanardağlar lav değil, sıvı nitrojen (azot) püskürtür.

Neptün’ün 14 doğal uydusu şu şekilde sıralanır;

1- Naiad
2- Thalassa
3- Despina
4- Galatea
5- Larissa
6- S/2004 N1
7- Proteus
8- Triton
9- Nereid
10- Halimede
11- Sao
12- Laomedeia
13- Psamathe
14- Neso

Neptün'ün küçük bir uydusu olan Despina'nın yörüngesinde yol alırken çekilen zaman aralıklı bir görüntüsü

Neptün’ün küçük bir uydusu olan Despina’nın yörüngesinde yol alırken çekilen zaman aralıklı bir görüntüsü

Triton’un, gezegenin tüm uydularının toplam kütlesinin %99’undan fazlasına sahip olduğunu dile getirmiştik. Bu şu anlama gelir; Triton haricindeki diğer tüm uyduları aslında küçük birer kaya parçasından ibaret. Bilim insanlarının aklını kurcalayan sorulardan biri de bu. Neden böylesine büyük kütleli bir gezegen olan Neptün’ün Triton haricinde doğru düzgün uydusu bulunmuyor? Bu sorunun cevabından emin değiliz ancak, gezegenin Güneş’e daha yakın konumda oluşup, şu an bulunduğu çok uzak bölgeye göçene kadar yolda Jüpiter ve Satürn’ün güçlü kütleçekim etkilerine maruz kalıp uydularını kaybettiği düşünülüyor.

Uydusu Triton da en az kendisi kadar etkileyici olan Neptün’e 2003 yılında NASA tarafından bir uzay aracı yollama önerisi yayınlandı. Uzay aracının 2016 yılında fırlatılması öngörülüyordu ama şu anda projenin geleceği belirsizdir.

Hazırlayan: Berfin Dağ
Geliştiren: Zafer Emecan

Kaynaklar:
http://www.akat.org/sizin_icin/gunes_ve_sistemi/neptune/neptune.html
http://www.space.com/41-neptune-the-other-blue-planet-in-our-solar-system.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Neptune

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum