BilimveGelecekKitaplığı-2350SorudaKitapDizisi-10

50SorudaEvrenÇağlarSunay

©Bukitabınyayınhakları7RenkBasımYayımveFilmcilikLtd.Şti.’neaittir.BirinciBaskı:BilimveGelecekKitaplığı,Ekim2011

ISBN:978-605-5888-21-3DiziEditörü:NalânMahsereciKapakTasarımı:DenizAkkolSayfaTasarımı:ErenTaymazBaskı:KayhanMatbaacılık

DavutpaşaCad.GüvenSanayiSitesiBBlokNo:244Topkapı-İstanbul

Tel:0212.61231857RenkBasımYayınveFilmcilikLtd.Şti

ModaC.ZuhalSk.No:9/1Kadıköy-IstanbulTel:0216.3497172

http://www.bilimvegelecek.com.tre-mail:bilgi@bilimvegelecek.com.tr

evren

ÇAĞLARSUNAY

KitapDizisi-10

Sunuş

Siz de yaşamışsınızdır:Doğanın enginliğiyle karşılaştığımız nadir anlarda yoğun kimi duygular,düşünceler doluşur içimize. Şehir ışıklarından uzakta, aysız bir gecede başımızı göğekaldırdığımızda örneğin. Derin karanlığın içinde irili ufaklı, uzaklı yakınlı yıldızlar, bulutsualanlar…Görkemlibüyüklüğüylebüyüleyenvekendimiziminicikhissettirenbirevren.Amabununlaçelişenbaşkabirduygumuzdahavardır:Bumuazzambütününbirparçasıolduğumuzhissi.Hernekadar,bugünevreninbirürünüolduğumuzunbilgisinebilimyoluylaulaşmışolsakda,evreninbirparçası olduğumuz hissi, aynı gökyüzünü çağlar boyunca seyretmiş diğer insanlara da yabancıolmasagerek.Belkimağarasınınönündegökyüzündekimeteoryağmurunuseyrederekheyecanlanantürümüzünilkörneklerinebile.İnsanoğlunun gökyüzüyle baş başa kaldığı anların esinledikleri, anlama ve bilme tutkusunakolaylıkladönüşebilecekgüçtedir.Bunedenleastronomi,bilimeenkolayyöneltenvebilimcoşkusuyaşatmaya en olanak veren alanlardan biri gibi gelir, bana. Nitekim astronomi tarihi, büyük birtutkuyla, geceler ve geceler boyu gökyüzünü gözlemleyen sayısız insanla doludur. Evrenle ilgilisahipolduğumuzenufakbilgikırıntısınabile, sayısız insanındeğirmentaşını çatlatacakbir sabırlayaptıklarıbuuzungözlemlersonucuvebugözlemlerdenyagözlemleriyapanlarınyadabaşkalarınınçıkarımlaryapmasıvekuramlaroluşturmasıyoluylavarılmıştır.Çağlar Sunay, elinizdeki kitapta, bilimin, geçmişindeki yüzyıllarca yılın birikimiyle günümüzdeulaştığı tüm bilgileri süzerek, oldukça yalın bir evren portresi sunuyor. Sunay, ülkemizin sayıcaoldukçaaz,niteliklipopülerbilimyazarlarındanbiri.Okurunakeyifli,anlaşılırveşaşırtıcıbirevrengezisi vaat ediyor: Dünya’mızın yakın çevresinden başlıyor, Güneş Sistemi’ni paylaştığımız iriliufaklı tüm gökcisimlerini ve sistemimizi uzun uzun tanıtıyor; sayfalar ilerledikçe anlatımınıSamanyoluGalaksisi’nevebüyükölçeklievrenedoğrugenişletiyor.Çerçeveleriçindetamamlayıcıyazılar, fotoğraflar, çizimler ve grafiklerle kitabın anlaşılırlığını çok yönlü destekleyerek, dörtdörtlükbir evrenkılavuzu çıkarıyor ortaya.Evrenin büyüleyiciliğini ve bilimin anlama coşkusunuokuruylapaylaşmayahazırbekleyenbukitabı,keyifleokuyacağınızıumuyorum.

***

Elinizdenitelikli bir örneğini tutmakta olduğunuz “50Soruda”dizisi, biliminve felsefenin temelkuramlarını ve alanlarını konu edinen, Türkiyeli bilim insanlarının kaleme aldığı popüler bilimkitaplarından oluşuyor. Bu kitaplar, bilimin, anlaşılmaz, karmaşık, hayattan kopuk, soğuk, kuru veteknolojiye indirgenmişbir bilgi yığını olmadığını; tam tersine, evreni, doğayı, toplumuve insanıanlamakiçindoğruanahtarlarsunan;bilme,öğrenmecoşkusuuyandıran;engüvenilirbilgikaynağıolduğunuvesağlambirdüşünmeyöntemikazandırdığınıgösterebilmeyihedefliyorlar.Biraydınlanmahizmetiolaraktasarladığımız“50Soruda”dizisinin23kitaplıklistesinintamamınavebukitaplarıedinebilmekleilgiliözelkampanyaduyurularına,elinizdekikitabınarkasayfalarındanulaşabilirsiniz.Herkesebilim!

NalânMahsereci

Önsöz

Gökyüzüveuzay,insanlariçinherzamanilgiçekiciolmuştur.Gecegökyüzünebaktığımızdasanki

zamanındonduğusonsuzvesoğukbirboşluktaparlayanbinlerceyıldızgörürüz.Bumanzaraezeldenberihepaynı,hiçdeğişmedenduruyormuşgibidir.Amagerçektedurumhiçdeöyledeğildir;hattatersineiçindebulunduğumuzevrensonderecedinamikvedeğişkendir.Bu kitapta Güneş Sistemi’nin üyelerinden Evren’in yapıtaşı gökadalara, onların düzenlenişindenkaranlık madde ve karanlık enerjiye kadar birçok temel konu incelenmiştir. Amaç, gökbilim vekozmoloji konularına ilgi duyanlara temel bilgileri derli toplu bir biçimde sunmaktır. Kitabınanlatımı olabildiğince yalın ve basit tutulmaya çalışılmış, içinde birkaç temel formülden başkasınayerverilmemiştir.Buhaliylekitapbaştansonadoğruokunabileceğigibi,istenensorularabakılanbirbaşvurukitabıolarakdakullanılabilir.

***

Bu kitabın hazırlanması sürecini birkaç kez uzatmama karşın, nezaketi hiçbir zaman eldenbırakmayan değerli yayıncım Nalân Mahsereci ve Ender Helvacıoğlu’na ve de kitabın yaratımsürecindekideğerlikatkılarındandolayıdostlarımNecmiBuğdaycı ileMuzafferÖzgüleş’evebeniherzamanyürektendestekleyeneşimHacerSunay’aeniçtenteşekkürlerimisunarım.

ÇağlarSunayEylül2011

1.Bölüm-EVRENNEDİR?

1-Evrennedir?

Evren’in ne olduğuna ilişkin düşünce ve inançlar çok çeşitlidir. Toplumdan topluma ve tarihboyuncadadeğişmiştir.Birdebiliminortayakoyduğu,binlercebiliminsanınınortaklaşaçabasıylayüzlerceyıldaortayaçıkarılmışbirevren resmivardır.BunagöreEvrengenellikle,“geçmiştevarolmuş,bugünvarolanvegelecektevarolacakherşeyinoluşturduğubütünlük”olaraktanımlanır.Bu“herşey”iniçinebütünmadde(gezegenler,yıldızlar,gökadalarvegökadalararasımadde)veenerjigirer.Evren’innekadarbüyükolduğu,kaçyaşındaolduğu, içeriğininneolduğuve sonununnasılolacağıgibibüyüksorularahâlâyoğunbirşekildeyanıtaranmaktadır.Gökbilim gözlemlerinin son yorumlarına göre Evren’imiz 13,75±0,11 milyar yaşındadır. Yanigenel kabul gören bilimsel evrenmodeli her şeyin 13,75milyar yıl önce tek bir noktadan ortayaçıktığını,zamanınoandaakmayabaşladığınıveotarihtenbuyanadaEvren’insürekligenişlediğinivedeğiştiğinisöyler.Ancakbüyüyen,genişleyenEvren’inbirmerkeziyadakenarlarıyoktur.Genişleyen Evren’imizin bize uzak bölgeleri, yakın bölgelere göre daha hızlı genişler, bizdenuzaklaşır. 2011’in başlarında keşfedilen UDFj-39546284 adlı gökada şimdiye değin keşfedilen enuzakgökadadır.Onun,BüyükPatlama’danyalnızca480milyonyılsonrayolaçıkanve13,27milyaryıl boyunca Evren’de yol alan ışınlarından bazıları HubbleUzay Teleskopu’nca yakalanmıştır. Bugökada şu anda bizden 31,7 milyar ışık yılı ötededir -ışınların yolda geçirdiği 13,27 milyar yılboyuncaEvrendurmamış,genişlemiştir.Görüşümüz içinde kalan, gözleyebildiğimiz ve hakkında bilgi edinebildiğimiz Evren bölgesine“gözlemlenebilir Evren” denir. Bu varsayımsal yapı, Dünya’nın merkezde olduğu bir küreşeklindedir. Kürenin sınırlarına yakın bölgelerden bize gelen ışıklar, 13,75 milyar yıldır yolalmaktadır. Ancak o nesneler bugün 13,75 milyar ışık yılından daha uzaktır. Çünkü o kadar yılboyunca Evren, genişlemesini sürdürmüştür. Yapılan hesaplara göre gözlemlenebilir Evren’inyarıçapı46milyarışıkyılıdır.BirbaşkadeyişleEvren’degörebildiğimizherşey92milyarışıkyılıçaplıbirküreniniçindeyeralır.

2-Uzaynedir?

Gökcisimlerininatmosferlerininötesindekibölgeyeuzaydenir.BiranlamdauzaybizimiçinDünya

atmosferinin sona erdiği noktanın ötesidir. Ne var ki atmosferimizin bittiği ve uzayın başladığıkeskin bir hat yoktur; geçiş aşamalıdır. Atmosferin yoğunluğu Dünya’dan uzaklaşıldıkça giderekazalır ve sonunda gezegenler arası uzayın madde yoğunluğuna düşer. “Atmosferin nerede bittiği,uzayınneredebaşladığı”belirsizliğiylebirlikte,biliminsanlarıarasındakarmanhattıdiyebilinenveuzayınbaşladığısınırolarakkabuledilenbiryükseklikdevardır.Buyükseklik100km’dir.Yaniuzay Yer ’den yalnızca 100 km ötededir. Ünlü gökbilimci Carl Sagan’ın dediği gibi, eğerotomobilinizi yere dik konuma getirip havada ilerleyebilseniz, yaklaşık bir saat sonra uzayavarabilirsiniz.Uzayaslındaçokyakındır.UluslararasıUzayİstasyonuyerden350kmyukarıda,HubbleUzayTeleskopu560kmyukarıdaveilkyerliDünyagözlemuydumuzRASATda700kmyukarıdadönmektedir.

3-Uzaynekadarboştur?

Uzayın yapısı ve içeriği bilim insanlarının merakını binlerce yıldır çekmiştir. 1900’lü yıllarınbaşından önce yaklaşık 2000 yıl boyunca uzayın, eter diye bilinen görünmez bir maddeyle doluolduğuveışıkdalgalarınındaonuniçindeilerlediğidüşünülürdü.Ancakelektromanyetikkuramvegörelilik kuramlarıyla birlikte ışığın ilerlemesi için herhangi bir ortama gereksinim olmadığı veuzayında“boş”olduğuanlaşıldı.Her ne kadar mükemmel “boşluk”a en yakın ortam olsa da, uzay tümüyle boş değildir. Uzayındeğişik bölgelerinde, “boş”luk düzeyi, yani bulunan madde miktarı, farklıdır. Örneğin Dünya ileMarsarasındakiuzayileGüneşileAkyıldız(Sirius)arasındakiuzayyadaSamanyoluileAndromedaGökadasıarasındakiuzay,aynıboşlukta–yadadolulukta–değildir.Dünya’da deniz düzeyindeki havada metreküpte yaklaşık 1025 atom vardır. Gezegenler arasıuzayda, yani Güneş Sistemi’nin sınırları içinde, metreküpte ortalama 5 ila 100 milyon (106-108)kadaratomolur.Bununyanındakilometreküpte1000dolayındatozparçacığıbulunur.Samanyolu’ndaki kütlenin büyük bölümü yıldızlarda toplanmıştır. Geri kalanı da yıldızlar arasıuzayayayılmışgazvetozhalindedir.Yıldızlararasıuzay,gezegenlerarasıuzayagöredaha“boş”tur.Samanyolu’nunyıldızlararasıortamındakiortalamamaddeyoğunluğuortalamaolarakmetreküptebirmilyonatomdur;yani1atom/cm3.Tozyoğunluğuysakilometreküpte100tozparçacığıkadardır.Busayılarçokküçükgörünebilir,amaSamanyolu’ndakitoplammaddeninyaklaşıkyüzde10’unugazve toz oluşturur. Buna, yıldızlar arası madde de denir. Madde miktarı Samanyolu’nun ötesindekigökadalararasıuzaydaçokdahaazdır.

Uzaytozuyadakozmiktozbirkaçmolekülile0,1mmarasındakibüyüklüklerdekimaddeparçalarınadenir.Uzaytozubirzamanlargökbilimcileriçingözlemleriniolumsuzetkileyenbiröğeydi.Artıkyıldızlar

arasıuzaydakibirtakımastrofizikselsüreçlerintemeletkenlerindenbiriolarakelealınıyor.Örneğinyıldızlarınvegezegenlerinoluşumlarınınenönemliöğelerindenbiriolduğubiliniyor.GüneşSistemiiçinde

de,baştaSatürnolmaküzere,gazdevidörtgezegenikuşatanhalkalarınyapıtaşlarındanbirideuzaytozudur.Kuyrukluyıldızlarınkuyruklarınıdauzaytozuoluşturur.GüneşSistemiaraştırmalarındakullanılanbirçokuzayaracındaözelgeliştirilmişuzaytozusaptamavetoplamaaygıtlarıvardır.

4-Bulutsunedir?

Samanyolu’ndaki gaz ve tozun küçük bir bölümü yıldızlar arası uzaya seyreltik ve homojenolmayan bir şekilde dağılmıştır. Büyük bölümüyse bazı bölgelerde toplanmış olarak, dev bulutlarbiçimindebulunur.Baştahidrojenvehelyumolmaküzere,gazlardanvekozmiktozlardanoluşanbudev bulutlara Latince’de “bulut” anlamına gelen nebula denir. Bunlara Türkçede bulutsu diyoruz.BulutsularantikçağınbüyükbiliminsanıPtolemaios’tan(PtolemyyadaBatlamyusolarakdabilinir)buyana,yaklaşık2000yıldırbiliniyor.Yıldızlardangelenışıklarınönünükesenkaranlıkbulutsularınilk görüntüleri, teleskoplu gözlemlerde fotoğraf makinelerinin kullanılmaya başlamasıyla birlikteeldeedilmiştir.Spektroskopisayesindede,1900’lüyıllarınbaşındaiçerdiklerimaddeleranlaşılmıştır.Bulutsular çokbüyükhacimleri kaplayan, birkaç ışık yılındanbirkaç yüz ışık yılına kadar değişençaplarda,amayoğunluklarıçokdüşükolanyapılardır.Bulutsular gökadanın her yanına dağılmıştır. Saman-yolu’nun belki de en fotojenik nesneleridir.Çok değişik şekillerde olurlar. Bu da hâlâ tatmin edici bir açıklama bulunamamış bir konudur.Gökbilimcileronlarabirernumaravererekkataloglar;amaçoğununşekillerindenkaynaklanan

Yıldızrüzgârları,gezegenimsibulutsularvesüpernovalargökadalarıniçindekiyıldızlararasıortamı,maddeaçısındansüreklizenginleştirir.Yıldızlarınoluşumusırasındayıldızlararasıortamdantoplananmadde,yıldızlarınölümsüreçlerindeortamageriverilir.Yaşamlarıboyuncayıldızlarıniçindehidrojenvehelyumdanağırelementleroluştuğundan,bumaddeçevrimisayesindegökadaiçindekiağırelementlerinmiktarıartar.Birsüresonraoluşanyeniyıldızlardavegezegensistemlerindeartıkbuelementlerdebulunur.Aşağıda6500ışıkyılıötemizdekiYengeçBulutsusugörülüyor.1054’tepatlayanbiryıldızınkalıntısıolan,11ışıkyılıçapındakibulutsu,hâlâ

saniyede1500kmhızlagenişliyor.Bulutsununmerkezinde,kendieksenindesaniyede30kezdönenbirnötronyıldızıvardır.

takma adları da vardır: Kedi Gözü Bulutsusu, Kelebek Bulutsusu, Kartal Bulutsusu, At BaşıBulutsusu vs. Bulutsular yeni yıldızların doğum yerleridir. Bununla birlikte bazı bulutsular da

yıldızlarınölümlerisırasındaoluşur.Yıldızlararasıortamdakigazlarınkütlesitozunkütlesinin100katıkadardır.Gazın,tıpkıyıldızlardaolduğugibi,yüzde70’inihidrojen,yüzde28’inihelyumveyüzde2’sinideötekielementleroluşturur.BuhidrojenvehelyumunbüyükbölümüSamanyolu’nunyaklaşık13milyaryılöncesinden,oluşumdöneminden kalmıştır. Küçük bölümü de yıldızlardan, yıldız rüzgârı olarak ya da ölümlerisırasındakietkinliklerde,uzayasaçılmıştır.Bulutsularda yer almayan ve gökadaya yayılmış olan gazlar, yıldızlardan gelen morötesi ışınlarnedeniyle iyonize olmuş, oldukça sıcak ama çok seyreltik gazlardır; yoğunlukları 0,1 atom/cm3kadardır.Yıldızlar arası maddeyi daha iyi tanımak ve anlamak aslında yıldız oluşumunu ve evrimini,dolayısıyladagökadaevriminianlamayısağlar.

2.Bölüm-GÜNEŞSİSTEMİ

5-Güneşnedir?

Yıldızlardan gelen ışıkları inceleyerek, içlerindeki elementleri saptamaya yarayan spektroskopun1859’da keşfinden kısa bir süre sonra, Güneş’in de aslında bir yıldız olduğu ya da gecelerigökyüzünüdolduranbütünonoktabüyüklüğündekiışıklarıngerçektebirerGüneşolduğuanlaşıldı.Güneş,Dünya’yaenyakınyıldızdır;ondanyaklaşık150.000.000kmyadayaklaşık8ışıkdakikasıuzaktadır. Gökbilimciler bu uzaklığı Astronomik Birim (AB) denen bir birim olarak kabuletmişlerdir ve onu uzaydaki küçük mesafeleri ölçmek için kullanırlar. Gezegenimiz Dünya, 4,56milyar yaşındaki bu yıldızın çevresinde döner. Ama yalnızca Dünya değil, onunla birlikte yedigezegen,beşcücegezegen,gezegenlerin160’ıaşkınuydusu,milyarlarcaasteroitvekuyrukluyıldızdadöner.Bütünbucisimleryaklaşıkbir ışıkyılı çaplıbir sistemoluşturur.Busistem,merkezdekiyıldızınadıylaanılır:GüneşSistemi.

Güneş’inçapı1.392.000km(Dünya’nınçapınınyaklaşık109katı),kütlesi2x1030kg(Dünya’nınkütlesinin333.000katı)veortalamayoğunluğuda1,4g/cm3’tür(Dünya’nınyoğunluğununyaklaşıkdörttebiri).

GüneşSistemi’ninenbüyükcismi,sisteminyıldızıolanGüneş’tir.Sistemdekibütüngezegenlerin,uyduların,kuyrukluyıldızların,asteroitlerinkütleleritoplamınınyaklaşık700katıkütlesivardır.BirbaşkadeyişleGüneş’inkütlesisistemdekitoplamkütleninyüzde99,86’sınıoluşturur.BudevkütleninyarattığıkütleçekimetkisiyleGüneş,sistemdekibütüncisimlerideğişikyörüngelerdekendisinebağlıtutar.

Gezegenlerle karşılaştırıldığında, dev bir gökcismi gibi duran Güneş, Samanyolu’ndaki birçokyıldızagöreküçükbiryıldızdır.Ondançokdahabüyükyıldızlarvardır.EnbüyükyıldızlarGüneş’in100katıkütleliolur.AmaSamanyolu’ndakiyıldızlarınortalamakütlesiGüneş’inkininyarısıkadarolduğundan, kütle sıralamasında ilk yüzde 10’luk dilimde yer alır. Bir başka deyişle bu küçükkütlesine karşın Güneş, gökadamızdaki on milyarlarca yıldızdan daha kütlelidir. Bunun yanındaSamanyolu’ndakiyıldızlarınyüzde85’indendedahaparlaktır.Küçükkütlelibiryıldızolması,Güneş’iuzunömürlüyapar.Yıldızlarınbüyüklükleriyleömürleriters orantılıdır.Büyük yıldızlar az, küçük yıldızlarsa çok yaşar.Yaklaşık 4,56milyar yaşında olanGüneş’indaha5-6milyaryıllıkömrüvardır.Güneş de tıpkı Dünya ve öteki gezegenler gibi kendi ekseninde döner. Ancak katı olmadığındandönüş süresi ekvatorunda (25 gün) ve kutuplarına yakın bölgelerde (36 gün) farklıdır. Güneşbulunduğunoktadahareketsizmişgibidurur.Budoğrudeğildir.Hemgezegenlerinkütleçekimetkisinedeniyleolduğuyerdebirsalınımyapar,hemdesaatte800.000km’likbirhızlaSamanyoluiçindeyolalır;tabionunlabirliktebütünGüneşSistemideilerler.Şimdiyekadaryapılangözlemlerde,Güneş’te67değişikelementinbulunduğuanlaşılmıştır.AncakbugünkülerdendahaduyarlıaygıtlarlaGüneş’teçokdahaazmiktarlardabulunanbaşkaelementlerdezamanlakeşfedilebilir.Güneş’inçekirdekdışındakikatmanlarınınkimyasalbileşimihâlâilkoluştuğudönemdekibileşiminebenzer:Yüzde71hidrojen,yüzde27helyum,yüzde1,5oksijen,karbon,azotveyüzde0,5kadardaötekielementler.KuşkusuzGüneş’inçekirdeğindekioran,oradasüreklienerjiüretilirkenhidrojeninhelyumadönüşmesiylezamaniçindebirazdeğişmiştir.OluşumundanbuyanaGüneş’in çekirdeğindeki hidrojen oranının yüzde 35 (çekirdeğin merkezinde) ila yüzde 65’e(çekirdeğinendışbölümlerinde)kadargerilemişolduğutahminediliyor.BütünbuelementlerGüneş’tegazyadakatıhaldedeğil,plazmahalindebulunur.Plazma,yüksekenerjili, elektrik yüklü atomlardan ve elektronlardan oluşan bir karışımdır. Bu halde elementlerinçekirdekleriveelektronlarbirbirlerinebağlanmışdeğillerdir.Çekirdeklerveelektronlar rasgeleveyüksekhızlardadolaşırlar.

Samanyolu’ndaGüneş’tençokdahabüyükyıldızlarvardır.YinedebunlarsayıcaazdırveyıldızlarınçoğunluğunuGüneşgibiküçükyıldızlar,hattaondandahaküçükleroluşturur.

Doğal plazma yalnızca yüksek sıcaklıklarda ya da düşük sıcaklıktaki boşlukta (vakumda) var

olabilir. O nedenlemaddenin bu dördüncü halineDünya’da doğal olarak çok az rastlanır. Plazmahalinde madde yalnızca yıldırımlarda, auroralarda ve çok sıcak alevlerde görülür. Öte yandanplazma, Evren’de maddenin en bol bulunduğu haldir. Çünkü parlayan bütün yıldızlar plazmahalindeki maddeden oluşur. Bunun yanında hem yıldızlar arası uzayda, hem de gökadalar arasıuzaydamaddegenellikleplazmahalindebulunur.

6-Güneşnasılbiryıldızdır?

BiliminsanlarıEvren’de125milyardolayındagökadabulunduğunutahminediyor.BunlardanbiridegökadamızSamanyolu’dur.HesaplaragöreSamanyolu’nuniçinde200milyarkadaryıldızvardır.Bubüyükçegökadanınsarmalkollarındanbirinde,kenarayakınbirbölgedeortaboylu(hattaküçüksayılabilecek),sıradanbiryıldızyeralır.BizonaGüneşderiz.Güneşyüzeyininsıcaklığı5500°C’tır.Her ne kadar kayaları buharlaştırmaya yetecek kadar yüksek olsa da bu sıcaklık, bazı başkayıldızlarlakarşılaştırıldığındapekdeyükseksayılmaz.Yüzeysıcaklığıbiryıldızınrenginibelirler.5500°C’lıkyüzeysıcaklığıylaGüneş,sarırenklibiryıldızdır.Boyutlarıdaaslındanormaldenbirazdahaküçükolduğuiçinsarıcücediyebilinenyıldızgrubunagirer.Güneş olmasaDünya çıplak bir kaya gibi, ıssız, çorak, karanlık ve donmuş bir gezegen olurdu.Güneş’in ışınları Dünya’nın atmosferindeki olayları ve yeryüzündeki yaşamı ayakta tutar. Eskitoplumların büyük bölümü bu muazzam gücün farkına varmış ve yaşamın kaynağı olan Güneş’etapmıştır.Güneş’in gücü ve uzaya her an yaydığı enerji, gerçekten demuazzam boyuttadır. EğerGüneş’inyalnızcabir saniyedeuzayayaydığı bütün enerji depolanabilseydi, bu enerjiDünya’nınbirmilyonyıllık enerji gereksinimini karşılardı. Bilim insanları, Güneş’in nasıl işlediğini, uzaya yaydığı omuazzam enerjiyi nasıl ürettiğini ve gerçekte nasıl bir yapısı olduğunu yüzyılı aşkın bir sürediranlamaya,öğrenmeye,bilmeyeçalışıyor.Ancak 1930’lu yıllara değinGüneş’in gücünün nereden kaynaklandığını kimse bilemedi. 1800’lüyıllarınbaşında,gökbilimcileronundayeryüzündekisıradanbirateşgibiyandığınıdüşünüyorlardı.Böylebirateşinyakıtıdayinedoğalolarakbilinenentemelyakıtolankömürolabilirdi.NevarkikömürçabukyananbiryakıttıveGüneş’inbütünkütlesikömürdenolsa,yalnızca5-6binyıldayanıptükenmesigerekirdi.Buhesapdaaslındaodönemdeyaygınolaninanışauygundu;çünküinsanlarosıralardaDünya’nınzatenyaklaşık6000yaşındaolduğunudüşünüyorlardı.Nevarki1800’lüyıllarınortalarındabirbilimdalıolarakyeniyenigelişenjeoloji,dinselkökenlibu genel yanlış inanışa karşı durmaya başladı. Kaya tabakalarını inceleyen jeologlar, Dünya’nıngerçekteçokçokdahayaşlıolmasıgerektiğinidüşünüyorlardı.EğerDünyadahayaşlıysa,Güneş’indeyaşlıolmasıbeklenirdi.OzamanGüneş’tekömürdençokdahauzunömürlübiryakıtkullanılıyorolmalıydı.Gökbilimcileriuzunsüreuğraştıranönemlibirsorunoldubu.Bunu öğrenmek için bilim insanları önce Güneş’in içeriğini araştırdı. Bunu da Güneş’ten gelenışınların tayflarını inceleyerekyaptılar.Güneş’inbüyükbölümününEvren’deenbolbulunanveenbasitelementolanhidrojenolduğuanlaşıldı.İşinilginçyanı,1870’teGüneş’teyeryüzündedahaöncehiç rastlanmamış bir elementin de bulunduğu fark edildi. YunanGüneş Tanrısı Helios’un adındandolayıbuyenielementehelyumadıverildi.BelkideGüneş’ingücübuelementlerdegizliolabilirdi.Güneş’in yakıt gizeminin çözülebilmesi için hem atom kuramının gelişmesi, hem de Einstein’ın

E=mc2 formülünü bulması gerekti. Sonunda 1930’lu yıllarda Güneş’in yakıtının ne olduğunuanlaşıldı. Bu gizemli yakıt maddenin yapısında, onun derinliklerinde gizliydi. Güneş’in muazzamgücüaslındaatomubiraradatutankuvvetlerdesaklıydı.

Güneşhidrojenvehelyumdanoluşan,merkezimilyonlarcaderecesıcaklıktayanan,devbirplazmatoptur.Merkezdekiçekirdekbölümü,sudan150katdahayoğundur;sıcaklığıda15milyonderecedir.Böylesinekorkunçbirsıcaklıktavebasınçaltındabirbirleriyleçarpışanhidrojençekirdekleri,füzyontepkimesiyle kaynaşır ve helyum çekirdeklerine dönüşür. Bu çarpışma-kaynaşmayla oluşan yeniçekirdeğin kütlesi, çarpışma öncesindeki hidrojen çekirdeklerinin toplam kütlesinden çok az dahahafiftir.İşte,Güneş’inomuazzamenerjisi,buçokküçükkütlefarkındankaynaklanır.BuküçükkütleE=mc2formülününgösterdiğimiktardaenerjiyedönüşür.Güneş’inçekirdeğindehersaniyeyaklaşık600milyontonhidrojenden596milyontonhelyumoluşur.Aradaki4milyontonlukkütledeenerjiyedönüşür. Bir saniye içinde ortaya çıkan bu enerji, yaklaşık bir megatonluk bir milyar atombombasının aynı anda patlamasıyla ortaya çıkan enerji kadardır. Bu işleyiş 4,56milyar yıldır hersaniyeyinelenir.Çekirdekteortayaçıkanenerji,Güneş’indevkütlesininoluşturduğu,içedoğru,Güneş’içökertmeyeçalışankütleçekimkuvvetinidengeler.Güneşaslındahassasbirdengededurmaktadır.Ortayaçıkanmuazzamenerjifotonlarla,ışımayoluyladışkatmanlaradoğrutaşınır.AmabutaşımaGüneş’iniçindekisıradışıyoğunvesıcakkoşullardaaşırıderecedeyavaşolur.Çekirdeköylesineyoğundurkifotonlarsüreklibaşkaparçacıklarlaçarpışır,yokolurveyenidenoluşur.Çekirdektenkonveksiyonbölgesinekadarolanyaklaşık500.000km’likyolda,ışımabölgesindeilerlerkenfotonlarınhızısaniyedeyalnızca0,1mm(milimetre)kadardır.Yüzeyeyaklaştıkçayoğunlukazalır,fotonlarınhızıartar.Enerjiiletimininkonveksiyonlagerçekleştiğikonveksiyonbölgesi10gündegeçilir.Ensonundayüzeyeulaşanenerjifotonlarlauzaydaışıkhızıylayayılır.

Güneş’intabakalarıGüneş’iniçibirbirindenfarklıözelliklertaşıyanüçbölgedenoluşur.Merkezdeçapıyaklaşık170.000km(ilkyüzde25’likbölüm)olançekirdekbulunur.Güneş’inkütlesininyarısıburadatoplanmıştır.Sıcaklıkmerkezde15milyondereceyi(kenarlarda7milyonderece),yoğunluk150g/cm3’üvebasınçdayeryüzündekininbirmilyarkatınıbulur.Hidrojenatomlarınınhelyumatomlarınadönüşümübukoşullaraltındaolur.İkincibölge“ışımabölgesi”dir.Yaklaşık300.000kmkalınlığındaki(yüzde45’likbölüm)ışımabölgesininsıcaklığı,7milyondereceden2milyondereceyedoğruazalır.Yoğunluğuda10-0,01g/cm3aralığındadeğişir.Çekirdekteüretilenenerji,bubölgedeışımayoluylayüzeyedoğrutaşınır.Ancakfotonlarınilerlemesiçokyavaşolduğundan,builetim30.000-170.000yılsürer.Konveksiyonbölgesiçokhareketlidir.Sıcaklığın2milyondereceden5500°C’a,yoğunluğunda0,01g/cm3’tendahadüşükbirdüzeyeindiğibubölgedebüyükkonveksiyonhücreleribulunur.Enerjiplazmanınhareketiyleyüzeyeiletilir.Yüzeyegelenplazmasoğurvedibeiner;sonraısınıpyineyüzeyeçıkar.Güneş’inkatıbiryüzeyiyoktur.Yaklaşık500kmkalınlıktakiyüzeybölümünefotosferdenir.Çoketkinbiryapısıolanfotosferde700-1000kmçapındamilyonlarca“tanecik”bulunur.Bunlarkonveksiyonsüreciylealttanenerjitaşıyanplazmanınoluşturduğuyapılardır.Ömürleriençokondakikasürer;oluşupyokolurlar.Çekirdek

IşımabölgesiIşıkküre(fotosfer)Renkküre(kromosfer)Taç(korona)Konveksiyonbölgesi

Güneş’inçevresindemilyonlarcakilometreuzanan,plazmadan“atmosfer”ekoronadenir.Sıcaklığı1-3milyonderecedir.Yukarıdagörüldüğügibiancak“tamgüneştutulması”sırasında,Güneş’inparlaklığıAytarafındanörtüldüğündegörülebilir.

Güneş’inendıştakiüçkatmanıGüneş’inatmosferinioluşturur.BunlardanilkiYunanca“ışıktopu”(yada“ışıkküre”)anlamınagelenfotosfer,Güneş’ingörünüryüzeyidir.Fotosferyaklaşık500kmkalınlıkta,sıcak(5500°C)veopakbirkatmandır.Güneş’inenerjisiburadanyayılır.Yunanca“renktopu”(yada“renkküre”)anlamınagelenkromosfer,fotosferinüstündeyeralırve10.000 km kadar uzanır. Dünya’dan yalnızca tam güneş tutulmaları sırasında (Ay, Güneş’inparlaklığınıörttüğünde)görülebilir.İçerdiğibolhidrojennedeniylekırmızırenktedir.Kromosferinşaşırtan yanı Güneş’ten uzaklaştıkça bu tabakanın sıcaklığının artmasıdır; 5500°C’dan 8000°C’akadarçıkar.Bu,birkampateşindenuzaklaştıkçadahaiyi ısınmakgibioldukçagaripbirdurumdur.Kromosferinortalamasıcaklığı15.000°C’dır.Güneş atmosferinin en üst katmanı “güneş tacı”dır. Bu katman için Latincede taç anlamına gelen“korona” sözcüğü de kullanılır. Çok sıcak ve seyreltilmiş plazmadan oluşur. Uzayda milyonlarcakilometreöteyekadaruzanırvesıcaklığıda2milyondereceyibulur.TamgüneştutulmalarısırasındaGüneş’inçevresindeetkileyicibeyazbirhaleolarakgörünür.

7-Güneşlekesinedir?

ÇıplakgözlebakıldığındaGüneş, çokparlakamadikkatçekiciherhangibirözelliğiolmayanbirdaireşeklindegörünür.NevarkiGüneşdinginbirşekilde,sakinsakinyananveuzayabirçokdalgaboyunda ışık yayan dev bir küre değildir. Tersine, hemyüzeyinde hemde atmosferinde çok garipolaylarınolduğu,dinamikbirgökcismidir.YüzeyindeyaklaşıkTürkiyebüyüklüğündemilyonlarcakabarcık vardır. Bu kabarcıklar alttan gelen sıcak plazma nedeniyle sürekli “fokurdar”. Bununyanındaatmosferindegüneşparlamasıdenenvegenelliklehalka şeklindeolandevbulutlar süreklioluşurveyokolur.BunlarGüneş’inobölgesindekimanyetikalandoğrultusundailerlerveşekilalır.BuplazmahalkalarıbazenJüpiterbüyüklüğündebirgezegenibileiçinealacakdenlibüyükolabilir.Zamanzamanbubulutlar dışadoğru şiddetle patlar veuzayabüyükmiktarlardaplazmapüskürtür.Güneş’inyüzeyindegerçekleşenbütünbuolaylarbelirlibirperiyottaartarveazalır.

Galilei,kendigeliştirdiğiteleskoplaGüneş’ingörüntüsünübirkâğıdınüzerinedüşürmüşvelekelerinüstündengeçerekonlarıilkkezkaydetmiştir.Arkaarkayayaptığıgözlemlerlebulekelerinaynıyöndeilerlediğini,yani

aslındaGüneş’indetıpkıDünyagibikendieksenindedöndüğünüfarketmiştir.

Binlerce yıl boyunca yeryüzündeki birçok kültürde Güneş’in yaşam veren,kusursuz bir küre olduğuna inanılmıştır. Ancak yaklaşık 400 yıl önce, teleskoplugözlemlerin başlamasıyla birlikte, bu inanış yıkılmıştır. İlk gözlemleri yapanGalileo Galilei, Güneş’in görüntüsünü kâğıt üzerine düşürmüş ve o görüntüdebirtakım lekeler olduğunu görmüştür. Galilei’den bu yana Güneş lekelerinin

gelişimi sürekli kaydedilir. Artık onlara ilişkin büyük bir bilgi birikimi oluştu ve bu lekelerinGüneş’tekibaşkaolaylarlaolanilişkilerideanlaşılmayabaşlandı.Lekeler,Güneş’inyüzeyindegörülengeçicioluşumlardır.11yıllıkbirperiyottaartarveazalırlar.EnazolduklarıdönemdeGüneş’inyüzeyindehiçlekeolmayabilir.Budurumbirkaçhaftayadaaysürebilir.Sonrayenilekelerortayaçıkmayabaşlar.Yenilekeler,ekvatorunyaklaşık35°kuzeyindevegüneyindeoluşur.Genellikle çiftlerhalinde,hatta çiftlerdenoluşangruplarhalindeortaya çıkarlar.Durgun değildirler. Çevrelerinde sürekli bir hareket vardır ve kendileri de hareket eder, şekildeğiştirirler.Zamanlasayılarıartarveortalamaenlemleridegiderekekvatorayaklaşır.Enüstdüzeyeulaştıklarındasayıları100’üaşabilir.Güneş lekeleri, yaklaşık Dünya büyüklüğünde bölgelerdir. Buralarda sıcaklık, ortalama yüzeysıcaklığından1500-2000°Cdahadüşüktür.Yanilekelerçevrelerinegöredaha“serin”dir.Bunedenlede daha az parlaktırlar ve bize “siyah” görünürler; ama aslında siyah değildirler. Eğer bir güneşlekesi, Güneş’in yüzeyinden sökülüp uzaya yerleştirilebilseydi, dolunaydan 10 kat daha parlakgörünürdü. Güneş lekeleri gerçekte en çok 5000 km derine kadar inen, yüzeysel oluşumlardır.Lekelerinaltındakibölgenin“serinliği”dahaderinlerdeortadankalkar.Peki,güneşlekelerininDünyaiçinneönemivardır?150milyonkmuzaktan,Güneş’tekilekelerin,çevresinegörebirazdahaserinolanbölgelerin,Dünyaüzerindebiretkisiolabilirmi?

Dünya’nınbasitbirmanyetikalanıvardır.Birmanyetikkuzeykutbu,birdemanyetikgüneykutbubulunur.Manyetik alanı da bu iki kutbun arasında oluşmuştur.AmaGüneş’te durum çok farklı vekarmaşıktır. Güneş’in demanyetik kuzey ve güney kutbu vardır. Ancak bu kutuplar sabit değildir,yaklaşık 11 yılda bir yer değiştirir. En son 2001 yılının başlarında yer değiştirmişlerdir. AslındamanyetikkutuplarınyerdeğiştirmesiyalnızcaGüneş’eözgübirdurumdeğildir.Dünya’nınmanyetikkutupları da 5000 yıl ile 50 milyon yıl arasında değişen aralıklarla yer değiştirir. Son değişim,günümüzden740.000yılönceolmuştur.Birsonrakideğişiminnezamanolacağıisebilinmemektedir.AncakGüneş’inmanyetik kutuplarının,Güneş’in yüzeyindekimanyetik etkinliklerin en üst düzeyeçıkacağı2012’debirkezdahayerdeğiştireceğibilinmektedir.Güneş’inmanyetikalanı,yüzeyindekietkinliklerin(güneşlekeleri,plazmapüskürmeleri,patlamalarvs.) en alt düzeye indiği dönemde, Dünya’nın manyetik alanına benzer, ama ondan yüz kat dahagüçlüdür.Güneş’in etkinlikleri artmaya başlayınca,manyetik alan da değişmeye, karmaşıklaşmayabaşlar.ManyetikalançizgileriGüneşyüzeyininherhangibiryerindençıkıpbaşkabiryerindengirer.Güneş’inyüzeyindeböyleonbinlercegiriş-çıkışnoktasıolur.Manyetikalançizgilerikuşkusuzgözlegörülmez;amasüreklioluşankısa

SıradanbirgüneşlekesininboyutlarınınDünyailekarşılaştırılması.süreli halka şeklindeki plazma yapılar, onları görünür kılar ve manyetik alanları açıkça gözlerönüne serer (tıpkı bir kâğıdın üzerine saçılmış demir tozlarının alttaki mıknatısın manyetik alançizgileri boyunca toplanarakonları bir anlamdagörünür kılması gibi).Bugöreceküçükmanyetikbölgeleryaklaşık40saatlikdönemleriçindeortayaçıkar,yerdeğiştirirveyokolur.Gelişmiş gözlem aygıtlarıyla Güneş yüzeyinin manyetik yapısı incelenmiş ve manyetik haritasıçıkartılmıştır. Bu haritadan, Güneş yüzeyinde manyetizmanın en güçlü olduğu bölgelerin aslındaGüneş lekeleri olduğu ortaya çıkmıştır. Lekelerdeki manyetik alan şiddeti, yüzeyin ötekibölgelerindekininbirkaçbinkatıdır.BirbaşkadeyişleGüneş lekelerigerçektemanyetikalanınçokşiddetli olduğu bölgelerde ortaya çıkan yapılardır. Buralardaki manyetik enerji, Güneş’in içbölgelerinden gelen ısının yüzeye çıkmasını bile engelleyecek denli güçlüdür. Güneş lekelerininçevrelerinegöredahaazsıcakoluşununbundankaynaklandığıdüşünülmektedir.Güneşparlamalarının,püskürmelerinvepatlamalarınınbüyükbölümü,güneşlekelerininbulunduğubölgelerde gerçekleşir. Bir güneş lekesi manyetik enerjisini boşalttığında, ortaya GüneşSistemi’ndeki en büyük patlama çıkar. Bu patlamalar Güneş’te depremlere yol açar. Güneşyüzeyindeki depremlerde, saatte 250.000 km hızla ilerleyen 3 km yüksekliğinde plazma dalgalarıoluşabilir.Güneş’teki depremlerinDünya için bir tehlikesi yoktur; ama bu patlamalarla uzaya çok

büyükmiktarlardaplazmapüskürtülür.Plazmayı oluşturanyüksek enerjili atomaltı parçacıklar, birbuluthalindesaniyedeyüzlerce,hattabinlercekilometrehızlayolalır.BudevasapüskürmelerinyönübazenDünya’yadoğruolurvebulutyaklaşıkikigündegezegenimizeulaşır.

TeleskoplabirliktebaşlayansistemlivekayıtlıGüneşgözlemlerisayesinde,Güneş’inperiyodiketkinliğiaçıkbirşekildeanlaşılmıştır.

Güneş’inikitemelmanyetikkutbununyanında,yüzeyindedebinlercemanyetikkutupbulunur(solda).Manyetikalançizgilerigözlegörülmez;amabualançizgileriboyuncasıksıkoluşanhalkaşeklindeki

plazmapüskürmeleri,onlarıgörünürkılar(sağda).

Dünya’nınkendimanyetikalanıtıpkıkoruyucubirkalkanişlevigörürvegelenparçacıklarınbüyükbölümününyeryüzüneerişmesiniengeller.Güneş’tengelenyüksek enerjili parçacıklar kutup bölgelerinde aurora (“kuzey ışıkları” ya da“güneyışıkları”)denenetkileyiciışıkgösterilerininortayaçıkmasınanedenolur.Çok şiddetli patlamalardan sonra oluşan bu auroralar, alçak enlemlerden bilegörülebilir.Ne var kiDünya’ya gelen bu parçacıkların görsel etkisinden başkaetkileri de olur. Bunlar, yörüngedeki uyduların işleyişini bozabilir, iletişim

ağlarını çökertebilir, hatta elektrik şebekelerine bile zarar verebilir. Elektronik aygıtların vesistemleringünlükyaşamıntemelinioluşturmayabaşladığısonyüzyıldırböylesibirolayyaşanmışdeğildir.AmayönüDünya’yadönükçokşiddetlibirgüneşpatlamasınınçokbüyükolumsuzetkileriolabileceğitahminedilmektedir.

8-Gezegennedir?

18Ağustos1980’dekaydedilmişbirgüneşpatlaması.

Eski Yunanlar gökyüzünde yıldızlardan farklı hareket eden ışıklı yedi gökcismi saptamışlar veadlarını da kendi mitolojilerinden vermişlerdi: Selene (Ay), Helios (Güneş), Hermes (Merkür),Afrodit (Venüs), Ares (Mars), Zeus (Jüpiter) ve Kronos (Satürn). Bunlara genel olarak “gezgin”anlamınagelenplanetdiyorlardı.Dünya,odönemininanışınagöreEvren’inmerkeziolduğundan,bir“gezgin” olarak kabul edilmiyordu. Mikolaj Kopernik’in Göksel Kürelerin Dönüşü Üzerine adlıkitabını yayımladığı 1543 yılına kadar da Dünya’nın bir gezegen olduğu düşünülmedi. Kopernikkitabında, Dünya’nın gerçekte Güneş’in çevresinde dönen sıradan bir gezegen olduğunu ilerisürüyordu.OnagöreAydagezegendeğil,Dünya’nınçevresindedönenbirgökcismiydi.Teleskoplu gözlemler sayesinde, binlerce yıldan sonra ilk kez yeni gezegenler keşfedilmeyebaşlandı. 1781’de Uranüs keşfedildi. Mars ile Jüpiter ’in arasında yer alan Asteroit Kuşağı’nın enbüyükasteroidiolanCeres,1801’dekeşfedildiğindesekizincigezegenolarakkabuledildi.Ertesiyılaynı bölgede keşfedilen Pallas da dokuzuncu gezegen oluverdi. Ne var ki bu keşiflerle birliktegökbilimcilerinkafasındabirtakımsorulardaoluşmayabaşladı.Çünküötekigezegenler teleskoplabakıldığında küçük daireler şeklinde görülürken, bu son ikisi yalnızca noktasal birer ışık kaynağıgibi görünüyordu. O zaman İngiliz gökbilimci William Herschel, 1802’de, büyük gezegenlerinuydularını ve bu minik gezegenleri tanımlamak için, Yunanca ‘‘yıldız benzeri’’ anlamına gelen‘‘asteroit’’adınınkullanılmasınıönerdi.Ancakbuöneri,minikgezegenlerinsayısının15’eulaştığı1851’egelenedekkabulgörmedi.1851’deGüneşSistemi’nde23gezegenbulunduğudüşünülüyordu.1852’deyseminik gezegenlerin Herschel’in önerdiği gibi asteroit olarak sınıflandırılmasına kararverilince,gezegensayısıbirdensekizedüştü;altıyılönce,1846’daNeptünkeşfedilmişti.Buolaydanyaklaşık80yılsonra1930’daPlüton’unbulunmasıylagezegenlerinsayısıdokuzaçıktı.Çoğumuzun bildiği gezegen tanımı şöyledir: Bir yıldızın çevresinde dolanan, ondan gelen ışığıyansıtanveasteroitlerdenbüyükolangökcismi.Pekdekesinolmayanbutanımagöre,76yılboyuncaGüneş Sistemi’nde dokuz gezegen olduğunu bildik. Gezegen tanımındaki belirsizlik, gerçektegökbilimcileriderahatsızediyordu.Amauzunbirsüreonabiralternatifdearanmadı;taakison15yıldarahatsızlıklarıarttırıcıbirtakımönemlikeşifleryapılıncayakadar.Bunlarınenönemlilerindenbiri,belkidebiliminsanlarını“artıkyenivekesinbirtanımyapmamızgerek”diyezorlayanı,2005’teKuiper Kuşağı’nda (Neptün’ün ötesinde, buzdan oluşmuş, küçüklü büyüklü binlerce gökcismindenoluşan -tıpkı Asteroit Kuşağı gibi– yayvan bir simit şeklinde, genişçe bir kuşak) Plüton’dan dahabüyükbirgökcisminin(Eris)keşfedilmesiydi.YaEris,GüneşSistemi’nin10.GezegeniolarakkabuledilecekveilerikiyıllardayapılacakyenikeşiflerlegezegensayısıartabilecektiyadaPlütongezegenolmaktançıkartılacaktı.Aslında Plüton, keşfedildiği günden beri gökbilimciler için bir huzursuzluk kaynağı olmuştu.1900’lüyıllarınbaşındagökbilimcilerNeptün’ünyörüngehareketindebirtakımdüzensizliklereyolaçanbirXgezegeniolmasıgerektiğinidüşünüyorveonuarıyorlardı.Bunedenle1930’daPlüton’unkeşfi çok da şaşırtıcı olmadı. Keşif şaşırtıcı değildi ama, yeni gezegen biraz şaşırtıcıydı. Plüton,Güneş Sistemi’nin en dışında yer alıyordu ve bir gaz devi değil de, tersine küçücük, karasal birgezegendi.KütlesiAy’ınkütlesininaltıdabirikadardı.Yörüngesiötekigezegenlerinkileregöreçokdaha basık bir elips şeklindeydi. Plüton, bu yörünge üzerinde ilerlerken, zaman zaman Güneş’eNeptün’dendahayakınkonumageliyordu.Ayrıcayörüngedüzlemiötekigezegenlerindüzlemlerine

göredahabüyükaçılıydı.

DysnomiaNixCharonNamakaHi’iakaWeywotHidraVanth

Eris(2005)Sedna(2003)Orcus(2004)

2007OR10(2007)Quaoar(2002)Eris

(2005)Makemake(2005)

Haumea(2004)

Bilinenenbüyüktrans-NeptüncisimleriveonlarınuydularınınDünya’yagörebüyüklüklerigörülüyor.

1992’de Kuiper Kuşağı’na ait ilk gökcismi keşfedildiğinde, gökbilimcilerin Plüton’a yönelik

kuşkularıiyicearttı.HergeçenyılNeptün’ünötesinde,yörüngeleriPlüton’unkinebenzeyenküçüklübüyüklügökcisimleri -bunlara trans-Neptüncisimleri dedenir- keşfedilmeyebaşlandı.AmaPlütononlarınhepsindenbüyüktü.AyrıcaPlüton’unbüyükçebiruydusuda(Charon)vardı;gerçekteböylesibüyük uydular (bir başka örneği Ay’dır) gökbilimcilerin oluşumunu açıklamakta zorlandığıgökcisimleridir. Bir süre sonra, Kuiper Kuşağı cisimlerinin on kadarının çevresinde de bazıuydularınolduğukeşfedildi.Buarada2004’teçapı1000kmkadarolan(Plüton’unkininyarısı)Sednabulundu.Ardındanda2005’tePlüton’dandahabüyükolanEriskeşfedildi.Bugelişmelerinyanında,birbaşkaönemligelişmedahayaşanıyordu.Gökbilimcilerilkkez1995’tebiryıldızınçevresindedönenbirgezegenkeşfetti.Kısasüresonraona,yenigezegenlereklendi.Hergeçengünyenileri eklenmeyedevamediyor.Böylesigezegenlerin sayısı2011’inortalarında570’iaşmışdurumdadır.Nevarkibunlarınbazılarınınyörüngeleri,GüneşSistemi’ndekigezegenlerinkinepekdebenzemiyor.Birbaşkagelişmede,gezegenileyıldızarasındakiayrımızorlayankahverengicücelerinkeşfiydi.Büyüklükleri, gaz devi gezegenlerle en düşük kütleli yıldızların arasında yer alan gökcisimlerinekahverengicücedenir.Gerçektebunlarınrengikahverengideğildir;yüzeysıcaklıklarınagörekoyukırmızı ile macenta arasında değişir. Genellikle kahverengi cücelerin kütlesinin alt sınırının 13Jüpiterkütlesiolduğuveüstsınırında75-80Jüpiterkütlesiolduğukabuledilir.Anakolyıldızlarınmerkezinde gerçekleşen nükleer tepkimeler bunların merkezinde olmaz. İlk kahverengi cücenin(Teide1) 1995’te keşfinden bu yana yüzlercesi keşfedilmiştir. Bazı kahverengi cüceler bir yıldızınçevresindedöner,bazılarıbirbirininçevresindedönenikilisistemlerhalindebulunurvebazılarıdauzaydaserbestçedolaşır(OnlardatıpkıyıldızlargibiSamanyolu’nunmerkezininçevresindedöner).Bazıkahverengicücelerinçevresindedolanangezegenlerolduğubilegözlenmiştir.NASA’nınAralık2009’da Dünya’dan 525 km uzakta yörüngeye yerleştirdiği WISE adlı X-ışını gözlem uydususayesindeGüneşSistemi’ndedahaöncegözlenemeyenasteroitlervekuyrukluyıldızlarsaptanacaktır.Bunun yanında yakın çevremizdeki kahverengi cüceler de keşfedilecektir. GökbilimcilerSamanyolu’ndayıldızsayısınınyüzde1-10’ukadarkahverengicüceolabileceğinitahminediyor.

Bu,Güneşbenzeribiryıldızınçevresindedönenbirgezegenindoğrudaneldeedilmiş(kızılötesidalgaboyunda)ilkgörüntüsüdür.Yıldız(adıbirazuzunvegarip:1RXSJ160929.1210524),Güneş’tenyaklaşık470ışıkyılıötededirveyalnızcabirkaçmilyonyaşındadır.Onunçevresindedönengezegenin8Jüpiterkütlesindeolduğuveyıldızından330ABuzaktabiryörüngededöndüğü

hesaplanmıştır.

Bütün bu gözlem ve keşifler Güneş Sistemi’ne ve gökcisimlerine ilişkin algı ve anlayışımızıdeğiştirmiştir. Yeni anlayışımızı ortaya koyan, kesin bir gezegen tanımının yapılması zorunlu

olmuştur.BununüzerineUluslararasıAstronomiBirliği’nin(InternationalAstronomyUnion–IAU)Ağustos 2006’da yapılan toplantısında, yeni bir gezegen tanımı yapılmıştır. Buna göre birgökcisminingezegenolaraktanımlanabilmesiiçinüçkoşulusağlamasıgerekir:1)Güneş’in(yadabiryıldızın)çevresindedönüyorolması,2)Küreşeklindeolmasınısağlayacakkadarbüyükbirkütlesiolması,3) Yörüngesi civarındaki herhangi bir cisimden daha büyük kütleli olması (yakın çevresinitemizlemiş olması, yani çevresindeki küçük cisimleri, kütleçekim etkisiyle başka yörüngeleregöndermişolması).Bu tanım evrenseldir; bir başka deyişle Güneş Sistemi’nin dışında, başka yıldızların çevresindedönen,gezegenleriçindegeçerlidir.Bu yeni tanımlaGüneş Sistemi’ndeki gezegen sayısı 76 yıl sonra dokuzdan sekize düştü. Plüton,artık bir gezegen olmaktan çıktı ve Kuiper Kuşağı cisimlerinden biri oluverdi. Ama GüneşSistemi’ndekibazıcisimleriçinyenibirtanımdayapıldı:Cücegezegen.

Güneş,kahverengicüceTeide1veJüpiterkarşılaştırması.

Yapılanyenikeşiflervetanımlarlabirliktegezegenlerinsayısızamaniçindedeğişmiştir.Plüton’ungezegenlikten“düşürülmesi”de,2006’dagezegentanımınınyenidenyapılmasındankaynaklanır;tıpkı1852’deolduğugibi.

9-GüneşSistemigazvetozbulutundanmıoluştu?

GüneşSistemi’ndekigezegenlerin iki temelhareketivardır.Gezegenler,hemGüneş’inçevresindehemdekendieksenlerindedöner.İkihareketinyönüdeaynıdır:Güneş’inkendieksenindedöndüğüyöndedir, yani sistemeyukarıdanbakıldığında, saatin tersi yönde.BununyanındabütüngezegenlerGüneş’inçevresinde,neredeyseaynıdüzlemdeilerler.Gezegenlerinyörüngedüzlemlerindeyalnızcabirkaçderecelikbirfarkvardır.GüneşSistemi’nin üyelerinin her iki dönüşünün de aynı yönde oluşu, doğal olarak hepsinin aynıkökendengeldiğini,dönentekbiryapıdanortayaçıktıklarınıdüşündürür.Gerçektebudüşüncehiçdeyeni değildir; ilk dile getirilişi 18. yüzyıla kadar uzanır. İsveçli düşünür Emanuel Swedenborgtarafından1734’teortayaatılmıştır.Düşünceyi,dahasonraImmanuelKantgeliştirmiştir.Kant’agöreuzaydayavaşyavaşdönenbüyükgazbulutlarıkütleçekimkuvvetininetkisiylegiderekiçlerineçöker,küçülürveyassılaşırdı; sonundadabiryıldızveonunçevresindedönengezegenleroluşurdu. Buna benzer bir oluşum modelini, 1796’da Laplace Markisi Pierre-Simon da ilerisürmüştür.Bulutsuvarsayımıolarakbilinenbumodel,Güneş’invegezegenlerinoluşumunayönelikortaya atılan ilk bilimselmodeldi. Buna göre ilk başta ağır ağır dönen, dev bir gaz ve toz bulutuvardı. Bulut kütleçekim kuvvetinin etkisiyle giderek küçüldü, yoğunlaştı, hızlandı ve bir diziaşamadangeçerekGüneş’e ve onun çevresindedönengezegenlere, uydulara veGüneşSistemi’ninbütün öteki üyelerine dönüştü. İleri sürüldüğü dönemde mantıklı ve tutarlı görünen bu modelinzamanla birçok hatalı yanı olduğu anlaşıldı. Model 20. yüzyılın başlarında gözden düştü ve terkedildi.

Samanyolugibisarmalgökadalardakimaddeninyüzde10kadarıgazvetozdanoluşur.Bunundabüyükbölümü,GüneşSistemi’nden

yüzlerce,hattabinlercekatbüyükamaşekilsizbulutsulardabulunur.Gökadamızındeğişikbölgelerindedeçoksayıdabulutsuvardır.ResimdekiKartalBulutsusugibibazılarınıniçlerindeyeniyıldızlarındoğduğubölgeleryeralır.

Daha sonra Güneş Sistemi’nin oluşumuna yönelik yeni fikirler ortaya atıldı. Örneğin, Güneş’inyakınından geçen ya da ona hafifçe çarpan bir yıldızın Güneş’ten madde kopararak gezegenlerioluşturduğu ileri sürüldü.Birbaşka teoriyegörede,bir zamanlarGüneşbir ikiliyıldız sistemininikinci yıldızıydı. İlk yıldız süpernova yaparak içeriğinin büyük bölümünü uzaya saçmıştı ve buhammaddeden deGüneş’in çevresindeki gezegenler oluşmuştu.Ne var ki gerçekleşme olasılıklarıdüşükyadafazlasıylazorlamaolduğuhissedilenbukuramlarınhiçbirigökbilimcilercetamolarakbenimsenmedi.1960’lı yıllarla başlayan ve günümüze dek hızla gelişen gezegen araştırmaları sayesinde, GüneşSistemi’nin bütün üyelerine ilişkin çok büyük bir bilgi birikimi oluştu. Bu sayede daha önceanlaşılmayanbirçokkonuaçıklığakavuşmayabaşladı;kuşkusuzbazıyenivezorsorulardaortayaçıkmadıdeğil.Zamanlagezegenlerinnasıloluştuğunailişkindebirmodelgeliştirildi.Bugünyaygınkabulgörenyenimodel,SovyetgökbilimciVictorS.Safronov’un1960’lıyıllardakiçalışmalarıylaortaya çıkmıştır. Laplace’ın 200 yıl önce ortaya attığı modeli çağrıştıran ama ayrıntılarda çok dafarklı olanbuyenimodelGüneşSistemi’ninyapısını veüyelerininbirçoközelliğini tutarlı olarakaçıklayabiliyor.Model ilk başlarda, doğal olarak yalnızcaGüneş Sistemi için kullanılıyordu.Amabaşkayıldızlarınçevresindedönengezegenlerkeşfedildikçe,evrenselbirkuramolarakgörülmeyebaşlandı.Oyıldızlarınveonlarıngezegenlerininde,artıkGüneşSistemi’ndekinebenzerbirsüreçtengeçerek oluştuğu düşünülüyor. Bu kuramın temelini oluşturan “güneş bulutsusu”na benzeyen bazıyapıları, artık güçlü teleskoplar sayesinde çevremizdeki birçok genç yıldızın çevresinde degörüyoruz.

10-Güneşnasıloluştu?

GüneşSistemi,içinde200milyardolayındayıldızınveyıldızlarınarasındakiuzaydadadevgazvetozbulutlarınınbulunduğubüyükçebirgökadanın içindeyeralır.Bugazve tozbulutlarınınbüyükbölümüöncekikuşaktanbazıyıldızlarınkalıntılarıdır.Günümüzden yaklaşık 4,6milyar yıl önceGüneşSistemi’miz de yalnızca gazmolekülleri ve tozzerreciklerinden oluşan dev bir hammadde bulutuydu. Güneş, gezegenler, kuyrukluyıldızlar,hayvanlar,bitkiler,verembakterileri,gripvirüslerivs.hepsibubuluttanortayaçıkmıştır.Çapı50-100ışıkyılıolanbulut,Samanyolu’ndakibütünnesnelergibigökadamerkezininçevresindesakinbirbiçimdedönüyordu.Kütlesininbüyükbölümü(yüzde73’ü)hidrojendenoluşuyordu.Gerikalanınınneredeysetamamıhelyumdu;ancakesermiktardakarbon,azotveoksijengibiağırelementlervetozparçacıklarıdavardı.Sıcaklığı-250°Cdolayındaolanbulutunyoğunluğusantimetreküptebirkaçbinilebirkaçmilyonmolekülarasındadeğişiyordu.Devgazvetozbulutuçevredengelenbiritmeyadaçekmeetkisiylehareketlendi.(Bulut,büyükçebir yıldızın yanından geçmiş olabilir. Kütleçekim etkisiyle bulutun durgunluğu bozulmuş veiçeriğindekimoleküllerhareketlenmeyebaşlamışolabilir.Yadabulutunyakınlarındagerçekleşenbirsüpernovanınşokdalgalarınınbulutuiterekiçeriğinisıkıştırmasıgerçekleşmişolabilir.)Kuşkusuzbudev bulutu harekete geçiren etmenin ne olduğu tam olarak bilinemez. Ancak bilinen şey, bunlarabenzeyentetikleyicibiretkiylehareketlenenbulutuniçeriğinin,kütleçekimkuvvetinedeniylemerkezedoğruyönelmişvehafifbirdönmehareketiylebirlikteiçineçökmeyebaşlamışolduğudur.Bulutun hareketlenmesiyle birlikte, Güneş’i ve Güneş Sistemi’ni oluşturan süreç de başlamıştır.

Sürecinbaşlamasındanyaklaşık ikimilyonyıl sonrabulutunbirçoknoktasında çevrelerindendahayoğun olan “çekirdek” bulutlar ortaya çıktı. Bu bölgeler çevrelerine göre daha büyük birkütleçekimiylemaddelerikendilerinedahaçokçekmeyebaşladı.Bunlarınkendieksenlerinde,küçükdeolsabirdönmehareketivardı.Budönme,çekirdekbulutlarküçüldükçegiderekhızlandı;tıpkıbuzpateni yapan birinin kollarını kapadığında hızının artması gibi. Böylesi yüzlerce çekirdek buluttanbazılarından,birsüresonra,aralarındaGüneş’indebulunacağıyıldızlaroluşacaktı.Güneş’i oluşturacak çekirdek bulut, bu dönemde bir ışık yılının yüzde biri çapındaydı. Dönenbuluttaki madde merkeze doğru çekiliyor, bulut giderek küçülüyor ve dönüş hızı da artıyordu.Bulutunmerkezinedoğruolanmaddeakışısırasında,atomlarınvemoleküllerinbirbirinesürtünmesiısınmayayolaçıyordu.Merkezgiderekısınıyordu.Giderek küçülen bulutunmerkezinde, Güneş’ten Plüton’a kadar olan, küre şeklinde dev bir yapıoluşmaya başladı. Merkezdeki bu kürenin kütlesi kendine çektiği maddelerle sürekli arttı. Artankütleylebirliktebüyüyenkütleçekimkuvvetide,hemgiderekdahaçokmaddeninçekilmesine,hemdeküçülmeyeyolaçtı.Küçülenküreninmerkezindeyalnızcasıcaklıkdeğil,dönmehızıveyoğunlukdagiderekarttı.Güneşönyıldızaşamasınagirdi.Öngüneşinkendieksenindebelirginbirdönüşüvardı.

Yüzlerce,hattabinlerceışıkyılıçaplıbirbulutsudanzamanlaçoksayıda“çekirdekbulutsu”ortayaçıkar.Çekirdekbulutsularçevrelerinegöremaddeleridahabüyükbirkütleçekimkuvvetiyleçekerler.Büyükolasılıklaherbiriileridebiryıldızadönüşecektir.

Merkezinde öngüneş bulunan gaz ve toz bulutunun geri kalan bölümü dönme hareketi nedeniyledisk şeklini aldı. Bu yapıya güneş bulutsusu denir. (Gökbilimciler günümüzde böylesi disklerlekuşatılmışbirçokgençyıldızkeşfetmiştir.)Güneşbulutsusununçapı100-200ABvekütlesideyüzde1-10Güneşkütlesikadardı.Merkezindekisıcaklık5.000.000°Cveyüzeysıcaklığıda4500°Cdolaylarınageldiğinde,öngüneşT-Tauridenenbirevreyegirdi.Kısasürenamamanyetikolarakçoketkinbuevrede,güneş rüzgârı1diyebilinenyenibiretkinlikbaşladı.Öngüneşinküçülmesisürerken,artıkbiryandandahersaniye

büyükmiktarlardaelektrikyüklüatomaltıparçacık,yüksekhızlarlauzayayayılmayabaşlamıştı.1)Güneşrüzgârı:Güneş’inatmosferininüstkısımlarından-güneştacından-uzayadoğruhızlaakanelektrikyüklüparçacıklaragüneşrüzgârı denir. Güneş rüzgârı çoğunlukla elektron ve protonlardan oluşur. Güneş tacının sıcaklığı öylesine yüksektir ki, Güneş’inkütleçekimkuvveti,yüksekenerjiliparçacıklarınkaçışınıengelleyemez.Güneşrüzgârınınhızısaniyede300-800kmarasındadeğişir.Dev gaz ve toz bulutunun hareketlenmeye başlamasından sonra geçen 40 milyon yıl içinde,öngüneşinmerkezindekisıcaklık15.000.000°C’aulaştıveöngüneşinküçülmesidurdu.

Çekirdekbulutsularkendieksenlerindedönerlervegiderekbüzülür,küçülürler.Küçüldükçedehızlarıvesıcaklıklarıartar.

Öngüneşin merkezindeki aşırı basınç ve sıcaklıkta hidrojen atomları iyonlaşmış haldeydi; yanielektronlar atom çekirdeklerinden (protonlarından) kopmuştu. Protonlar ve elektronlar öngüneşinmerkezinde çok yüksek hızlarla rasgele dolaşıyordu. Protonlar, sık sık birbirleriyle karşı karşıyageliyor; amamıknatısın aynı kutupları gibi birbirlerini itiyorlardı. Ancak sıcaklık 15.000.000°C’aulaştığında, karşılaşan protonlar artık birbirlerini itemez oldu; artık çarpışıp birbirleriylekaynaşmayabaşladılar.Budurumda ikiprotonluyeniçekirdekler (helyumçekirdekleri)oluştu.Birbaşka deyişle bu yüksek sıcaklıkta öngüneşin merkezindeki hidrojen atomları helyum atomlarınadönüşüyor ve dönüşüm sırasında da artan çok küçük bir kütleden, E=mc2 formülünün gösterdiği,büyük bir enerji ortaya çıkıyordu. Bu nükleer tepkimelerin gerçekleşmesiyle birlikte, ilk kezöngüneşin merkezinde çok büyük miktarlarda enerji üretilmeye başlandı. Kütleçekim kuvvetinedeniyle milyonlarca yıldır sürekli küçülen öngüneşin içine çöküşü, merkezinde “yaktığı”hidrojendensağladığıgüçledurdu.Öngüneşgökbilimcilerinhidrostatikdengeadınıverdiğikararlıbirdurumaulaştı.Artıköngüneşbir“anakol”yıldızınadönüşmüştü.Anakolevresi(hidrojenyakmaevresi)Güneş’inyaşamınınenuzunevresidir.Güneşbiranakolyıldızıolarakyaklaşık4,56milyaryıldır ilk anlarındaki durumundan çok da değişmemiş haliyle ışımasını sürdürüyor. Yaklaşık beşmilyar yıl daha öyle kalacağı düşünülüyor. Ancak yaşamının sonlarına yaklaştıkça başka bazıevrelerdengeçecektir.

11-Güneş’insonunasılolacak?

Evren’deki her şey gibi, Güneş’in de bir gün sonu gelecek. Aslında Güneş’in sonunun bütünaşamaları bilim insanları için uzun zamandır oldukça açık; çünkü Güneş’e benzeyen, amaömürlerininfarklıaşamasındakibirçokyıldızıincelemişveGüneş’insonununnasılolacağınıçokiyianlamışdurumdalar.AncaktıpkıGüneşSistemi’nindoğuşundaolduğugibi,ölümündekiaşamalarınsürelerineilişkindekesinbirtahmindebulunamıyorlar.ÖrneğinGüneş’inbiranakolyıldızıolarakgeçireceği süre kimilerine göre 9-10 milyar yılken, kimilerine göre de 13 milyar yıl kadarolabiliyor.Güneş’in merkezinde hidrojenin helyuma dönüşmesi ve bu sırada da muazzam miktarda enerjiortaya çıkması yaklaşık 4,56milyar yıldır sürüyor. En azından bir 5milyar yıl daha bu durumunsüreceği düşünülüyor. Merkezindeki yakıtının, yani hidrojenin ancak yarısını tüketen Güneş, artıkortayaşlıbiryıldızdır.İlk oluştuğu dönemde Güneş’in çapı bugünkünden yaklaşık yüzde 10 daha kısaydı. Aynı şekildeparlaklığıdayüzde30-40dahaazdı.Güneş’inömrüboyuncaçapıveparlaklığıyavaşyavaşartmıştır.Bu büyümeve parlaklık artışı hâlâ sürüyor.Önümüzdeki birmilyar yıl içindeGüneş’in parlaklığıyüzde10artacak;budayeryüzündekisıcaklıkların40-50derece

DengesibozulanGüneş’inçekirdeğiiçineçökerken,çekirdeğikuşatanincebirtabakadanükleertepkimelersürecekvehidrojenhelyumaoradadönüştürülecek.BusıradaGüneş’indışbölgelerideşişecekvegenişleyecek.

yükselmesineyolaçacak.3,5milyaryılsonraysaparlaklığıyüzde40dahaçokolacak.Budurumdayeryüzündeki sıcaklıklar dayanılmaz dereceleri bulacak. Dünya, bugünkü Venüs kadar sıcak birgezegen olacak. Olasılıkla o zaman yerin binlerce metre derinliklerinde yaşayan dayanıklı birkaçbakteritüründenbaşka,Dünya’dahiçbircanlıolmayacak.Öylegözüküyorki,Dünya’dabakterilerlebaşlayanyaşam,bakterilerlesonbulacak.10 milyarıncı yaşgünü dolaylarında, Güneş’te köklü değişimler görülmeye başlanacak. Çünkümerkezindeki hidrojen, yani yakıtı tümüyle tükenmiş olacak. Bu daGüneş için bir anlamda sonunbaşlangıcı demek. Ancak Güneş’in sonu hiç de huzur dolu olmayacak. Merkezinde öncedenhidrojenin kapladığı yeri, 10 milyar yıldır sürekli oluşan helyum kaplayacak. Ancak iki protonluhelyumatomçekirdekleribirbirlerinitekprotonluhidrojençekirdeklerinegöreçokdahagüçlüittiğive hiç de bir araya gelmek istemediği için, Güneş’in merkezindeki sıcaklık onların da nükleertepkimeyegiripenerjiüretmelerineyetecekdüzeyinçokaltındakalıyorolacak.BudurumdaGüneş

artıkbiranakolyıldızıolmaktançıkacak;çünkümerkezindekinükleertepkimelerveenerjiüretimidurunca,10milyaryıldırkoruduğuhidrostatikdengeyiyitirecek.HelyumdanoluşançekirdekbölgesiGüneş’in dev kütleçekim kuvvetinin etkisiyle içine çökmeye başlayacak. Çekirdek küçüldükçeyoğunlaşıp iyice ısınacak. Bu sırada çekirdeği kuşatan ince bir tabakada hidrojenin helyumadönüştüğünükleertepkimelerveenerjiüretimisürecek.Çekirdeğingiderekısınmasıveonukuşatankabukta enerji üretilmesi nedeniyle, dışa doğru bir enerji akışı olacak veGüneş’in dış katmanlarıgenişlemeye başlayacak. Güneş büyüdükçe yüzey alanı da genişleyecek; böylece yüzeyi gidereksoğuyacakverengideturuncuya,kırmızıyadoğrukayacak.Yaklaşık600-700milyonyılsürecekbuaşamanın sonunda,Güneş’in çapı bugünkünden 1-2 kat daha büyük, yüzey sıcaklığı 1000°C kadardahadüşükvedolayısıylarengidekırmızıyayakınolacak.Buaşamayıizleyen500milyonyıliçindeGüneş’tedahaköklübirdeğişimolacak:Önceboyutlarıküçülecekverengimavileşecek,ardındandahızlıbirgenişlemesürecinegirecek.Çapıbugünkünün150 katına çıkacak.Her ne kadar yüzey sıcaklığı biraz düşse ve rengi kırmızılaşsa da, olağanüstübüyümesi nedeniyle o zamanki parlaklığı bugünkünün 2000 katı olacak.Ölümünün bu aşamasındaGüneş tam bir “kırmızı dev” olacak. Kırmızı dev olma sürecinde aşırı şiddetlenen güneş rüzgârınedeniyleGüneş,kütlesininyüzde30-40kadarınıuzayasaçacak.Kütlesindekibuazalmanedeniyle,Güneş’inçevresindedönenbaştagezegenlerolmaküzerebütünherşeyüzerindekikütleçekimetkisiazalacak ve aradaki bağ zayıflayacak. Sistemdeki her şeyin yörüngesi Güneş’ten bir miktaruzaklaşacak. Örneğin Venüs, bugün Dünya’nın olduğu yörüngeye gelirken Dünya’da Mars’ınyörüngesineyakınbiryörüngeyekayacak.Bir süre sonra yıldızımızın çekirdeğindeki sıcaklık 100 milyon dereceye ulaşacak ve bir başkaköklü değişiklik daha yaşanacak. Bu sıcaklıkta helyum atom çekirdekleri birbirlerini iten kuvvetiyenip kaynaşmaya ve karbon ile oksijen atom çekirdeklerini oluşturmaya başlayacak. Bir başkadeyişle Güneş’te nükleer tepkimeler ve enerji üretimi yeniden başlayacak. Merkez bölgenin içineçökmesi aniden duracak. Bu kez birkaçmilyon yıl gibi kısa bir sürede süreç tersine işleyecek veyıldızımız hızla küçülerek bugünkü çapının on katı çapında bir yıldıza dönüşecek. Yeniden dengedurumusağlanacakveGüneşbuhaldebirsüredahaışıyacak.

ÇekirdeğindehidrojentükenenvedengesiniyitirenGüneş,ilk600-700milyonyıliçindeönceküçükçaplıbirbüyümegeçirecektir.Busıradayüzeysıcaklığıdadüşeceğindenrengikırmızılaşacakvebirkırmızıdevolacaktır.Çekirdeğindehelyumyakmaya

başladığındaysa,rengimavileşecekveboyutlarıdaküçülecektir.Ancakhelyumdabittiğindedengesiniikincikezyitirecekve500milyonyıliçindenormalçapının150katınaçıkıpbirsüperkırmızıdevolacaktır.

Çekirdekteki helyumun yanması hızlı olacağından, 100 milyon yıl kadar bir süre sonra helyumtükenecek ve çekirdek karbon ve oksijenle dolacak.Merkezdeki nükleer tepkimeler yine duracak.Yıldızımız dengesini son kez yitirecek. Nükleer tepkimelerin durduğu çekirdek yine küçülmeyebaşlayacak ve ilk kırmızı dev aşamasındaki gibi dış katmanlar da genişleyecek. Artık karbon veoksijendenoluşançekirdeğisaranikikabukolacak:İlkindehelyumukarbonaveoksijenedönüştürennükleer tepkimeler gerçekleşirken, onu saran ikinci kabukta da hidrojenin helyuma dönüşmesisürecek.Amabuaşamaöncekinegöreçokdahahızlı tamamlanacakve(5-6yüzmilyonyılyerine)20-25 milyon yıl gibi bir sürede sona erecek. Bu süre boyunca “esen” şiddetli güneş rüzgârlarınedeniyle,yinebüyükbirkütleyitirilecek,uzayasavrulacak.Yıldızınkütleçekimetkisibirkezdahaazalacağındangezegenlerinyörüngeleridahadaötelerekayacak.Sonunda Güneş’imizin çapı, bugünkünün 200 katına ulaşmış (neredeyse Dünya’nın bugünküyörüngesinekadargenişlemiş),parlaklığıda5000katınaçıkmışolacak.Dışkatmanlarıylamerkeziarasındakikütleçekimbağıiyicezayıflamışolacak.Dışkatmanlarınuzayayayılmasısürecekve6-7binABçapındabir“gezegenimsibulutsu”oluşacak.

Güneş’inyaşamı(Büyüklüklerölçeklideğildir)

Merkezdeyse Dünya’nın çapının 1,5 katı çapında (ana kol yıldızı olduğundaki çapının yüzde 1’ikadar),karbonveoksijendenoluşan,amaGüneş’inkütlesininyarısıkütledebirbeyazcücekalacak.Yoğunluğu1ton/cm3veyüzeysıcaklığıda120.000°Cdolayındakibubeyazcüceartıkküçülmeyecek.Yüzeysıcaklığızamanladüşecek.Sonraki 100 milyar yıl içinde beyaz cücenin yüzey sıcaklığı görünür dalga boyunda ışımayapamayacakkadarazalacakvebeyazcüceartıkhiçgörülemeyenbirsiyahcüceolacak.Güneş’inbuşiddetliveçalkantılıölümsürecindeayaktakalmayıbaşarangezegenlervarsa,artıkhiçgörünürışıkyaymayan Güneş’in çevresinde, bugünkünden çok farklı yörüngelerde, hepsi buzdan birer küreolarakdönmeyedevamedecek.

12-Gezegenlernasıloluştu?

Gezegenler,onlarınuyduları,küçükgezegenler,asteroitlervekuyrukluyıldızlarda,gerçekteGüneş

kadar yaşlıdır. Bunların büyük bölümü Güneş daha önyıldız aşamasındayken, güneş bulutsusununiçindeoluşmayabaşlamıştır.Gezegenlerinoluşumsüreci aslındabinalarınyapım sürecine, onlarınzaman içinde yavaş yavaş ortaya çıkıp yükselmesine benzer. Bulutsudaki küçük parçalar bir arayagelerek büyük parçaları oluşturmuş; büyük parçalar da bir araya gelerek daha büyük parçalarıoluşturmuştur.

3300ışıkyılıötedekiKediGözüBulutsusu.MerkezdekiyıldızınşuankikütlesiyaklaşıkGüneşkütlesidir.İlkkütlesinin5Güneşkütlesiolduğuhesaplanmıştır.Yüzeysıcaklığı80.000°C’dır.Saniyede1900kmhızlaesenyıldızrüzgârınedeniyle,hersaniye20trilyonton

kadarmaddesiuzayasaçılmaktadır.Birmilyonyılkadarsonra,bugünkükütlesininyüzde30’unuyitirmişolacaktır.

Güneş Sistemi’nin oluştuğu bulutsuda hidrojen, helyum, karbon, silisyum ve oksijen boldu.Sıcaklığın2000°Cdolayındaolduğu,önyıldızaşamasındakiGüneş’e(öngüneş)yakınyerlerde,ancakdemirgibiağırelementlerbulunuyordu.Birazdahaötelerdevebirazdahaazsıcakbölgelerdeçokküçükkayaparçacıkları(tozları)vardı.Öngüneşten5AB(5x150.000.000km)vedahadaötedeyse,yani Jüpiter ’in bulunduğu bölge ve ötesinde, bol miktarda buz kristali (su, amonyak, metan vs.buzları)toplanmayabaşlamıştı.Gökbilimcilerin“karhattı”dediğibubölgede,sıcaklığın-70°C’dandahadüşükolduğutahminediliyor.İlk başlarda güneş bulutsusunda kum bulutları, demir tozları ve buz kristalleri, saniyede onlarcakilometre hızla dönüyordu. Bu dönüş sırasında düşük hızlarla birbirine çarpan buz, toz ve metalzerreleri, elektrostatik kuvvet nedeniyle birbirine bağlanıyor, yapışıyordu. Küçük parçacıklar buşekilde giderek büyümeye başladı. Birkaç bin yıl içinde güneş bulutsusunun öngüneşe yakınbölgelerinde,tozlarınyanısıra,çakıltaşıbüyüklüğündekayavemetalparçaları,uzakbölgelerdedebuz parçaları oluşmuştu. Bu parçalar sayıları giderek artan çarpışmalarla bir yandan birleşipbüyüyor,biryandandagüneşbulutsusununortasındadahaincebirdisktetoplanıyordu.Birkaçbinyıliçindedağbüyüklüğündekütleleroluştu.Bubüyüklüktecisimleryalnızcakendilerineçarpanküçükcisimlerledeğil,aynızamandakütleçekimkuvvetininkendilerineçektiği,etraflarındakiçokküçük,amaçoksayıdacisimledebüyüyordu.Güneşbulutsusununoluşumundansonraki10.000-100.000 yıl arasında bir sürede, bulutsunun iç bölgelerinde Ay büyüklüğünde yüzlerce gökcismi

oluşmuş,öngüneşinçevresindehızlıturlaratıyordu.Gökbilimcilerbunlaraöngezegender.Ne var ki bütün öngezegenlerin büyümesi aynı hızla olmamıştır. Kar hattının ötesindeki buzlar,öngüneşeyakınbölgelerdekimetallerevekayalaragöre çokdahaboldu.Buzparçacıkları dahadayapışkandı.Böyleoluncakarhattınınötesindekigezegenleşmesüreci,öngüneşeyakınbölgelerdekinegöre çok daha hızlı gerçekleşti. Jüpiter ve Satürn kısa sürede oluştu. İlk başlarda kaya ve buzdanoluşanJüpiter,büyüdükçekütleçekimkuvvetininetkisiyle,baştahidrojenvehelyumolmaküzereobölgedeki gazları da hızla kendine çekip toplamaya başladı. Atmosferi ve sıvı mantosu oluştu.Çevresindeki gökcisimlerini yutarak ya da kütleçekim etkisiyle onları uzak yörüngelere fırlatarak,güneşbulutsusununiçindekiyörüngesinitemizlemeyebaşladı.AslındaJüpiterdahadabüyüyebilirdi;ama öngüneş T-Tauri aşamasına girdi ve ürettiği güçlü güneş rüzgârı, bulutsudaki gazları GüneşSistemi’nin dışına doğru savurdu. Bir başka deyişle ortamda Jüpiter ’in büyümesini sağlayacakhammadde kalmadı. Böylece Jüpiter ’in kütlesi 300 Dünya kütlesinin biraz üstünde sabitlendi. Devgezegen oluşurken çevresinde toplanan gaz ve tozlardan tıpkı güneş bulutsusuna benzeyen, amaondan çok daha küçük bir disk oluşmuştu. Çok kısa sürede ortaya çıkan Jüpiter, o dönemdebugünkünden çokdaha sıcaktı.Bu sıcaklık nedeniyle gezegenin çapı da şimdikindendahabüyüktü.Gezegensoğudukçaçapıküçüldü.BuküçülmehâlâsürüyorveJüpiter ’inçapıheryılyaklaşık2cmkadarküçülüyor.Gaz devi Jüpiter ’in oluşumu sırasında ve sonrasında çevresindeki öngezegenlerden bazıları veküçüklü büyüklü milyonlarca asteroit, onun büyük kütleçekim kuvvetiyle Güneş Sistemi’nin uzakbölgelerineyollanmıştır.Busayedeiçgezegenleredeçokdahaazsayıdaasteroitvekuyrukluyıldızçarpmıştır.Yıkıcı etkisiolanbüyükgöktaşlarınınDünya’yadahaazçarpmışolmasınınyeryüzündeyaşamınhemortayaçıkmasındahemdegeçirdiğievriminşekillenmesindebüyükbirönemivardır.Güneş Sistemi’nin ikinci dev gezegeni Satürn de aslında Jüpiter ’inkine benzeyen bir süreçtengeçerekoluşmuştur.AmaJüpiter ’egöreGüneş’tenikikatdahauzaktır;buzvekayadançekirdeğininoluşması çevredeki hammaddelerin görece azlığı nedeniyle daha yavaş gerçekleşmiştir. Güneşrüzgârı ortaya çıkana ve çevresindeki gazları uzaklaştırana dek, Satürn ancak şimdiki hali kadarbüyüyebilmiş,Jüpiter ’denoldukçaküçükkalmıştır.JüpiterveSatürnoluştuğundaöngüneşeyakınbölgelerdekikayalıköngezegenlerdeoluşumlarını,büyümelerini sürdürüyordu. Benzer bir süreç Satürn’ün iki katından daha uzakta yer alan buzdanöngezegenler için de geçerliydi. İleride Uranüs ve Neptün olacak iki öngezegen, yaklaşık Dünyabüyüklüğündeydi;buzvekayadanoluşmuşlardı.OnlardatıpkıJüpiterveSatürn’ünbirkaçmilyonyılönceyaptığıgibi,baştahidrojenvehelyumolmaküzereçevredekigazlarıkendilerineçekiyordu.Nevarkisahneyebirazgeççıktıklarındankalanazmiktardagazlayetinmekzorundaydılar.AtmosferleriJüpiter ve Satürn’ünkinden biraz farklıydı; biraz daha çok su, amonyak ve metan içeriyordu. Buiçerikfarkındandolayırenklerideaçıkmaviydi.Bunlarıniçbölgelerindeamonyak,metanvesudanoluşanbirerokyanusolduğudüşünülüyor.Ancakbuokyanuslardangezegenlerinatmosferinegeçiş,Dünya’dakigibi keskinbir şekildedeğil de aşamalı olmalıdır.BirçokgökbilimcibuözellikleriyleJüpiter ve Satürn’den farklılaşan Uranüs ve Neptün’ü gaz devi olarak değil de “buz devi” olaraktanımlar.SonuçtaJüpiter ’inyaklaşık20’debiribüyüklüğündeikigezegenortayaçıkmıştı.Yinedebunlar15Dünyakütlesindendahakütleliydiler.Büyükkütleçekimalanlarınedeniylede,çevrelerindekiküçüklübüyüklübuzvekayalarıyayuttularyadaGüneşSistemi’nindışlarınadoğrugönderdiler.Dörtdevgezegeninböyledışbölgeleregönderdiğiküçüklübüyüklügökcisimleriileöngezegenler,Güneş Sistemi’nin oluşumu sırasında iki ana bölgede toplanmıştır. Bu bölgelerden ilki KuiperKuşağı’dır.Neptün’ünyörüngesininötesindebaşlayanbukuşağıncisimleribüyükçeolurveekliptik

düzlemin çevresindeki dar bir bantta yoğunlaşmıştır.Bunlara trans-Neptün cisimleri de denir.Kısaperiyotlukuyrukluyıldızlarbunlararasındançıkar.Birdeçokdahaötelerdedahaküçüktrilyonlarcagöktaşının oluşturduğu bir küre vardır. Bu göktaşları aslında uzun periyotlu kuyrukluyıldızlardır;içindebulunduklarıveçapıbirışıkyılındandahabüyükküreşeklindekiyapıyaOortBulutudenir.Devgezegenleroluşurkenonlarındaçevrelerinikuşatanvetıpkıgüneşbulutsusunabenzeyenamaondan daha küçük, gaz ve tozdan birer disk oluşmuştu. Zamanla bu disklerin içinde de bazıbölgelerde madde topaklanmaları oldu. Bu topaklar giderek büyüdü. Bunlar dev gezegenlerinçevrelerindedönenuydularadönüştü.GezegenlerinGüneş’inçevresindekiyörüngelerinin tümününneredeyseaynıdüzlemdeolmasıgibibuuydulardakendigezegenlerininçevresindekidiskşeklindebirbulutsununiçindeoluşanyörüngelerihepaynıdüzlemdeydivehepsideneredeysekusursuzbirerçember şeklindeydi. Bunlar normal (düzgün) oluşmuş uydulardır. Bir deNeptün’ün uydusu Tritongibi sıra dışı uydular vardır. Sıra dışı uydular oluşumlarının bir döneminde gaz devlerininkütleçekimalanlarınagiriponlardanbirininçevresindeyörüngeyeoturanöngezegenlerdir.Triton’udışardatutarsak,bunlarınbüyükbölümübuzvekayadanoluşmuşküçükuydulardır.Devlerin uyduları da, tıpkı devlerin kendileri gibi, aynı zamanda oluşmamıştır. Jüpiter ’inGalileiaylarıolarakbilinendörtbüyükuydusuIo,Europa,GanymedeveCallistoilkortayaçıkanuydulardır.OnlarınardındanSatürn’ünenbüyük7-8uydusu,sonraUranüs’ünenbüyük5uydusuveensondaNeptün’ünuydularıoluşmuştur.Kar hattının ötesinde, gezegen, uydu ve kuyrukluyıldız oluşumları neredeyse tamamlanmaküzereyken, öngüneşe yakın bölgelerde bu süreç bütün hızıyla sürüyordu. Bu bölgede karasalgezegenlerin hammaddesini oluşturan maddeler, gaz devlerini, onların uydularını vekuyrukluyıldızlarıoluşturanmaddekadarboldeğildi.OnedenleJüpiterileSatürn’ünoluşumubirkaçmilyon yıl,Uranüs ileNeptün’ün oluşumuda 10milyon yıl kadar sürmüşse, karasal gezegenlerinoluşumuonlarcamilyonyıl,belki100milyonyılkadarsürmüştür.GüneşSistemi’niniçbölgelerinde100.000yıliçindeboyutlarıyüzlercekilometreyibulanyüzlerceasteroit oluşmuştu. Bunlardan bir bölümü güneş bulutsusunun öngüneşe en yakın bölgelerinde birmilyon yıl içinde neredeyse Merkür büyüklüğünde kaya ve metalden oluşan birkaç öngezegenedönüştü.Sonrakionmilyonyıliçinde,şiddetliçarpışmalarınardından,geriyedörtbüyüköngezegen(Merkür,Venüs,DünyaveMars’ınkiler)kalmıştı.Bugünkügezegenkütlelerininyarısıkadarkütleleriolanbuöngezegenlerin,bugünkühallerinialmasıçokuzunsürdü.HattaGüneş’inbiranakolyıldızıolarakyaşamınabaşlamasındansonrabiledevametti.Kendi çevrelerinde gaz ve tozdanminik birer disk oluşturamadıklarından bu dört gezegenin hiçnormal uydusu olamamıştır. Sonunda Venüs ile Dünya hemen hemen aynı boyutlarda iki gezegenolarak ortaya çıkmıştır. Mars onların yalnızca onda biri kadar kütleli olabilmiştir. Gezegenleringörecekısasürenoluşumlarıtamamlandıktansonra,onlarıgünümüzdekidurumlarınagetirenevrimsüreçleribaşlamıştır.Gezegenlerinevriminin ilk1,2milyaryılıbiraz şiddetdolugeçmiştir.Budönemgökbilimcilerinağırbombardımanevresidiyeadlandırdığıbirdönemdir.Oldukçaseyrelmişolmasınakarşın,güneşbulutsusundahâlâküçüklübüyüklüçoksayıdaasteroityüksekhızlarladolanıyordu.Bunlar1,2milyaryıl boyunca gezegenlere ve onların uydularına çarpıp durdular. Bu dönemde ne denli şiddetliçarpışmaların yaşandığını görmek için Ay’ın yüzeyine bakmak yeterlidir. Ay’da çapı yüzlercekilometreyibulançoksayıdaçarpmakraterivardır.12kmderinliğindeve2500kmçapındakiAitkenÇanağı bütün Güneş Sistemi’ndeki en büyük çarpma kraterlerinden biridir ve kaya ve metaldenoluşmuş yaklaşık 200 km çapında bir asteroidin çarpması sonucunda oluşmuştur. Aynı dönemdeDünya’yabundançokdahabüyükbirkaçasteroidinçarptığıtahminediliyor.Amaodönemkiçarpma

kraterlerindenhiçbirinin iziartıkkalmamıştır.Dünya’nın tektonikvevolkaniketkinlikleri,erozyonvegünlenme,ancak200dolayındavegörecegenççarpmakraterinindışındahiçbirkraterdengeriyeiz bırakmamıştır.Bunların en yaşlısı 2,4milyar yaşındadır. 30’u dışında hepsi son 500milyon yıliçindeolmuştur;çaplarıda15mile300kmarasındadeğişir.Ay’datektonikhareketlerveatmosferolayları olmadığından (Ay’da atmosfer yoktur) oradaki yüzey şekilleri oluştukları haliyle hiçbozulmadangünümüzekadargelebilmiştir.Ağır bombardıman evresinin ilk 600milyon yılı boyunca, asteroit ve kuyrukluyıldızlarla süreklidövülen karasal gezegenlerin ve uyduların dış kabukları soğuyup katılaşmakla eriyik durumdakalmak arasında gidip gelmiştir. Hâlâ çok sıcak olan gezegenlerde ve uydularda ağır elementlermerkezedoğruakmış (çökmüş),yüzeyeyakınbölgelerdeveyüzeydehafifelementlervebileşiklerkalmıştır. Bombardımanın ilk başlarında çok yoğun ve şiddetli yaşanan çarpışmalar zamanlaseyrekleşmiş ve 3,3 milyar yıl önce sona ermiştir. Kuşkusuz bu tarihten sonra da gezegenlere veuydulara birçok asteroit ve kuyrukluyıldız çarpmıştır; ama bunlar hem sayıca çok azdır, hem dekütleleriçokküçüktür.Bombardıman evresinin çarpışmaların seyrekleştiği son birkaç yüz milyon yıllık döneminde,karasalgezegenlerde ilk atmosferleroluşmayabaşlamıştır.Gazdevleri, zatenoluşumları sırasındadisk şeklindeki güneş bulutsusunun içinde ilerlerken, topladıkları hidrojen ve helyum ileatmosferlerini oluşturmuşlardır. Bunlar bugüne kadar pek değişmeden gelmiştir. Aslında küçükkarasal gezegenler de, zayıf kütleçekim kuvvetleriyle güneş bulutsusundan hidrojen ve helyumtoplayarak, cılız birer atmosfer oluşturmuştur. Ne var ki zayıf kütleçekim kuvvetleri, güneşrüzgârınınsürekliaşındırıcıetkisikarşısındabucılızatmosferleritutmayıbecerememiştir.İlkbirkaçyüz milyon yıldan sonra bombardımanın şiddetinin giderek azalmaya başlamasıyla karasalgezegenlerdesoğumayabaşlamıştır.Soğuma evrelerinde karasal gezegenlerde ikinci atmosferler ortaya çıkmıştır. Gezegenlerin içbölgelerindeki gazların, volkanik etkinliklerle yüzeye çıkmasıyla oluşan bu yeni atmosferlerkarbonmonoksit,karbondioksit,azotvesubuharıaçısındanzengindi;azmiktardabaşkagazlarıdaiçeriyorlardı. Bombardıman sırasında çarpan kuyrukluyıldız ve asteroitler bol miktarda sugetirmişlerdi.Buikinciatmosferlerdevarlıklarınıbirkaçyüzmilyonyılsürdürebildi.Zamanlabütünkarasal gezegenlerin atmosferleri değişti. Merkür ve Ay kütleçekim kuvvetinin azlığından dolayıatmosferlerini tutamadılar ve uzaya kaçmalarını engelleyemediler. Venüs’ün atmosferi güçlü seraetkisi nedeniyle Dünya’nın atmosferinden 100 kat daha yoğun hale geldi; Mars’ın atmosferi deDünya’nınkininyüzdebiriyoğunluğadüştü.Devgazvetozbulutununçökmeyebaşlamasınınüzerindenyaklaşık40milyonyılgeçtiktensonraGüneş ışımaya başlamış; 100 milyon yıl geçtikten sonra bütün gezegenler ve normal uydularoluşmuş;1,3milyaryılgeçtiktensonrada,gezegenlerinvebazıuydularınatmosferleride-bazılarıhariç-sonhallerinialmayabaşlamıştı.BugünküGüneşSistemiilekarşılaştırıldığında,eksikkalanlardevgezegenlerinhalkalarıilebazıgezegenlerinsıradışıuydularıydı.Kuşkusuzen iyibilinenhalkasistemiSatürn’ünkidir.Hattaötekigazdevlerinindehalkasıolduğugenellikle bilinmez. Halkalar, bir gezegenin çevresinde, kendi yörüngesinde dönen iri kayaparçalarından küçük taşlara kadar değişik boyutlarda buzdan trilyonlarca göktaşının (döküntünün)oluşturduğuyapılardır.Gezegenlerinbüyüklüğüylekarşılaştırıldığında,halkalarınkalınlığı40katlıbirbinanınyanındaancakbirkâğıdınkalınlığıkadarkalır.Devgezegenlerinhepsininhalkasistemivardır.Nevarkibunlarınhepsideçap,parlaklık,genişlikveiçerikleriaçısındanfarklıdır.Halkalarınbüyük bölümü kendi gezegenlerinin “Roche sınırı” içinde yer alır. Bu sınır, bir gezegeninkütleçekiminin,yakınlardakibüyükçebirasteroidibirbütünolaraktutankendikütleçekiminiyendiği,

asteroidin gezegene yakın tarafına uygulanan kütleçekim kuvvetinin uzak tarafına uygulanandanbüyükolmasınedeniyleonuparçaladığıuzaklıktır.Birbaşkadeyişlebuhalkaların içeriğini,yanlışzamandayanlışyerdedolaşanuyduların,asteroitlerinvekuyrukluyıldızlarınparçalanmışdöküntülerioluşturur.Ancakbuhalkalarınnezamanoluştuğuhâlâtamolarakbilinememektedir.

13-Gezegenlerintemelözelliklerinelerdir?

Gezegenlerin hepsi Güneş’in çevresindeki kendi yörüngesinde döner. Bu yörüngeleri Güneş’inbaskınkütleçekimalanıylabirlikteöteki gezegenlerin az etkili kütleçekimalanları birlikte belirler.Yörüngelerivegezegenlerinhareketlerinimatematikselolarakdoğrubir şekilde ilkaçıklayankişiJohannesKeplerolmuştur.Keplergezegenlerinyörüngehareketlerinigösterenvekendiadıylaanılanüçyasabulmuştur:1) Gezegenler Güneş’in çevresinde elips şeklinde yörüngelerde döner. Güneş, bu elipslerinodaklarındanbirindeyeralır.2)Bir gezegeniGüneş’e bağlayan varsayımsal bir doğru, gezegen yörüngesi boyunca ilerlerkeneşit zaman aralıklarında eşit miktarda alanı tarar. Bir başka deyişle gezegenlerin hızı Güneş’eyaklaştıkçaartar,uzaklaştıkçaazalır.3) Bir gezegenin Güneş’in çevresindeki dönüş periyodunun (Dünya’nınki bir yıldır) karesi ileGüneş’euzaklığınınkübüorantılıdır.Kepler ’inyasalarınıntümüyalnızcagözlemlere,temelolarakdayıllarcaasistanlığınıyaptığıTychoBrahe’nin eşsiz gözlemlerine dayanıyordu.Kepler birmatematikçi ve gökbilimciydi; gezegenlerinyörüngehareketlerineyolaçanfizikselnedenlerhakkındahiçbirfikriyoktu.GezegenlerinnedenbuyörüngelerdedöndüğünüaçıklayankişiIsaacNewtonolmuştur.AğaçtanyeredüşenbirelmaylaAy’ıDünya’nın çevresindeki yörüngede tutan kuvvetin aslında aynı olduğu düşüncesinden yola çıkanNewton, Evren’deki temel kuvvetlerden biri olan kütleçekim kuvvetini açıklayan ünlü yasayıbulmuştur.Gezegen yörüngeleri basık birer elips değil de çembere yakın elipslerdir. Bu elips yörüngelerinbasıklıklarıbirbirindenfarklıdır.Venüs’ünyörüngesineredeysekusursuzbirçembereyakındır.AmaGüneş’eondandahayakınMerkür ’seoldukçabasıkbirelipsyörüngedeilerler.GezegenlerinGüneş’inçevresindedöndükleriyörüngeleraynıdüzlemüzerindedeğildir;bunlarınçokazdaolsabirbirleriyleaçıfarkıvardır.Aslındabuaçıfarklarıçokküçüktürveneredeysehepsideaynıdüzlemdedönüyordenebilir.Dünya’nınGüneş’inçevresindedöndüğüyörüngedüzlemi-kibuna ekliptik düzlem ya da kısaca ekliptik denir- temel alınırsa, Merkür dışındaki gezegenlerindüzlemlerinin3,5°likbirbanttayeraldığıgörülür.Dünya’nınkineenyakınyörüngedüzlemiondanyalnızca 0,75° farklı bir düzlemde dönenUranüs’ünkidir; açısal olarak ekliptiğe en uzak yörüngedüzlemide7°ileMerkür ’ünkidir.Bütün gezegenler aynı zamanda kendi eksenlerinde de döner. Bu dönüşleri de tıpkı Güneş’inçevresindekiilerleyişlerigibiyine,GüneşSistemi’neyukarıdanbakıldığındasaatintersiyöndedir.Bukuralı Venüs ile Uranüs bozar. Venüs, öteki gezegenlerin tam tersi yönde döner; ki bu durumunaçıklanması gökbilimcileri biraz zora sokar. Uranüs’ünse ekseni ekliptiğe neredeyse paraleldir;kuzeykutbuGüneş’edönükbir biçimde, yani öteki gezegenlerin eksendönüşyönlerinedik açıyladöner.Devgezegenlerinkendieksenlerindekidönüşleri,karasalgezegenleregöreçokdahahızlıdır.

Eksen dönüşünün gezegenler üzerindeki temel etkisi, onları, ekvator bölgelerini şişkinleştirerek,küre şeklinden uzaklaştırmasıdır. Şişkinliğin miktarı gezegenin kendi eksenindeki dönüş hızınaolduğu kadar, gezegeni oluşturanmaddelerin sağlamlığına ve dayanıklılığına da bağlıdır. Ekvatorbölgesindeki şişkinlik bütün gezegenlerde görülür.Ama en belirgin olarak Satürn’de gözlenir.Budevgezegenkendi eksenindeki bir turunuyalnızca10,5 saatte tamamlar.Dünya’nıngeoid şeklindeolmasınıntemelnedenideyineeksenindekidönüşüdür.Ay’ın Dünya’nın geoid şekli üzerindeki kütleçekim etkisi Dünya’nın ekseninin 26.000 yıllık birperiyotla dairesel bir salınım yapmasına (presesyon) yol açar. Bir başka deyişle yeryüzündenbakıldığında Kutup Yıldızı (Polaris) her zaman kuzeyi göstermemiştir ve göstermeyecektir.İklimbilimciler bu salınımın yeryüzündeki uzun dönemli iklim değişimlerinin nedenlerinden biriolabileceğinidüşünmektedir.Gezegenlerin eksenleriGüneş çevresindedöndükleri düzlemleredikdeğildir.ÖrneğinDünya’nıneksenininekliptikdüzlemedikolandoğruyla23,5°likbiraçıfarkıvardır.Budurumbütüngezegenleriçin geçerlidir; hepsinin ekseni de az ya da çok eğiktir. Gezegenlerde iklimlerin olmasının temelnedenieksenlerdekibueğikliktir.1960’lıyıllardanberigiderekartanuzayaraçlıGüneşSistemiaraştırmalarısayesinde,gezegenlereilişkin bilgilerimiz çok artmıştır. Öyle ki Güneş Sistemi’ndeki cisimler birer gökbilim nesnesiolmaktan çıkmış, jeofiziksel nesnelere dönüşmüşlerdir. Artık onların da birçok fiziksel özelliği,gözlemleredayananjeofizikselyöntemlerleincelenmektedir.Bir gezegen kendi kütleçekim kuvvetinin etkisi altındaki bir gökcismidir. Bir başka deyişlegezegeninkendikütlesindenkaynaklanankütleçekimkuvvetionuiçedoğruçökertmeyeçalışır.Amabuçökmeyekarşıkoyan,gezegenindönmesinden,atomlarındayanıklılığınaveiçenerjilerinekadarbirtakımbaşkakuvvetlervardır.Gezegenbukuvvetlerindengelendiğibüyüklüktekibirgökcismidir.Buna hidrostatik denge denir ve gezegenlerin küre (ya da küreye benzer) şekillerinin nedeni buhidrostatik dengedir. Karasal gezegenlerin yüzeylerindeki (kabuklarındaki) en alçak bölgelerle enyükseknoktalararasındaki10-15km’likyükseklikfarkı(DünyaiçinPasifik’tekiMarianaHendeğiileEverest Tepesi arasındaki ~20 km) gezegenlerin büyüklüklerinin yanında ihmal edilebilecek kadarküçükkalırvegezegenlerinküreselolmadıklarınıgöstermez.

Dünya0(ekliptik)Merkür7Venüs3,39Satürn2,49Neptün1,77

Mars1,85Jüpiter1,3Uranüs0,77

Gezegendüzlemlerininekliptikdüzlemleyaptığıaçılar.

Karasal gezegenlerin iç yapısı sismik dalgalarla incelenir. Bir gezegenin yüzeyine yerleştirilenduyarlı sismometrelerle o gezegenin iç yapısı hakkında önemli bilgiler (iç tabakaların sınırları, otabakalardakimaddeninkatıyadasıvıhaldebulunuşuvs.)eldeedilir.KuşkusuzhakkındaençokşeybilinengezegenDünya’dır.AmaAy’daki,Venüs’tekiveMars’takidepremlerdekaydedilmiştir.Karasal gezegenlerin içlerinde birer demir-nikel çekirdek bulunur. Gezegenler arasında göreliolarak en büyük demir-nikel çekirdek Merkür ’ünkidir; en küçük de Mars’ınkidir. Dünya’nınçekirdeği iç çekirdek ve dış çekirdek olarak iki bölümden oluşur. Dış çekirdek sıvı haldedir. İççekirdeksekatıdır.Karasalgezegenlerinortalamayoğunlukları3,5-5,5g/cm3arasındadır.Dev gezegenlerin iç yapısı sismik dalgalarla incelenemez; çünkü onların katı bir yüzeyi yoktur.Onun yerine çevrelerinde dolanan bir uydunun ya da uzay aracının izlediği yörüngeye bakılır veburadankütleçekimalanınailişkinbilgiedinilir.Budagezegeniniçyapısınailişkinbirgörüşverir.Hacimlerinin büyük bölümünü hidrojen ve helyum oluşturduğundan, dev gezegenlerin ortalamayoğunluklarıoldukçadüşüktür.ÖrneğinSatürn’ünortalamayoğunluğu0,7g/cm3’tür(Eğersudoludevbirkabıniçinekonabilseydi,Satürnbatmaz,yüzerdi).

Gezegenlerineksenleridebirbirlerindenfarklıdır.KuşkusuzengaripolanlarVenüs’ünkiyleUranüs’ünkidir.

Bu dev gezegenlerin merkezlerinde, silisyum bileşiklerinden (kaya) oluşan birkaç Dünyabüyüklüğünde birer çekirdek vardır. Bu çekirdek metalik hidrojen tabakasıyla kuşatılmıştır. AşırıbasınçtandolayıhidrojennormalH2şeklindekimolekülyapısındadeğildir; atomlarınaayrılmıştır.Buhaliylehidrojen,elektrikselolarakiletkendir.Devgezegenlerinmanyetikalanlarınınkaynağınınbumetalikhidrojentabakasıolduğudüşünülmektedir.UranüsveNeptün’üniçbasınçlarıdüşükolduğundanonlardametalikhidrojentabakasıolmayabilir.Onunyerineçekirdeğibuzlardan(su,metan,amonyakbuzlarıkarışımı)oluşanbirtabakasarar.Devlerinenüstkatmanı,birkaçyüzkilometrekalınlığındakiatmosferleridir.Gezegenlerin iç sıcaklıkları, yüzey sıcaklıklarından çok daha yüksektir. Örneğin Dünya’nın

çekirdeğindekisıcaklık4700°C,Jüpiter ’inçekirdeğindekisıcaklıkda30.000°Ckadardır.Buısınınbirbölümügezegenlerinoluşumlarındankalmadır.Büyükbölümüderadyoaktifelementlerinbozunmasısırasındaortayaçıkar.Gezegenlerin yüzeylerini birkaç jeolojik süreç şekillendirir. Bunlar kıta kayma hareketleri,volkanik etkinlikler,meteorit çarpmaları ve iklimdir.Gezegenyüzeylerinin yaşı bu süreçlere göredeğişir.Kıtakaymahareketlerininhâlâsürdüğü tekgezegenDünya’dır.Ötekikarasalgezegenlerdebuhareketleryahiçbaşlamamıştıryadabirsüreöncesonaermiştir.VolkaniketkinliklergünümüzdeDünyayüzeyininşekillenmesindeikincilönemdedir.Ancakgeçmişteçokdahaönemlibirrolüvardı.Günümüzde Jüpiter ’in uydusu Io’da, şiddetli yanardağ patlamaları, uydunun yüzeyini süreklideğiştirmektedir.Ay’ıntersineMarsveVenüs’teyanardağlarvardır.Asteroitlerkarasalgezegenlerisüreklibombardımaneder.Amabunundasıklığızamaniçindeiyiceazalmıştır. Giderek de azalmaktadır. Bu bombardımanın en güzel örneklerineAy’ın veMerkür ’ünyüzeylerinderastlanır.Dünya’nınyüzeyindegörülebilençokazsayıdaçarpmakraterivardır.Çünküatmosferindekihavaolaylarınınyolaçtığıerozyononlarıbirkaçmilyonyılgibijeolojikaçıdançokkısazamandilimlerindeortadankaldırır.AynıdurumVenüsiçindegeçerlidir.HattaVenüs’ünatmosferiöylekalınveyoğundurki,çapı50m’nin altında olan göktaşları daha yüzeye ulaşamadan buharlaşır. O nedenle Venüs’teki en küçükçarpmakraterlerininçapı1,5kmdolayındadır.Dahaküçükkraterbulunmaz.Mars’ınatmosferiçokincedir.AmaKızılGezegen’inyüzeyinidesıksıkortayaçıkançokgüçlüvezamanzamandabütüngezegeni kaplayan fırtınalar şekillendirir.Merkür ’ün dışında bütün gezegenlerin atmosferi vardır.Atmosferiniçeriği,yoğunluğuveyapısıgezegendengezegenedeğişir.Gezegenlerin çoğunda bulunan önemli bir özellik de, gezegenin yapısından kaynaklanan birmanyetik alanın olmasıdır. Gezegenlerin manyetik alanları Güneş’in manyetik alanıyla süreklietkileşim içindedir. Ancak gezegenler Güneş’ten çok uzaktır ve Güneş’in manyetik alanınıngezegenlerin manyetik alanları üzerindeki etkisi önemsiz kalır. Ne var ki Güneş, gezegenlerinmanyetik alanlarını asıl güneş rüzgârıyla etkiler. Uzay araçlarının gezegenlere hem yakın hem deuzakbölgelerdeyaptığımanyetikalanvegüneşrüzgârıölçümlerisayesinde,gezegenlerinmanyetikalanlarınailişkinayrıntılıbirresimoluşmuştur.Gezegenlerinmanyetikalanları ancakgezegendenkısabirmesafeöteyekadaretkilidirve şeklinikorur. Sonra güneş rüzgârının etkisiyle bu manyetik alanın şekli bozulur. Şekli, yan yatmış birgözyaşı damlasını andıran bu alana manyetosfer denir. Bir gezegenin en dış sınırını o gezegeninmanyetosferioluşturur.Büyüklüğüveşekli,gezegeninmanyetikalanınavegüneşrüzgârınabağlıdır.Güneş rüzgârının Dünya dolaylarındaki hızı 400 km/s kadar ve yoğunluğu da yaklaşık 10parçacık/cm3’tür.AmabuikinicelikdeGüneş’inetkinlikdurumunagörezamaniçindedeğişir.Gezegenlerinmanyetikalanlarınınşiddetiçokdeğişiktir.Hattabazılarınınmanyetikalanlarıyoktur.Ayrıca gezegenlerin eksenlerine göre manyetik alanın konumlanışı da farklıdır. Satürn’ün dönmeeksenimanyetikekseniyleçakışır,yanicoğrafikutuplarıylamanyetikkutuplarıüstüstedir.DünyaileJüpiter ’deikieksenarasında10derecekadarbirfarkbulunur.UranüsileNeptün’deysebuaçıfarkı50dereceyekadarçıkar.

Karasalgezegenler

Karasalgezegenlerde-veAy’da-çekirdeğingezegenhacmineoranı.

Jüpiter ’inbirmanyetikalanınıolduğu1956’da-Dünya’nınkide1958’de-farkedilmiştir.Jüpiter ’inçevresinde güneş rüzgârı, Dünya çevresindekinin ancak yüzde 4’ü kadar etkilidir. Jüpiter ’inkutuplarındada tıpkıDünya’dakilerebenzer auroralarınoluştuğugözlenmiştir.Satürn’ünmanyetikalanıysa1979’daPioneer11’inölçümlerisayesindekeşfedilmiştir.HubbleUzayTeleskopusayesindede kutuplarındaki auroralar gözlenebilmiştir. Uranüs ile Neptün’ünmanyetosferleri Voyager 2’ninölçümleriyleortayaçıkmıştır.Buuzaklıktagüneşrüzgârınınçokhafifleyenetkisinedeniylebudevgezegenlerinmanyetikalanlarınınmanyetosferleriüzerindedahabüyükbiretkisivardır.GüneşSistemiyıldızlararasıuzayda(gökadanınmerkezininçevresindekiyörüngesinde)birbütünolarakilerlerken,zayıfdaolsabirmanyetikalanınetkisindekalır.Güneş’inmanyetikalanıvegüneşrüzgârıbuzayıfmanyetikalanınetkisinidahadazayıflatır.Ay gibi ne koruyucu bir atmosferi ne de bir manyetik alanı olan cisimlerin yüzeyleri güneşrüzgârınınyıpratıcıetkisineaçıktır.Öteyandangezegenlerinbüyükbölümününhematmosferihemdemanyetikalanıvardır.Birgezegeninyüzeyininortalamasıcaklığınıbelirleyenikitemeletmenvardır.Bunlardanbirincisi,gezegeninGüneş’e olan uzaklığıdır. Yörüngesi Güneş’ten uzak olan gezegenlerin ortalama yüzeysıcaklığı da düşük olur. İkinci etmen de gezegenlerin atmosferinin içeriğidir; çünkü Güneş’tenışınlarlagelenısınınnekadarınıngezegenyüzeyindetutulacağınıatmosferiniçeriğibelirler.ÖrneğinMerkür ’ün yörüngesi, Güneş’e Venüs’ünkinden daha yakındır. Bu durumda ortalama yüzey

sıcaklığınındahayüksekolmasıbeklenir.NevarkiMerkür ’ünyokdenecekkadarincebiratmosferivarkenVenüs’ünçokyoğunbiratmosferivardır.BuyoğunatmosferinyarattığıseraetkisinedeniyleVenüs’ün ortalama sıcaklığı 470 derecenin üstündedir. Bu yüzey sıcaklığıyla Venüs, GüneşSistemi’ndeyüzeyiensıcakgezegendir.

JüpiterSatürnUranüsNeptünDünyaAtmosferMolekülerhidrojenMetalikhidrojenBuzKaya

Gazdevigezegenleriniçyapısı.

Merkür ve Venüs’ün dışında bütün gezegenlerin uyduları vardır. Geriye kalan karasalgezegenlerden Dünya’nın bir (Ay) ve Mars’ın da iki uydusu (Fobos ile Deimos) bulunur. Devgezegenlerinse çok sayıda uydusu vardır. Bu dört gezegenin bugüne değin toplam 140 dolayındauydusu keşfedilmiştir.Gezegenlerin çevresinde dönen bütün uydular da doğal olarak gezegenlerleaynı hareket yasalarına göre kendi yörüngelerinde dönerler.Güneş Sistemi’ndeki büyük uydularlaküçük uyduların büyük bölümünün kendi yörüngelerindeki ilerleyişi, gezegenlerin Güneşçevresindeki ilerleyişiyle aynı yöndedir. Bunlar normal uydulardır. Tıpkı Ay’ın Dünya’nınçevresindeki dönüşünde olduğu gibi, büyük uyduların çoğu, gezegeninin çevresinde bir turunutamamlarken, aynı zamanda kendi ekseninde de bir tur döner. Bir başka deyişle gezegenlerindenbakıldığındabuuydularınhepaynıyüzügörünür.Gazdevigezegenlerininortakbirözelliğiçevrelerindebirerhalkasistemininolmasıdır.Satürn’ünçevresindekihalkalarGalilei’denbuyanabiliniyor;gerçiGalileibüyütmegücüdüşükteleskobuylaonların halka sistemi olduğunu fark edememişti.Onların küçük göktaşlarının oluşturduğuhalkalar

olduğunu 1659’da Christiaan Huygens açıkladı. Yüzlerce yıl boyunca halka sistemlerinin yalnızcaSatürn’eözgüolduğusanıldı.Amagüçlüteleskoplarvegönderilenuzayaraçlarısayesindezamanladörtdevgezegenindehalkalarıolduğuanlaşıldı.

14-Merkürnasılbirgezegendir?

Merkür, Güneş Sistemi’ndeki sekiz gezegenin en küçüğüdür. Antik Dönem’den beri bilinen beşgezegendenenazdikkatçekenidir.İlkkezMÖ3000’liyıllardaSümerlercegözlenmişveMÖ1400’lüyıllardadaAsurlugökbilimcilercekayıtlarıtutulmayabaşlanmıştır.Güneş’eortalama58milyonkmuzaklıktaki yörüngesiyle ona en yakın gezegendir. Güneş’e bu denli yakın olduğu içinDünya’danancak sabahları gün doğumundan hemen önce doğu ufkunda ve akşamları gün batımından hemensonrabatıufkundagörülebilir.Yaklaşıkbirsaatlikbirgözlempenceresivardır.Gezegengökyüzündeçok hızlı ilerlediğinden ona Yunan mitolojisinde Tanrıların Habercisi Hermes’in adı verilmiştir.RomamitolojisindedeTicaretTanrısıveTanrılarınHabercisiolanMercuriusileözdeşleştirilmiştir.Merkür ’ün yörünge düzlemiDünya’nın yörünge düzlemiyle (ekliptik düzlem) 7 derecelik bir açıyapar.Gezegeninoldukçabasıkelipsşeklindebiryörüngesivardır.Güneş’inçevresindekibirturunuçokhızlı(saniyede48km–Dünya’nındönüşhızının1,6katı)veçokkısasürede(88dünyagününde)tamamlar. Gökyüzünde hep ufka çok yakın göründüğünden ona yönelik gözlemler atmosferdekitozdan ve hava hareketlerinden hep olumsuz etkilenmiştir. Gezegen ekseninde dönerken yüzeyinigözleyipyüzeyşekillerininnekadarzamansonrayenidenaynınoktayageldiğiniizlemekçokzordur.O nedenle uzun bir süre Merkür ’ün kendi eksenindeki dönüş süresi bilinememiştir. Bazı biliminsanları da tıpkı Ay’ın Dünya çevresindeki dönüşünde olduğu gibi, Merkür ’ün de Güneşçevresindeki dönüşünün kendi ekseninde dönüşüyle aynı sürede olduğunu düşünmüştür. SonundaDoppleretkisindenyararlanılarakyapılan radarölçümleriyle (gezegenin ikiucunaelektromanyetikdalgalar gönderip yansıyan dalgaların frekanslarındaki değişimlere bakarak) Merkür ’ün kendieksenindekidönüşünü58,7gündetamamladığıanlaşılmıştır.BudurumdaikiMerküryılında(2x88dünya günü), ancak üçMerkür günü (3 x 58,7 dünya günü) olur. Bundan dolayı Merkür ’de arkaarkaya iki Güneş doğuşu arasında geçen süre 176 gündür. Bir başka deyişle Merkür ’de 88 günboyuncaaydınlıkvesonraki88günboyuncadakaranlıkolur.19.yüzyıldaMerkür ’ünyörüngesineyönelikdikkatligözlemleryapılmasınakarşıngökbilimciler,Newtonhareketyasalarıylaonunyörüngehareketlerinibirtürlütamolarakaçıklayamamışlardır.Bunedenle de Güneş ile Merkür arasında bir başka gezegenin olması gerektiği ve onun kütleçekimetkisinin Merkür ’ün yörüngesinde sapmalara yol açtığı düşünülmüştür. Hatta bu varsayımsalgezegene Vulkan adı verilmiştir. Halbuki ne Vulkan diye bir gezegen vardı ne de Merkür ’ünhareketinde sıra dışı bir durum.Ortadaki sorunNewton yasalarınınMerkür ’ün yörünge hareketiniaçıklamadayetersizkalışıydı.BudurumEinstein’ıngenelgörelilikkuramıylaaçıklığakavuştu.GenelgöreliliğegöreMerkür ’ünyörüngesini,Güneş’inyakınçevresindekiuzay-zamanıeğişibelirliyordu.Bukuramınformülleriyle1915’teMerkür ’ünyörüngesidoğruolaraköngörülebildi.

Merkür,GüneşSistemi’ninenküçükgezegenidir,amamerkezindekidemirçekirdekhiçbirgezegendeolmadığıkadarbüyüktür.

Merkürjeolojikaçıdançokuzunzamandırölübirgezegendir.Kabuğukayalardanoluşanbuküçükgezegenin yüzeyi,Ay’ın yüzeyine çok benzer; dağlar, düzlükler vardır ve küçüklü büyüklü birçokkraterle kaplıdır. GökbilimcilerMerkür ’ün yüzeyindeki büyük kraterlereHomer,Dickens, Renoir,Michelangelo, Bach gibi ünlü yazar, ressam ve müzisyenlerin adlarını vermiştir. Bu kraterlerdenCarolis,büyüklüğüyledikkat çeker; çapı1350km’dir.Carolis,GüneşSistemi’ndegerçekleşmişenşiddetli çarpışmalardanbirininsonucunda (100kmçaplıbirgöktaşınınçarpmasıyla),yaklaşıkdörtmilyar yıl önce oluşmuştur. Son bir milyar yılda gezegene göktaşı çarpma sıklığı çok azalmıştır.Bunun yanında Merkür ’ün volkanik etkinlikleri de durmuştur. Dolayısıyla gezegenin yüzeyineredeysehiçdeğişmedenkalmıştır.Merkür ’ünçapı4880km’dir.BuhaliyleAy’danbirazdahabüyük,Jüpiter ’inuydusuGanymedeveSatürn’ün uydusu Titan’dan da biraz daha küçüktür. 5,42 g/cm3 yoğunluğuylaMerkür, Dünya’dansonrayoğunluğuenbüyükikincigezegendir.Hacmiküçükolanbugezegeninkütlesininalışılmadıkbüyüklüğü, merkezindeki 3600 km çaplı, büyük demir çekirdekten kaynaklanır. Öte yandanMerkür ’ün yüzeyine yönelik gözlemlerde hiç demire rastlanamamıştır. Yüzeyinde hiç demirbulunmayanbirgezegeninnasılbüyükbirdemirçekirdeğininolduğuhâlâtamolarakanlaşılabilmişdeğildir. Küçük ama kütleli bir gezegen olan Merkür ’ün kütleçekim ivmesi, yerçekimi ivmesinin0,37’sikadardır(Mars’ınkiyleaynıdır).YaniDünya’da80kggelenbiri,Merkür ’de29,6kggelir.Birgökcismininatmosfertutabilmesiikietmenebağlıdır:sıcaklığavekaçışhızına(yanikütlesine).Merkür hem çok sıcaktır, hem de küçük gezegenin kütleçekim kuvveti yeterince güçlü değildir.Kısacası gezegenin, kalınca bir atmosferi sürekli olarak tutabilecek özelliği yoktur. Sıcak gazmolekülleri,kaçışhızıdüşükMerkür ’denkolaycauzayakaçmıştır.Yinedegezegeninçokçokinceve kararsız bir atmosferi vardır. Merkür ’ün yüzeyindeki atmosfer basıncı Dünya’da denizdüzeyindeki basıncın ancak trilyondabiri kadardır (~10-9milibar).Bu haliyle aslında “Merkür ’ünatmosferiyoktur”demekdahadoğruolur.Bunedenleoradagökyüzügündüzleribilesiyahgörünür.YakınlıknedeniyleGüneşdegökyüzündeDünya’dangöründüğünden2,5katdahabüyükdurur.Hiç doğal uydusubulunmayangezegenin ekseniDünya’nınki gibi eğik değildir, ekliptik düzlemediktir.Bununsonucundagezegendemevsimseldeğişimlerolmaz.Doğakoşullarıçokserttir.Sıcaklıkgezegenin aydınlık yanında430dereceyekadar yükselirken, karanlık yanında -170dereceyekadardüşer.Atmosferi yokdenecekkadar ince olduğundan, atmosferin sıcaklık üzerindedüzenleyici bir

etkisi, ısıyı gezegene yayacak atmosfer hareketleri de yoktur. Güneş Sistemi’nde gece ile gündüzarasındakienyükseksıcaklıkfarkıMerkür ’deolur.Oldukça küçük bir gezegen olmasına karşın,Merkür ’ün şaşırtıcı bir şekilde sabit ve kararlı birmanyetik alanı vardır. Bu manyetik alan, tıpkı Dünya’da olduğu gibi iki kutupludur. Ne var kiDünya’dakindenfarklıolarakMerkür ’ünmanyetikkutupları,coğrafikutuplarıylaneredeyseörtüşür.Aslında Merkür ’ün manyetik alanı, güneş rüzgârını çoğu zaman engelleyecek bir manyetosferşeklindedir.BuşekliyledeDünya’nınmanyetosferininküçükbirkopyasıgibidir.

MerkürAy

Merkür’ünyüzeyidetıpkıAy’ınyüzeyigibiçarpmakraterleriyledoludur.

AncakDünya’nınmanyetosferinin yüzde 1’i kadar güçlüdür.Merkür ’ünmanyetosferinin de tıpkıDünya’nınki gibi dinamo etkisinden kaynaklandığı tahmin ediliyor (Dinamo etkisi, bir gezegenindemiraçısındanzengin,sıvıhaldekiçekirdeğinindönüşüyleoluşur).Oksijeninyokluğuveaşırısıcakoluşunedeniyle,Merkürbitkivehayvanlarınyaşamasıiçinuygunbiryerdeğildir.AslındabiliminsanlarıMerkür ’ünçetinkoşullarındayalnızcabitkiyadahayvanlarındeğil,herhangibiryaşambiçimininvarolamayacağınıdüşünüyor.Uzay araştırmaları başlayana kadarMerkür hakkında neredeyse hiçbir şey bilinmiyordu.Aslındaonunla ilgili bilgilerimiz hâlâ çok azdır. Bunda gezegenin hem küçük, hem de Güneş’e yakınoluşunun etkisi vardır.Dünya’ya en yakın olduğu dönemlerde karanlık yüzü bize dönüktür.DolunolduğundaysaGüneş’inarkasındakalır.Merkür ’eyönelikteleskopluilkgözlemleri1600’lüyılların

başında Galileo Galiei yapmıştır. Ama Galilei’nin teleskopu Merkür ’ün evreleri olduğunugösteremeyecek denli güçsüzdü. Teleskoplar giderek güçlendi ama Merkür ’ü gözlemek hiçkolaylaşmadı. 18. yüzyılın sonlarına doğru, ünlü gökbilimci William Herschel sistemli olarakMerkür ’ügözledi,amapekdebaşarılısonuçlareldeedemedi.Ondansonrabirkaçbaşarısızgirişimdahaoldu.1962’deSovyet bilim insanları ilk kezMerkür ’e radar sinyalleri gönderdi ve yansıyan sinyalleritoplamayıbaşardı.BöyleceMerkür ’eyönelikradarlıgözlemlerbaşladı.Bugözlemlerinsonucunda,tıpkıAy’daolduğugibi,Merkür ’ündekutupbölgelerinde,süreklikaranlıkolanbazıkraterlerdebuzbulunabileceğifarkedildi.Buolasısuyunkaynağıolarakdagezegeneçarpankuyrukluyıdızlarilerisürüldü.

GüneşSistemi’ndekibellibaşlıbüyükuydularla,Merkür’ünbüyüklükolarakkıyaslanması.

Merkür hakkındaki bilgilerimizin asıl kaynağıAmerikanHavacılık veUzayDairesi’nin (NASA),yaklaşık40yılönce,1973’teVenüsveMerkür ’üincelemekamacıylafırlattığıMariner10adlıuzayaracıdır.Mariner10’un,gönderdiği2000dolayındafotoğrafsayesinde,Merkür ’ünyüzeyininancakyüzde 45’inin haritası çıkartılabilmiştir. 1990’da Dünya yörüngesine yerleştirilen Hubble UzayTeleskopu, Merkür ’e yönelik merakımızı giderebilecek kadar güçlüydü. Ne var ki Merkür ’ünGüneş’e çok yakın oluşu Hubble’daki duyarlı aygıtların Merkür gözlemi sırasında hasargörebileceğini düşündürdü. O nedenle Merkür, Hubble ile de gözlenemedi. Neyse ki NASA’nınAğustos 2003’teMerkür ’ü incelemek amacıyla fırlattığı MESSENGER adlı uzay aracından da ilkverilergelmeyebaşladı.MESSENGER,Ocak2008’deMerkür ’ün200kmyakınındangeçerkendahaöncehiçgörülmemişgüneykutupbölgesininfotoğraflarınıçekti.Bugezegenleilgiliasılveriakışı,uzayaracıMart2011’deMerkür ’ünçevresindebiryörüngeyeoturduğundabaşladı.Merkür ’ünbiliminsanlarıaçısındanönemiDünya,VenüsveMars’ınoluştuğusüreçteortayaçıkmışbir başkakarasal gezegenolmasındankaynaklanır.Ortak yaşanmış bu sürecin sonundaMerkür ’ünnedenböyleyoğunbirgezegenolduğunu,MarsveVenüsmanyetikalanlarınıyitirmişkenMerkür ’ünneden hâlâ bir manyetosferinin kaldığını, aşırı ince de olsa atmosferinin sürekli kendini nasılyenilediğini ve Merkür ’le ilgili başka gizemli konuları açıklığa kavuşturmak, onları çözmek,gezegenoluşumsüreçlerikonusundakibilgilerizenginleştirmesiaçısındançokdeğerlidir.

15-Venüsnasılbirgezegendir?

Halk arasında Akşam Yıldızı ya da Sabah Yıldızı olarak da bilinen Venüs,Güneş’e en yakın ikinci gezegendir. Adını Romalıların Aşk ve GüzellikTanrıçası’ndan alır. Gerçekten de geceleri Venüs’ün etkileyici parlaklığı,gökyüzündeki bütün yıldızları açık ara geride bırakır. Gezegen o denli dikkatçekicidir, o kadar göze çarpar ki, sık sık UFO zannedilir. Venüs bu çekiciparlaklığını atmosferindeki kalın bulut tabakasına borçludur; çünkü bulutlarınalbedosu,yani ışığıyansıtmagücüyüksektir.Venüs’ünbulutlarıGüneş’tengelenışınlarınbüyükbölümünü(yüzde80’ini)yansıtır.Tıpkı Merkür gibi, Venüs de Güneş’e Dünya’dan daha yakın bir yörüngededöner.OnedenleodaMerkürgibigökyüzündehepGüneş’eyakınbulunur.Güneş

battıktansonrabatıufkundaveGüneşdahadoğmadandoğuufkundagörülebilir.AmaVenüs,Güneş’eMerkür ’dendahauzakolduğuiçindahauzunbirsüre,beşbuçuksaatkadar,gökyüzündekalır.Budagözlemiçinoldukçayeterlibirsüredir.Küçükbirteleskoplabilegözlendiğinde,Venüs’ündeMerkürveAy gibi zamanla görüntüsünün değiştiği, yani evreleri olduğu anlaşılır. Venüs’ün evrelerini ilkgören 1610’da Galilei olmuştur. Galilei yaptığı bu gözlemden Venüs’ün aslında Dünya’nınçevresinde değil, Güneş’in çevresinde döndüğü sonucunu çıkarmıştır. Güçlü bir teleskopla, hattadünyanınengüçlü teleskopuylabilebakıldığında,Venüsyalnızcaparlakbirdaireşeklindegörülür.Optik teleskoplarla gezegenin yüzeyine ilişkin hiçbir ipucu elde edilemez; çünkü atmosferindekikalın bulut tabakası buna izin vermez. Aylar boyunca süren gözlemlerde yalnızca evreden evreyegeçengezegengörülür:hilalVenüs,yarımVenüs,şişkinVenüs,yeniVenüs,hilalVenüs...Venüs, Güneş Sistemi’nde en içte yer alan dört karasal gezegenden ikincisi ve Dünya’ya en çokbenzeyenidir. Öyle ki Dünya’nın ikizi olarak kabul edilir. Bu iki gezegen büyüklük, yoğunluk,kütleçekim kuvveti ve kimyasal bileşim açısından birbirine benzer. Venüs’ün çapı 12.104 km’dir;Dünya’nınkinden 650 km kadar küçük. Kütlesi Dünya’nın kütlesinin yüzde 81,5’i kadardır.Kütleçekimivmesideyerçekimiivmesinin0,9katıdır.YaniDünya’da80kggelenbiri,Venüs’te72kggelir.Nevarki, ikigezegenarasındakibenzerliklerbunlarla sınırlıgibidirveaslındayakındanincelendiklerinde, aralarındaki benzerliklerden daha çok farklar dikkat çeker.Bunların başında da,Venüs’ün güneş rüzgârına ve kozmik ışınlara karşı kendisini koruyacak bir manyetik alanınınolmayışıgelir.

Venüs’ünevreleri.

BüyüklükaçısındanDünya’yaençokbenzeyengezegenVenüs’tür.Venüs,antikdönemlerdenberibilinir.MÖ1600’lüyıllardaBabilligökbilimcilerceilkkayıtlarıtutulmuştur.Ancakbinlerceyılboyuncaçıplakgözle,birkaçyüzyıldırdateleskoplagözlenenVenüs

hakkındaneredeysehiçbirşeyöğrenilememiştir.Çünküyoğunbirbuluttabakası,gezegeninyüzeyinigizler.

Venüs’ünelipsşeklindekiyörüngesi,gezegenlerarasındaçembereenyakınolanıdır;neredeysetambir çemberdir.Gezegen,Güneşçevresindekibir turunu225günde tamamlar.Amakendi eksenindeaşırıyavaşdöner;birgünü243dünyagünüdür.YaniVenüs’tebirgün,gezegeninbiryılındanuzunsürer. Birçok gezegenin kendi ekseninde hızlı dönmesi nedeniyle ekvatorunda oluşan şişkinlik buyavaş dönüş nedeniyle Venüs’te oluşmamıştır ve gezegenin yapısı küreye çok yakındır. Venüs’ünekseneğimideanormaldir:177,4°(Dünya’nınki23,5°dir).BirbaşkadeyişleVenüs,kendiekseninde,Güneş Sistemi’ndeki bütün gezegenlerin tersi yönde, doğudan batıya doğru döner. Yani Venüs’teGüneş batıdan doğar ve doğudan batar. Gezegenin ekseninin dönüş yönünün nasıl değiştiği tamolarak bilinmiyor, ama bunamilyarlarca yıl önce gerçekleşmiş şiddetli bir çarpışmanın yol açtığıdüşünülüyor. Kendi eksenindeki dönüş yönüyle Güneş çevresindeki dönüş yönünün ters olmasınedeniyleVenüs’tearkaarkayaikiGüneşdoğuşuarasında117güngeçer.Venüs’temevsimleryoktur.Buhemyörüngesininneredeyseçemberşeklindeolmasından(gezegenGüneş’e hep aynı uzaklıktadır), hem de ekseninin yörünge düzlemine neredeyse dik olmasındankaynaklanır. Venüs yörüngesinde ilerlerken hiçbir zaman herhangi bir yarımküresi ya da kutbubelirginbirbiçimdeGüneş’edönükolmaz.Teleskoplu ilk gözlemlerde, Venüs’ün sürekli bir bulut tabakasıyla kaplı olduğu ve yoğun biratmosferi bulunduğu anlaşılmıştı. Buradan Venüs’ün sıcak ve nemli bir gezegen olduğu, hattaDünya’nın yüz milyonlarca yıl önceki halini andıran, dev ormanlarla kaplı, tıpkı Karbonifer ’inbataklık ormanları gibi ve değişik canlı türleriyle dolu bir yer olduğu görüşü yaygınlaştı,popülerleşti.Ne var ki gezegenin çok yoğun bir atmosferi olmasının dışında, bu popüler görüşüngerçektehiçbirdoğruyanıyoktu.Venüs’ün yüzeyden 80 km yukarıya kadar uzanan, aşırı yoğun bir atmosferi vardır. Bu atmosferDünya’nınkindençokfarklıdır;amatıpkıDünya’daolduğugibiVenüs’tedeatmosferiikitemelgaz

oluşturur:Karbondioksit(yüzde96,5)veazot(yüzde3,5).Atmosferingerikalançokküçükbölümüde eser miktarda kükürtdioksit, argon, su buharı, helyum ve neondan oluşur. Gezegende,atmosferindeki karbonu kayalarda hapsedecek, Dünya’dakine benzer bir karbon çevrimi ya dabiyokütleolarakbedenlerindetutacakcanlılaryoktur.Yüzeyden 50-70 km yukarıda bulunan ve bütün gezegeni saran bulut tabakası yaklaşık 20 kmkalınlıktadır.Venüs’teki bulutlar,Dünya’dakilere pekbenzemez.Dünya’daki bulutlar su buharındanoluşurvebeyazrenklidir.Venüsbulutlarınınrengibeyazdeğildir;içeriğindekisülfürikasitnedeniylesarıdır.Bu nedenle gezegende yağan yağmur da su değil, sülfirikasittir ve yağmur damlaları dahayüzeye varamadan, yaklaşık 25 km yukarıda, buharlaşır. Yüzeye yakın bölgelerde rüzgârlar çokyavaştır; saatteancakbirkaçkilometrehızlaeser.Nevarki,yükseklerdekibulut tabakasındabatıyadoğruçok şiddetli esen rüzgârlarvardır.Öylekihızlarıbazen saatte350km’yiaşanbulutlar,dörtgündebirgezegenidolanır.Venüs, adını Roma Aşk Tanrıçası’ndan almış olabilir, ama gezegenin yüzeyi ve atmosferigeleneksel cehennem tasvirlerini çağrıştırır. Güneş’eMerkür ’den yaklaşık iki kat daha uzaktır vegezegenisaranbuluttabakasıyüzündenMerkür ’ünaldığıgüneşışınlarınınancakdörttebirinialır.BudurumdaVenüs’ünaslındasoğukbirgezegenolmasıbeklenir.NevarkiVenüs,GüneşSistemi’ninensıcak gezegenidir.Kalın bulut tabakasının üstündeki sıcaklık -25 derece kadarken gezegenin yüzeysıcaklığı470dereceyigeçer.Bununnedenide seraetkisininyol açtığıküresel ısınmadır.Venüs’ünatmosferineulaşangüneşışınlarınınyüzde80’igeriyansır.Bulutlardakikarbondioksitvesubuharıgeri kalan güneş ışığının geçişine izin verir, ama yüzeydeki sıcak toprak ve kayalardan yayılankızılötesiışınlarınuzayageçmesineizinvermez.Yoğunatmosferindekikarbondioksitbuısıyıtutar.Şiddetli seraetkisiVenüs’ünsüreklisıcakkalmasınayolaçar.Bulutlardansüzülensarı-turuncu ışıkyüzünden, gezegenin yüzeyi turuncu renkte görünür ve gündüzleri yeryüzünden biraz daha azaydınlıkolur.Venüs’ün ekvatoru kutuplarına göre daha çok güneş ışığı alır. Yine de bu bölgeler arasındakisıcaklık farkı birkaç dereceyi geçmez.Aynı durum gece ile gündüz sıcaklıkları için de geçerlidir.Bulutlarınüstündeesenrüzgârlar ısıyıkutupbölgelerineiletir.SonuçolarakmevsimlerinolmadığıVenüs’te hava durumunda da hiçbir değişiklik olmaz; hep aynıdır. Sıcaklığın yanında Venüs’ünyüzeyindekibasınçdaanormaldir:92bar.Bu,yeryüzündedenizdüzeyindekibasıcın92katınayadadenizinyaklaşık1kmderinliğindekibasıncaeşdeğerdir.Dünya’da yerkabuğu büyüklü küçüklü plakalardan oluşmuştur ve bu plakalar yılda birkaçsantimetrelik çok yavaş, ama sürekli hareket halindedir. Bu hareketler depremlere ve yanardağetkinliklerineyolaçar.Venüs’ünkabuğuysatekbirplakadanoluşur.Bukabuğunyanlamasınahareketiyoktur; ama aşağı yukarı hareket eder. Bununla birlikte Venüs’te tektonik süreçlerin oluşturduğubirçokyüzeyşekliyeryüzündekilerinaynıdır;amaDünya’dahiçbulunmayanbirtakımözgünyüzeyşekilleridevardır.

MaatMons8km’likyüksekliğiyleVenüs’ünenbüyükyanardağıdırveenyüksekdağlarındandabiridir.AdınıMısır’ınGerçekveAdaletTanrıçasıMa’at’tanalır

Radar görüntülerine göre, Venüs’ün bütün yüzeyi kuru ve kayalıktır. Sıcaklık yüzünden sıvı subulunmaz.Yüzeyinyüzde85’likbölümülavakıntılarınınoluşturduğualçakvegörecedüzalanlarlakaplıdır. Gezegenin yüzde 60’ının yükseklik ortalaması da 500 m’nin altındadır. Biri kuzeyyarımküredebiriekvatorunhemengüneyindevesonuncusudagüneykutupbölgesindeolmaküzereüçyüksekdüzlükalanbulunur.Bunlar“kıta”olarakdüşünülür;amaneokyanuslaçevrilidirler,nedekendilerinitaşıyanbağımsızplakalarıvardır.“Kıta”laryalnızcaçevrelerindekidüzalanlardanbirkaçkilometredahayüksekdüzalanlardır.YaklaşıkAvustralyabüyüklüğündeolankuzeydeki“kıta”nınadıIshtar Terra’dır (İştar ’ın Ülkesi). 11 km yüksekliğiyle gezegenin en yüksek dağıMaxwellMontes(Himalayalarlakarşılaştırılabilecekbirdağ sırasıdır) buradabulunur.GüneyAmerikakadarbüyükolangüneydekiilk“kıta”nınadıAphroditeTerra’dır(Afrodit’inÜlkesi).Güneykutupbölgesindeyeralan ve yaklaşık Antarkitika kadar büyük olan üçüncü “kıta”nın adı da Lada Terra’dır (Lada’nınÜlkesi). Gökbilimciler birkaç istisna dışında Venüs’teki bütün yüzey şekillerine tarihteki vemitolojidekiünlükadınlarınadlarınıvermiştir;İştarBabillilerin,AfroditEskiYunanlarınveLadadaSlavlarınAşkTanrıçalarıdır.Venüs’te Dünya’dakinin birkaç katı kadar yanardağ vardır. Bilim insanları gezegendeki volkaniketkinliklerin hâlâ sürdüğünü düşünüyor. 1978’de uzay araçlarının Venüs’ün atmosferinde ölçtüğükükürtdioksit oranı, 1986’daki ölçümlerin on katı kadar çıkmıştı. Bu farkın nedeninin 1978’dekiölçümden kısa bir süre önce gerçekleşen büyük bir yanardağ etkinliği ve o sırada da atmosferesalınanbolmiktardakükürtdioksitolduğudüşünülüyor.

Venüsyüzeyindekiçarpmakraterlerininyüzde85’iiyikorunmuşdurumdadır.Buradan,Venüsyüzeyiningençolduğuveençok300-600milyonyılöncebiryenilenmegeçirdiğisonucuçıkarılır.

Yanardağlarınyanısıra,Venüs’ünyüzeyindeasteroitvekuyrukluyıldızlarınyolaçtığıvedüzgünbirdağılım gösteren 963 çarpma krateri de vardır. Ama buradaki çarpma kraterleri başkagezegenlerdekilere pek benzemez. Çünkü Venüs’te şiddetli çarpmanın etkisiyle çarpma noktasınınçevresindeaşırıısınankayalarbirtürlüsoğumaz,eriyikolarakkalırvekraterindışınadoğruçiçekdeseni oluşturacak şekilde akarlar. Bu kraterlerin en büyüğü 280 km çaplıMead’dir. Venüs’te 1,5km’denküçükçaplıçarpmakrateriyoktur.Çünkübuçaptabirkrateroluşturacakgöktaşlarıyaklaşık50 m çapında olur ve 50 m’den küçük çaplı göktaşları da yoğun Venüs atmosferinden geçerkenparçalanır,yanarveyüzeyeulaşamaz.Araştırmalar birkaçmilyar yıl önceVenüs’ün atmosferininDünya atmosferine benzer bir yapıdaolduğunuortayakoyuyor.OdönemdeVenüs’tedebolmiktardasubulunduğudüşünülüyor.Nevarkiosuyunyüzeydedeğilde,atmosferdeolduğutahminediliyor.Venüsyüzeyindegölyadadenizlerinolduğu pek düşünülmüyor. Ancak vardıysa bile, bu su da şiddetli sera etkisi nedeniyle zamanlabuharlaşmışvegeridedeçölbenzeriaşırıkurubirgezegenkalmışolmalı.Venüs,Ay’dansonraDünya’yaenyakıngökcismidir.Yinedeenyakınolduğudönemdebile,bizeAy’ınyaklaşıkyüzkatıuzaktır.Bu41milyonkilometrelikuzaklıkaslındaastronomikaçıdanoldukçaküçüktür. Bu nedenle Venüs, uzay araştırmaları için kolay bir hedef oluşturur. Optik teleskoplarlabulutların altı görülemez; ama ışık ışınlarının aşamadığı kalın bulut tabakasını radyo dalgalarıkolayca aşar.Venüs hakkındaki ilk bilgiler de zaten radar gözlemleriyle elde edilmiştir.Gezegenegönderilen radyodalgaları yoğun atmosferdenvekalınbulut tabakasındanhiç zorlanmadangeçer,yüzeye çarpar ve yansıyarak Dünya’ya geri döner. Gelen radyo dalgalarından da Venüs’ün yüzeyşekillerini gösteren resimler oluşturulur. Kuşkusuz daha ayrıntılı görüntüler ve veriler Venüs’üincelemekiçingönderilenuzayaraçlarındaneldeedilmiştir.GünümüzdeVenüs üzerine çalışan bilim insanlarının temel amacıVenüs’ün bu zorlu atmosfer veyüzey koşullarının nasıl ortaya çıktığını açıklığa kavuşturmaktır. Buradan yola çıkarak dayeryüzündekiiklimdeğişimlerininnedenvesonuçlarınıdahaiyianlamayaçalışırlar.Venüsençokuzayaracıgönderilenveeniyiincelenenbirkaçgezegendenbiridir.Rusya(SovyetlerBirliği) ve ABD, Venüs’e, başarıyla veri ve görüntü aktaran, toplamda 20’yi aşkın uzayı aracıgöndermiştir. Venüs’ü araştırmaya yönelik ilk uzay aracını Sovyetler Birliği 1961’de fırlatmıştır,

amauzayaracıylabağlantıkısasüresonrakopmuştur.ABD’ninTemmuz1962’defırlattığıMariner1isedenizedüşmüştür.AmaAğustos1962’defırlatılanMariner2,Venüs’ün34.000kmyakınınakadargidebilmiştir. Mariner 2, gezegen araştırmalarına yönelik ilk başarılı uzay aracıdır ve gezegenaraştırmalarıçağıaslındaonunlabaşlamıştırdenebilir.Sovyetler Birliği 1961 ile 1983 arasında Venüs’e Venera serisinden 16 uzay aracı göndermiştir.BunlardanbaşarılıolanbirbölümüVenüsatmosferiniincelemişyadayüzeye(bile)inmiştir.ÖrneğinVenera13,1Mart1982’deyüzeyeinmiş,470derecesıcaklığave92atmosferbasıncatam127dakikadayanıptoprakanaliziyapmış,Dünya’yaönemlibilgilerveyüzeyinrenkligörüntüleriniaktarmıştır.1978’de ABD, Pioneer Venus adlı uzay aracını Venüs’e göndermiştir. Bu aslında bir uydu ve birsondadan oluşan bir araçtı.UyduVenüs’ün yörüngesine oturdu ve 14 yıl boyunca gezegenle ilgiliverigönderdi.Sondaiseaslındabiribüyük,üçüküçükdörtsondadanoluşuyordu.SondalarVenüs’edüşürüldü ve düşüşleri sırasında atmosfere ilişkin veri toplandı. ABD’nin daha sonra gönderdiğiMagellan adlı uzay aracıysa 1990 ile 1994 arasında Venüs’ün yörüngesinde dönerek gezegeninharitasınıçıkartmıştır.AvrupaUzayAjansı (ESA)Kasım2005’teVenüs’ü incelemekveözellikle atmosferini araştırmakiçin Venus Express adlı bir uzay aracı göndermiştir. Bu uzay aracı Nisan 2006’da gezegeninçevresinde(kutuptankutba)biryörüngeyeoturmuşveonunyapayuydusuolmuştur.VenusExpress,Venüs’ünatmosferini,bulutlarınıvebirtakımyüzeyözelliklerini500günboyunca(ikiVenüsgünü)ayrıntılıolarakincelemiştir.Görevinibaşarıylatamamlayanuydunungörevsüreside2012’yekadaruzatılmıştır.VenusExpress aynı zamandaVenüs’ün yörüngesindenDünya’daki yaşamın izlerini degözlemiştir. Bu konudaki çalışmalardan, başka yıldız sistemlerindeki Dünya benzeri gezegenleriincelemedeyararlanılmasıplanlanmaktadır.SonolarakJaponUzayAraştırmalarıAjansı(JAXA)Venüs’e,Mayıs2010’daAKATSUKIadlıbiruzay aracı yolladı.AKATSUKI de tıpkıVenusExpress gibiVenüs’ün yörüngesine oturdu ve onunyapay uydusu oldu. Bu uydunun amacı da gezegeninmeteorolojik olaylarını daha ayrıntılı olarakaraştırmak,Venüs’tenuzayakaçangazları incelemek,volkaniketkinliklerinhâlâsürüpsürmediğinibulmakveVenüs’ünyakınplanfotoğraflarınıçekmektir.

Venera13’ünçektiğiazsayıdaVenüsfotoğrafındanbirinde,uzayaracınınayaklarıveVenüstoprağıgörülüyor.

Mayıs1989’dagönderilenMagellansondası,4,5yılboyuncaVenüsyüzeyininyüzde98’ininyüksekçözünürlüklüfotoğraflarınıçekmişveharitasınıçıkartmıştır.

Rusya da yıllardan sonra yine Venera serisinden bir uzay aracını, Venera-D’yi 2016’da Venüs’egöndermeyiplanlıyor.Bukez aynıuzay aracındabir uydu, bir yüzey aracı vebir çift de atmosferbalonuyeralacak.Uydu,Venüs’ünçevresindedönerkenbalonlaratmosferde(enaz5günboyunca)ikifarklıyüksekliktekalacakveyüzeyaracıdaVenüs’ünyüzeyindearaştırmalaryapacak.AsılamaçyineVenüs’ün atmosferini incelemek, ama yüzey aracıyla toprak analizi ve sismik araştırmalar dayapılmasıplanlanıyor.

16-Dünyanasılbirgezegendir?

Gezegenimiz Dünya, Ay’dan bakıldığında, mavi-beyaz renkli bir bilye gibi görünür. GüneşSistemi’ninüçüncügezegenivekarasalgezegenlerindeenbüyüğüdür.Yeterincebüyükkütlelibütüngökcisimleri gibi, Dünya da kütleçekim kuvveti (yerçekimi de denir) nedeniyle küre şeklindedir.Daha doğrusu küreye yakın bir şekildedir. Kendi ekseninde bir dönüşünü 23 saat 56 dakikadatamamlayan Dünya’nın ekvatordaki hızı saatte 1650 km dolayındadır. Bu yüksek hız nedeniyleekvator bölgesi biraz (21 km kadar) şişkindir. O nedenle Dünya’nın kutuplarında 12.713 km olançapı, ekvatorda 12.756 km’dir. Kutupları hafif basık, ekvatoru da biraz şişkin olan Dünya’nın buşeklinegeoiddenir.Dünya, Güneş’in çevresindeki yaklaşık 940 milyon kilometrelik yörüngesinde, saatte ortalama108.000 km hızla ilerler. Yörüngesi çembere yakın bir elips şeklindedir. Güneş de bu elipsinmerkezlerinden birinde yer alır. Yörüngenin üzerinde yer aldığı düzleme ekliptik düzlem (kısacaekliptik)denir.Dünya’nın ekseni ekliptiğedikdeğildir; dik ile arasında23,5°likbir açıvardır.BirbaşkadeyişleDünya’nınekseni,ekliptikle66,5°likaçıyapar.Dünya yörüngesinde ilerlerken, Güneş’e en yakın noktasına (günberi) Ocak ayında, en uzaknoktasınada(günöte)Temmuzayındaulaşır.Günberiilegünötearasındayüzde3’lük(5milyonkm)uzaklıkfarkıvardır.BudaDünya’nıngünberinoktasındaykenyüzde7dahaçokgüneşışığıalmasınayol açar. Dünya’nın zaman zaman Güneş’e yakınlaşıp, zaman zaman uzaklaştığı elips şeklindekiyörüngesi,ekseneğikliğiylebirlikteDünya’yagelenenerjimiktarınınveyeryüzündegeldiğiyerin

değişmesine,dolayısıyladamevsimlerinolmasınayolaçar.MevsimlerinoluşumundaasılbelirleyiciolanDünya’nınekseninineğikoluşudur.Dünya’nın yörüngesinin elips şekli Güneş Sistemi’ndeki öteki gezegenlerin, özellikle de iki devgezegenJüpiterveSatürn’ünkütleçekimkuvvetlerindenetkilenir.Elipsinbasıklığı100.000yıllıkbirperiyotla değişir. Aslında değişken olan yalnızca Dünya’nın yörüngesi değildir; Dünya’nın ekseneğikliği de değişkendir. Dünya’nın ekseninde bugün 23,5° olan eğiklik 41.000 yıllık bir periyotta22,1°ile24,5°arasındasalınır.Bununyanındaekseninyönüde26.000yıllıkbirperiyottayalpalar.İlkkez ünlü Sırp bilim insanıMilutinMilanković’in çalıştığı bu değişimler, onun adıylaMilankovićçevrimleri olarak anılır. Bu çevrimlerin Dünya’nın ikliminde, buzul çağları gibi, uzun dönemlietkilerininolduğudüşünülmektedir.Milyonlarcatürcanlının,yüzlerceçeşitmineralin,suyun,buzun,subuharının,atmosferdekideğişikgazlarınbulunduğugezegenimizinyüzeyigerçektendemaddeçeşitliliğiaçısındançokzengindir.Nevarkiaynıdurumyüzeyin30-40kmaltındanaşağılarda,yanigezegeninyüzde99’lukbölümünde,hiçdeöyledeğildir.Oradayalnızcasıcak,yoğunkayalar,minerallervemetalkarışımlarıvardır.Dünya,tıpkı bütünkarasal gezegenlerdeolduğugibi, üç temel katmandanoluşmuştur:Çekirdek,mantovekabuk.Bukatmanlarıniçerikleriveyapılarıfarklıdır;yoğunluk,sıcaklıkvebasınçmerkezeinildikçeartar. Çekirdek ve manto hakkındaki bilgilerimiz sismik dalgalar, manyetik alan çalışmaları velaboratuvar deneyleri gibi dolaylı araştırma ve incelemelere dayanır. Çünkü üst manto dışında bukatmanlardandoğrudankayaörneğieldeedilemez.Dünya’nınmerkezinde 6900 km çaplı çekirdek bulunur.Çekirdek demir ile nikelden oluşmuştur;ama yüzde 8-12 kadar başka elementler de içerir. İki farklı bölümü vardır: dış çekirdek ve iççekirdek. Dışta kalan 2250 km kalınlığındaki erimiş, metal tabaka (dış çekirdek), katı olduğudüşünülen 2400 km çaplı bir küreyi (iç çekirdek) sarar. Dış çekirdeğin yoğunluğu 10 g/cm3’tür.Sıcaklığı mantoya yakın bölgelerde 3500°C kadarken iç çekirdeğe yakın bölgelerde 4000°Cdolayındadır.İççekirdeğinyoğunluğuysa12g/cm3’tür.Sıcaklığıdadışçekirdeğeyakınbölgelerde4000°C dolayında, merkeze yakın bölgelerde de 4700°C kadardır. Çekirdeğin hâlâ bu denli sıcakolmasının temel nedeni, içerdiği potasyum-40, uranyum-238, uranyum-235 ve toryum-232 gibiradyoaktif izotopların bozunması sırasında ortaya çıkan ısıdır. Bunun yanında Dünya’nınoluşumundankalanbirısıdavardır.Plaka tektoniği etkinliklerinin kaynağı çekirdeğin bu ısısıdır. Dış çekirdekte elektriksel olarakiletken, sıvı haldeki demir ve nikelin hareketinin (oluşturduğu akımların) Dünya’nın dönüşüylebirlikteDünya’nınmanyetikalanınımeydanagetirdiğidüşünülmektedir.Çekirdeğin üstünde manto yer alır. Bu katman yoğunluğu 5,5 g/cm3 olan yaklaşık 2990 kmkalınlığındaki alt manto ve yoğunluğu 3,5 g/cm3 olan ve kalınlığı 5-70 km arasında değişen üstmanto diye iki kısımdan oluşur.Mantonun büyük bölümü demir vemagnezyum açısından zengin,yoğunkayadır.Bukatman,çarpmalarınetkisiylekırılabilir;amabasınçveyükseksıcaklıkaltındadaakışkanözellikgösterir.Örneğinyılölçeğindekatıbircisimgibidavrananmanto,milyonlarcayıliçindesıvıgibidavranırveçokkıvamlıbirakışkanolarakakar.Heryıl4-5cmilerler.Yerkabuğuylamantonun en alt bölgesi arasındaki büyük sıcaklık farkı, yüksek basıncın da etkisindeki mantodamilyonlarca yıl süren konveksiyon akımlarının oluşmasına ve böylece ısı iletimine yol açar. Busüreçte, tıpkı sıvılarda olduğu gibi, sıcak madde yükselir, soğuyan (daha ağır) madde de çöker.Litosferioluşturanplakalarınhareketinindetemelindebuısıiletimiyatar.Mantonunenüstkısmıylayerkabuğunabirliktelitosferdenir.Litosfertekbirbütünhalindedeğildir.Kırılmıştır ve kırık parçalara plaka adı verilir. Yerkabuğu on milyonlarca kilometrekare

24,5˚22,1˚

büyüklüğündekiyedibüyükveçok sayıdaküçükplakadanoluşur.BunlarınenbüyüğüolanPasifikplakası108milyonkilometrekaregenişliğindedir.Plakalar,altlarındakimantonunyarıerimişhaldekibölgesinin üstünde “yüzer”ler. Plakaların çoğunun üzerinde hem okyanus tabanlarının bir bölümü,hemdebazıkıtalarınbirbölümüyer alır.Bazılarınınüstündedeyalnızcaokyanus tabanlarınınbirbölümü bulunur. Kısacası okyanus tabanlarını ve kıtaları (karaları ve denizleri) bu plakalar taşır.Okyanus sırtları, yüksek sıradağlar ve yanardağlar gibi birçok yeryüzü şekli, aslında plakalarınsınırlarıboyuncagerçekleşenbazısüreçlerinsonucundaoluşmuşturvehâlâdaoluşmaktadır.

MilankovićçevrimleriDünya’nınGüneşçevresindekihareketidevgezegenlerinçekimkuvvetlerindenetkilenerekperiyodikbirdeğişimgösterir.Bununlabirlikteeksenideikifarklışekildeperiyodikolarakdeğişir.BuçevrimlerijeofizikçiMilutinMilanković1.DünyaSavaşısırasındahesaplamıştır.

VegaKutupYıldızıDünya’nınyörüngesininelipsliğiyaklaşık100.000yıllıkbirperiyotladeğişir.Dünya’nıneksenininekliptikleyaptığıaçı41.000yıllıkbirperiyotladeğişir.Dünya’nınekseniyaklaşık26.000yıllıkbirperiyotlayalpalar.Günümüzdeplakalardanbazılarıbirbirleriyleçarpışır,bazılarıysabirbirlerindenuzaklaşırvebazıplakalar da birbirine sürtünür. Ama bunlar yılda ancak birkaç santimetreyi bulan aşırı yavaşhareketlerdir.Plakalarınbirbirindenuzaklaşmasınınsonucunda,okyanusortasısırtlarımeydanagelirya da kıtalar ayrılır (parçalanır). 40.000 km’yi bulan ve Atlas Okyanusu’ndan başlayıp HintOkyanusu’na kadar uzayan okyanus ortası sırtı ileDoğuAfrikaYarıkVadisi böylesi bir hareketinsonucundaoluşmuştur.Bazıplakalardaderindenizhendeklerindeyadadağsıralarındabirbirlerineyaklaşıryadaçarpışırlar(biriötekininaltınagirer).HimalayadağsistemiveTibetplatosu,HindistanPlakasınınAvrasyaPlakasınaçarpmasıylavealtınagirmesiyleoluşmuştur.Gerçekteplakalarınbuhareketleridurmuşdeğil,hâlâsürüyor:AtlasOkyanusuheryıl2,5cmkadargenişliyor,AfrikaYarıkVadisigiderekaçılıyorveHimalayalardaheryıl5mmkadaryükseliyor.Buhareket belki çok az gibi görünür, ama on milyonlarca yıl içinde, yüzlerce kilometrelik birilerlemeyekarşılıkgelir.200milyonyılönceyeryüzündetekbirsüperkıtavardı;Dünya’dakibütünkaralarPangeaadlıbirkıtada birleşik durumdaydı. Daha sonra Pangea, plaka hareketleri yüzünden parçalandı. Zamanlakıtalar bugünkü konumlarına geldi. Dünya haritasına ilk bakışta bile aralarında 5000 km bulunanGüneyAmerikaileAfrika’nınbirbirlerinebakankıyılarınınbiryap-bozunikiparçasıgibibirbirinitamamladığıfarkedilir.Herikikıtanınkıyıbölgelerindedeaynıtipkayayapısıvardır;aynıbitkivehayvan fosilleri bulunmuştur. Bu iki kıtanın birbirinden ayrılması hâlâ (her yıl birkaç santimetre)sürmektedir.Plakalarınbirbirleriyleolanyavaşamaşiddetlietkileşimi,yerkabuğunusürekliyokederveyenidenüretir.Dağlarınoluşumu,depremlervevolkaniketkinlikler,hepbuplakalarınhareketlerinedeniyleolur.Dünya’nınentehlikelideprembölgeleriveenetkinyanardağlarıhepbuplakalarınsınırlarındayer alır. Dünya’nın bu oldukça etkin tektonik yapısı, yani jeolojik açıdan canlı oluşu GüneşSistemi’ndetektir.Yerkabuğuincevekatıbirkatmandır.Bazılarıyaklaşık3,96milyaryaşındaolandeğişikkayalardan

oluşur. Kayaların hem içerdiği mineraller hem de oluşum süreçleri (plaka hareketleri, yanardağpatlamaları,tabakalaşmavetortullarınsıkıştırması,canlılarlaveatmosferleetkileşim)farklıdır.Amayinedebüyükbölümüsilisyumdioksitaçısındanzengindir.Yerkabuğuortalama35kmkalınlıktadır.Bu kalınlık okyanusların altında incelirken, kıtaların olduğu bölgelerde kalınlaşır. Okyanuslarınaltında0-11kmarasında,yüksekdağlarınolduğubölgelerdede0-70kmarasındadeğişir.Yerkabuğugranitvebazaltgibihafifkayalardanoluşmuştur.Hafifvedahaazyoğungranitkayalarkıtaları,dahaağırvedahayoğunbazaltkayalardaokyanustabanlarınıoluşturmuştur.Yerkabuğununüstkısmıbazıbölgelerde atmosferle, bazı bölgelerde hidrosferle (sularla) ve her bölgesinde de biyosferle(canlılarla)süreklietkileşimhalindedir.Dünya’yı öteki gezegenlerden ayıran özelliklerinden biri de, gerek atmosfer olayları ve iklimdeğişiminedeniyle,gereksegezegeniniçindekibazıkuvvetlerinetkisisonucundayüzeyşekillerininyavaşyavaş, amasürekliolarakdeğişmesidir.Havadurumuve iklimdeğişiklerinedeniylekayalaraşınır, çöller büyür-küçülür, ırmakyatakları değişir, buzullar erir, deniz düzeyleri alçalır-yükselir,karalarınalanıdaralır-genişler,kıyılaraşınırvs.Bunlaronlarcayılileyüzlerceyılgibigörecekısasürede gerçekleşen değişimlerdir. Bir de tektonik etkinlikler nedeniyle çok daha uzun zamandilimlerinde, milyonlarca yılda gerçekleşen büyük değişimler vardır: Kıtaların kayması ve şekildeğiştirmesi, yeni dağların ve okyanusların oluşması vs. Yeryüzündeki canlılar da hem yeryüzüşekillerininhemdedoğalkoşullarındeğişimlerinegöreuyarlanır,evrimgeçirir.

Plakalarsabitdeğildir;heryıldeğişikyönlerdebirkaçsantimetreilerler.

Dünya’nın yaklaşık 3,5 milyar yıldır, güçlü bir manyetik alanı vardır. Bu manyetik alan sankiDünya’nıniçinde,ekseniboyuncauzanmışdevbirçubukmıknatısınoluşturduğumanyetikalangibidavranır.Pusulalarbunedenlekuzey-güneydoğrultusunugösterir.Dünya’nınmanyetikalançizgilerikuzeyvegüneymanyetikkutuplardançıkar.Dünya’nıniçindekidışçekirdektesıvıhaldekidemirvenikelin hareketi kaotik bir yapıda olduğundan, Dünya’nın manyetik kutupları da gerçekte sabitdeğildir, sürekliharekethalindedir,yerdeğiştirir.Birbaşkadeyişlecoğrafikutuplarlaçakışmazlar.Şuandacoğrafikutuplarilemanyetikkutuplarınarasında11°likbiraçıvardır.Dünya’nınmanyetik alanı Dünya için koruyucu bir kalkan görevi görür. Güneş rüzgârı şeklindeDünya’ya doğru gelen yüksek hızlı ve elektriksel olarak yüklü parçacıklarınDünya’ya çarpmasınıengeller.Buparçacıklarınküçükbirbölümümanyetikkutuplardaniçerigirerveyerdenyaklaşık80

km yukarıda (genellikle de 65°-72° enlemleri arasında) atmosferdeki azot ve oksijen atomlarıylaçarpışır.Buçarpışmalardagökyüzündeauroradenenrenkliışıklarınoluşmasınayolaçar.Volkaniketkinliklersonucunda,yeryüzündeoluşankayalarıniçerdiğidemiratomlarılavınsoğuyupkatılaşmasısırasında,Dünya’nınoankimanyetikalanıdoğrultusunda, tıpkıbirerminikpusulagibikonumlanır. Yerkabuğundaki volkanik kaya tabakaları üzerinde yapılan manyetik çalışmalar,Dünya’nın manyetik kutuplarının, 5 binyıl ila 50 milyon yıl arasında değişen aralıklarla yerdeğiştirdiğiniortayakoymuştur.Birbaşkadeyişlemanyetikkuzeybazen5000yılgibijeolojikaçıdançokkısabirsüreiçindemanyetikgüneyolmuşvebirsonrakideğişimekadardaöyle

225milyonyılönce(myö)135(myö)LaurasiaLaurasiaPangaeaGondwanaGondwanaLaurasia

65(myö)GünümüzTetisOkyanusuK.AmerikaG.Amerika

AmerikaPlakasıAntartikaPlakasıPasifikPlakasıPasifikPlakası

Hint-AvustralyaPlakasıAfrikaPlakası

AvrupaAfrikaHindistanAvustralyaAntartikaAsya

kalmıştır.Budeğişimlerinbirdüzeniyadadönemselliğiyoktur.Böylesiensondeğişim740.000yılkadar önce gerçekleşmiştir.Değişimler sırasındamanyetik alanın gücüönce sıfırlanır ve sonra datersyöndeartar.BudönemlerdeDünya’nın,güneşrüzgârınakarşısavunmasızkaldığıdüşünülüyor.Güneş rüzgârının yüksek enerjili parçacıkları, canlıların genetik yapısını değiştirebilecek güçtedir.Ama yapılan araştırmalarda manyetik kutupların yer değiştirdiği dönemlerle yeryüzündeki evrimarasında bir ilişki henüz kurulamamıştır. İçinde bulunduğumuz dönemde kutupların yer değiştirmesürecinegirdiğidüşünülüyor.Onyıldabirmanyetikalanşiddetininyüzde1kadarazaldığısaptanmış;manyetikkutuplarınilerleyişidehızlanmışdurumda.Busürecin-eğerbaşladıysa-birkaçbinyılgibikozmolojikaçıdançokkısabirsüredegerçekleşeceğitahminediliyor.Dünya, yüzlerce kilometre kalınlıkta ve yerden uzaklaştıkça yoğunluğu hızla azalan bir gaztabakasıylakuşatılmıştır.Butabakayaatmosferdenir.Atmosferdekigazlarınbirbölümüçokeskidenolmuş volkanik etkinlikler sırasında yeraltından çıkan gazlardır. Oksijen gibi bazıları da canlılartarafındansonradanüretilmiştir.

Dünya’nınmanyetikalanısürekliharekethalindedir.2005’teKanada’nınkuzeyindekiEllesmereAdasıdolaylarından(82,7°K114,4°B)yılda55-60km’likbirhızlaRusya’yadoğruilerliyordu.

Güçlü yerçekimi, atmosferi oluşturan gazların uzaya kaçmasını engeller. Oksijenin bulunduğugünümüz atmosferi, Dünya’nın bir başka koruyucu kalkanıdır. Güneş’ten gelen ve yaşam içintehlikelimorötesi ışınları soğurur, sera etkisiyle yeryüzünü belli bir sıcaklıkta tutar ve gündüz ilegecearasındakisıcaklıkfarkınıazaltır.Yerçekimi nedeniyle atmosferin yeryüzüne yakın bölümleri yoğundur. Yükseklik arttıkçaatmosferin yoğunluğu hızla azalır.Yükseklikle birlikte sıcaklık değişir ve basınçta da belirgin birdüşüş olur.Atmosfer gerçekte hem bileşim hem de yoğunluk ve sıcaklık gibi özellikler açısından

farklı katmanlardan oluşur. Ancak katmanlar arasında belirgin sınırlar yoktur. En altta troposferbulunur.Troposfer,kutuplarda8km,ekvatordaysa16kmkalınlığındadır.Bütünatmosferinkütlesininyüzde 75’ini içerir.Hava dediğimiz gaz karışımı (yüzde 78,09 azot, yüzde 20,95 oksijen ve yüzde0,93 argon, yüzde 0,039 karbondioksit ve çok az miktarda da öteki gazlar) yalnızca troposferdebulunur.Ötekikatmanlarınbileşimlerifarklıdır.Troposferinenyüksekkesimlerindesıcaklık-52°C’akadar düşer. Hava durumu dediğimiz ve sürekli değişen sıcaklık, hava akımları (rüzgâr), nem veyağışlarda,yalnızcatroposferdeolur.Yeryüzündeatmosferinortalamasıcaklığı14-15°C’tır.Troposferin üstünde sırasıyla stratosfer, mezosfer ve termosfer katmanları bulunur. Stratosfer,troposferden 50 km’ye kadar olan katmandır. Güneş’ten gelen morötesi ışınları soğuran ozontabakası buradayer alır.Enyüksekkesimlerinde sıcaklık -3°C’akadaryükselir vebasınçdadenizdüzeyindekibasıncınancakbindebirikadardır.Stratosferdenbaşlayıp80km’yekadarolankatmanmezosferdir.Buradasıcaklık-93°C’akadardüşer.Subuharıdonmuşhaldebulunurvebuzbulutlarınıoluşturur. Buz bulutları genellikle 50°-70° enlemleri arasında, yaz aylarında ve alacakaranlıktansonragökyüzündebeyazolarakgörülür;ufkunaltındangelengüneşışınlarınıyansıtırlar.Bunedenlebunlara “gece parlayan” bulutlar denir. Dünya’ya düşen minik göktaşlarının büyük bölümümezosferde yanar ve meteor oluşturur. Bu katmanda ayrıca “cin” adı verilen bir tür şimşek degörülür.Sonkatmanolantermosferdenizdüzeyinden600kmyukarıyakadaruzanır.Yoğunluğuçokdüşüktür.Sıcaklıkaltkesimlerindeanidenyükselir;üstkesimlerdeysesıcaklıkartışıaşamalıolurve1700°C’akadar çıkar.UluslararasıUzay İstasyonu’nunyörüngesi termosferde, 320km ile 380kmarasındayeralır.DünyailkatmosferiniAy’ınoluşumunayolaçanbüyükçarpışmasırasındayitirmiştir.Sonraoluşanikinci atmosfer de zaman içinde büyük oranda değişmiştir. İkinci atmosfer bugünkünden çok dahafazla karbondioksit ve metan içeriyordu. Bu gazların ikisi de kızılötesi ışınları soğurduklarındanetkili seragazlarıdır.Bunların atmosferdeki varlıklarıGüneş’inyüzde30daha azparlakolduğuodönemde Dünya’nın sıcak kalmasını sağlamıştır. Yaşamın ortaya çıkmasıyla birlikte, atmosferinyapısıdadeğişmeyebaşlamıştır.Klorofiltaşıyanmikroorganizmalarınyaklaşıkikimilyaryılkadarönceatıkolaraksüreklioksijensalmalarıatmosferdekioksijenoranınıgiderekyükseltmiştir.Oksijensayesinde ozon (O3) tabakası oluşmuş, bunun sonucunda canlılar için öldürücümorötesi ışınlarınyeryüzüneerişimiengellenmişvebusayedeyaşamdadenizlerdenkaralarasıçrayabilmiştir.Dünya’nın en belirgin özelliği yüzeyinde sıvı halde su bulunmasıdır. Yüzey alanı 510.000.000km2’dir. Bu alanın yüzde 71’i ortalama derinliği 3,8 km olan suyla (yaklaşık 1,3 milyar km2)kaplıdır.Dünya’dakibütünsuyunyüzde97,5’iokyanuslarda,yüzde1,7’sikutuplardavebuzullarda,yaklaşık yüzde 0,75’i de yeraltında bulunur. Geri kalan bölümü de (yüzde 0,4 kadarı) ırmaklarda,göllerdeveatmosferdedir.Su,yeryüzündeüçhaldedebulunur:katı,sıvıvegaz.Okyanuslardaki suyun önemli işlevlerinden biri gezegenin sıcaklığını kararlı tutmasıdır. Amakuşkusuzenönemliişlevi,yaşamınortayaçıkıpgelişmesiiçinuygunbirortamsağlamışolmasıdır.Su aslında Güneş Sistemi’nde oldukça bol, ama genellikle buz halinde bulunur. Yüzeyinde sıvıolarak bulunduğu tek gezegen Dünya’dır. Bu durum Dünya’nın Güneş’ten “uygun” bir uzaklıktabulunmasından kaynaklanır. Yeryüzü, suyun sıvı kalacağı kadar sıcaktır. Kuşkusuz bunda kalınatmosferimizin de rolü vardır. Atmosfer, yeryüzündeki sıcaklığı düzenleyen bir battaniye gibidavranır.Ayrıcauyguladığıbasınçlasuyunbuharlaşmasınıdabelliölçüdeengeller.Yeryüzündekienyaşlıtortulkayalar–kibunlarsuyunbulunduğubirsüreçteoluşurlar–3,9milyaryaşındadır.Buradandasıvısuyunotarihtenberiyeryüzündeolduğunuçıkartıyoruz.Amabunundaötesinde 4,4 milyar yıllık zirkon denen zirkonyumsilikat kristalleri bulunmuştur. Bunlarınyapısındakioksijenizotoplarıodönemdebilesıvısuyunbulunduğunugöstermektedir.

Yeryüzündeki suyun büyükçe bir bölümünün uzaydan geldiği düşünülüyor. Buz içeren devgöktaşları oluşum dönemindeki Dünya’ya ve öteki gezegenlere de çarptıkça, içerdikleri suyu daboşaltıyorlardı. Kuşkusuz kimse bu göktaşlarının o dönemde ne kadar su getirdiğini bilemez. Enyaygıngöktaşıtipiolankondritlerortalamayüzde0,1oranındasuiçerir.4,5milyaryılönceile3,8milyaryılöncearasındakiağırbombardımanevresindeDünya’yaçarpandevgöktaşlarınınbugünokyanuslarıoluşturansudandahaçoksugetirdiğitahminediliyor.Amabugöktaşlarınıngeldiğiyerpekbilinmiyor.GenelkanıonlarınAsteroitKuşağı’ndangelmişolduklarıyönünde. Buradan gelen ve küçük bir gezegen büyüklüğünde olan birkaç göktaşının Dünya’yaçarptığıdüşünülüyor.Birbaşkaolasıkaynakda,gökbilimcilerce ‘‘kirlikartopu’’olarakbilinenvebuziletozdanoluşankuyrukluyıldızlardır.Dünya’yıötekigezegenlerdenayıranbirbaşkaözellikdeyaşamdır.Sıvıhaldesu,yaşamınyapıtaşıolan organikmoleküllerinin büyük bölümü için ideal bir çözücüdür.Onların birbirleriyle kolaycatepkimeye girmeleri için uygunbir ortamdır.Dünya’da yeşeren yaşam, tıpkı bir astronomik ya dajeolojiketkengibiyeryüzünüveatmosferideğiştirmiştir.Atmosferinbugünkübileşimiilkikimilyaryıl boyunca fotosentezle sürekli oksijen üreten mikroorganizmaların eseridir. Yaşamın karalaraçıkmasıdayinecanlılarınbuoksijenüretimisayesindeolmuştur.Atmosferdebirikenoksijenbirsüresonraüçoksijenatomluozonmoleküllerindenbirtabakanınoluşmasınayolaçmıştır.Ozontabakasıyeryüzünü Güneş’ten gelen morötesi ışınlara karşı korur. Öldürücü morötesi ışınlara maruzkalmayancanlılarda çokkısabir sürededenizlerdenkaralarageçebilmiştir.Karayaçıkanvehızlabüyükbölümünüörtenbitkilerhavadurumunuve iklimietkileyenönemlibiröğehalinegelmiştir.Yaşam yerkabuğunun 3-4 km içinden atmosferde 10 km kadar yüksekliğe kadar olan bir bölümeyayılmış,biranlamdaDünyagezegeniylebütünleşmiştir.

17-Aynasılbirgökcismidir?

Güneş’tensonrainsanlariçinenetkileyicinesne,kuşkusuzkaranlıkgecelerimiziaydınlatanAy’dır.GerçiAy’ın kendisi bir ışık kaynağı değildir.Tıpkı gezegenler gibi, o daGüneş’ten gelen ışınlarıyansıtır.YinedeogökyüzündeGüneş’ten sonrakienparlakgökcismidirve insanlar tarihboyuncaAy’a da tıpkı Güneş’e olduğu gibi tapınmışlardır. Birçok kültürün dilinde, takviminde vemitolojisindeAy’ınçokönemlibiryeriolmuştur.Özelliklekaranlıkgecelerioldukçaiyiaydınlatandolunay,gizemlihavasıylaherzamaninsanlarıetkilemiştir.Güneş Sistemi’nde gezegenlerin çevresinde dönen 160’ı aşkın doğal uydu vardır. Şimdilik 63uydusuyla Jüpiterbualanda rekoruelinde tutuyor.Satürn’ün62,Uranüs’ün27veNeptün’ünde13uydusuvardır.Dünya’nınsayalnızcabiruydusubulunur:Ay.AmaAybüyüklükbakımındansıradışıbiruydudur.GüneşSistemi’ninenbüyükuydusudeğildir.Ondandahabüyükdörtuyduvardır;amabüyüklüğü çevresinde döndüğü gezegene en yakın olan uydudur. Bu nedenle birçok gökbilimciDünyaileAy’ı,gezegen-uyduikilisiolarakdeğilde,hepbir“gezegençifti”olarakgörmüştür.Çapı 3476 km olan Ay’ın kütlesi, Dünya’nın kütlesinin 81’de biri kadardır. KütleçekimiDünya’nınkininaltıdabiridir.Yaniyeryüzünde80kggelenbiri,Ay’dayalnızca13,3kggelir.Ay’ın kütlesi büyüktür, ama yine de bir atmosferi tutacak kadar değildir. Yani Ay’da mavi birgökyüzü,bulutlaryadarüzgâryoktur.Ayrıcasesiiletecekbiratmosferolmadığından,Ayyüzeyindemutlakbirsessizlikhâkimdir.Doğaluydumuzunbirmanyetikalanıdayoktur.Oradapusulalaryön

göstermez. Bazı bölgelerindemıknatıslaşmış kayalar bulunmuştur. Buradan daAy’ın bir zamanlarmanyetikalanınınolduğu,amazamanlaonuyitirdiğianlaşılmıştır.Ay’ınkabuğukalsiyumaçısındanzengin, granit benzeri kayalardan oluşur ve kalınlığı 50-75 km arasında değişir. Ay’ın iç yapısıkatmanlıdır.Kabuğunaltındayaklaşık1000km’likkayadanbirmantobulunur.Onunaltında100kmkadar inen, yarı eriyik halde bir “dış çekirdek” vardır.Merkeze inildikçe sıcaklık artar.Merkezdeyaklaşık 1500°C sıcaklıkta “iç çekirdek” bulunur. Ay’ın yoğunluğu (3,3 g/cm3), iç çekirdeğinmerkezdekiçokküçükbirbölümünündemirdenolabileceğinidüşündürtür.Kayaların ve toprağın gri ve kahverenginin tonlarında olduğu renksiz Ay yüzeyindeki sıcaklıkgündüzleri150°C’akadarçıkarken,geceleri-100°C’akadardüşer.Yüzeydeyadayüzeyininaltındadonmuşolaraksubulunmaz.Ay’dakijeolojiketkinliklerdeçoköncedensonaermiştir.SonuçolarakAy,Dünyakadaryaşlıamayaşamınhiçbirzamanortayaçıkmadığı,kozmikışınlarlasürekliyıkanan,sterilbirgökcismidir.EskiYunanlar,Ay’ındatıpkıDünyagibibiryerolduğunuveyüzeyindekaranlıkgörülenbölgelerindesuylakaplıolduğunudüşünürlerdi.BudüşünceteleskopunbulunmasındansonraAyyüzeyininilkharitalarının yapıldığı 1600’lü yılların başlarına kadar ulaştı. O nedenleAy’daki karanlık (düzlük)bölgelerebugünbiledeniz(mare)yadaokyanus(ocean)denir.

DünyaveAyJüpiterveGanymede

Uydulararasında,çevresindedöndüğügezegenegöreenbüyükolanuyduAy’dır.

Ay’ınyüzeyindeküçüklübüyüklüyüzbinlerceçarpmakraterivardır.KraterlerinyanındaAy’dalavakıntılarınınoluşturduğubazıdüzlüklerdebulunur.Ayyüzeyindekilavakıntılarıüçmilyaryılkadaröncesonlanmıştır.Heryandabolmiktardabulunançarpmakraterlerininbudüzlükbölgelerdeçokazolduğufarkedilmiştir.Buradanda,Ay’ınkraterlerininbüyükbölümünün3milyaryıldanönce,yaniağır bombardıman evresinde oluştuğu anlaşılmıştır. Ay’daki kraterlere geçmişte yaşamış ünlükişilerin genellikle de bilim insanlarının adları verilmiştir. Ay’da su, atmosfer ve hava olaylarıolmadığındanerozyondayoktur.Onedenlekraterlermilyarlarcayılboyuncakorunur.AslındaAyyüzeyinesaatte100.000kmhızlaçarpanmikrometeoritlerinoluşturduğubirerozyonvardır;amabu,

yeryüzündekierozyondan10.000kezdahaazetkilidir.Butiperozyonmilyonlarcayıldaancakbirkaçmilimetrelikbiraşınmayayolaçar.

GüneşSistemi’ninenbüyükbeşuydusu.

Ay, insanların gidebildiği tek gökcismidir.Binlerce yıl boyunca insanlar onuhepmerak etmiştir:AcabaAynasıloluşmuştu?Hangimaddelerdenyapılmıştı?AydaDünyagibibiryermiydi?Acabaüzerinde canlılar yaşıyor muydu? Bunlar gerçekte çıplak gözle Ay’a bakılarak yanıtlanabileceksorulardeğildi.1609’daGalileikendiyaptığıteleskopuAy’açevirdiğinde,busorulardanbazılarınınyanıtlarıilkkezortayaçıktı.HerşeydenönceAy’ınyüzeyi,yeryüzüneoldukçabenziyordu.Oradadadağlar,düzlükler,vadiler,kraterlervardı.Zamanlateleskoplargeliştivedahadaayrıntılıgörüntülereldeedildi.AmaAy’a ilişkinyanıtlanamayanhâlâbirçoksorukaldı.Bunlarınyanıtlanabilmesi içinAy’agitmektenbaşkayolyoktu.Bununiçin1960’lıyıllarıngelmesinibeklemekgerekecekti.1957’deSovyetlerBirliği’ninSputnikI’iuzayagöndermesiyleABDileSSCBarasındabaşlayanuzayyarışınınbirayağınıdaAy’agitmekoluşturuyordu.Ayyarışıyaklaşık10yılsürdü.Bukısasüredetoplam40dolayındauzayaracıAy’agönderildi.Bunlarınbirbölümübaşarısızoldu,uzaydakaybolduyadaAy’açakıldı.BirbölümününamacıyalızcaAy’ınyüzeyineinmek,hattaAy’adüşmekti.BirbölümüAy’ınçevresindebiryörüngeyegiripAy’ıinceledi,görüntüledi;küçükbirbölümüdeAy’ainsantaşıdı.İki ülkeninAy projelerinde toplam400.000 dolayında insan çalıştı ve bugünün parasıyla 150-200milyardolarharcandı.SonundayarışıABDkazandı.16Temmuz1969’daApollo11uzayaracı,devSaturnVroketlerindenbiriyleuzayafırlatıldı.Dörtgünsonra20Temmuz’daABD’liastronotNeilArmstrongAy’aayakbastı.SonrakiüçyıliçindeAy’abeşkezdahainsangönderildi.Toplam10insanAyyüzeyindeyürüdüveoradaçeşitlibilimselaraştırmalaryaptı.NeilArmstrongveEdwinAldrin,Ay’ınyüzeyindeyalnızcabirkaç yüz metre çaplı bir bölgede 2,5 saat kadar kalmıştı. Sonraki görevlerde gidenler,beraberlerinde getirdikleriAy arabalarıyla kilometrelerce öteye gitti ve onlarca saatAy yüzeyindeçalıştı.OnyıllıkyoğunçabanınsonundaAy’aulaşılmıştı;amaAy’ınboş,havasız,susuz,soğukvecansızbiryerolduğununanlaşılması,insanlarınbinlerceyıldırkurguladıklarıgizemliveromantikdüşlerinboşa çıkmasına, kısacası biraz düş kırıklığına yol açtı. Kuşkusuz bilim insanları için durum birazfarklıydı.Onlar hemAy’a ilişkin sorularının bir bölümüne yanıt buldular, hem de yepyeni ve çokgeniş bir araştırma dalı açtılar:Uzay araçlarıyla gezegen araştırmaları.Ay yarışı sayesindeAy ile

ilgili bilgiler hızla arttı; uydumuzla ilgili yanlış inanış ve düşünceler yerlerini şaşırtıcı bilimselgerçeklerebıraktı.

Ay’ınyüzeyininenbelirginşekilleriolankraterlerinçokbüyükbölümüçarpmakrateridir.Önceleribunların,yanardağpüskürmelerisonrasındaçökenalanlardaoluşanvolkanikkraterlerolduğudüşünülüyordu.Sonraasteroitçarpmasıylaoluşankraterlerolduğu

anlaşıldı.AsteroitlerAy’agenelliklesaatte72.000km’likbirhızlaçarparvekendiçaplarınınyaklaşık15katıbüyüklüktedaireselkraterleroluştururlar.

Galilei’ninAyçizimleri.

18-Aynasıloluşmuştur?

Ay’ınbirkaçbölgesinealtıkez insangöndermekveoradan380kgkayaörneğigetirmekledoğalolarak Ay hakkında merak edilen her şey yanıtlanamadı. Hatta Ay hakkında bilinmek istenilen enönemlikonuolan,Ay’ınnasıloluştuğubileçözülemedi.OdönemdeAy’ınoluşumuna ilişkin iki temel teorivardı.Birinci teoriyegöreAyda tıpkıDünyagibi Güneş Sistemi’nin oluşumu sırasında gaz ve toz bulutundan, bugün bulunduğu yerindeoluşmuştu.İkinciteoriyegöredeAybaşıboşgezenbirgökcismiyken,Dünya’nınkütleçekimalanınagirmişvebugünküyörüngesineoturmuştu.BirbaşkadeyişleDünya,Ay’ıkapıpuydusuyapmıştı!Ay’dangetirilenkayalarAy’ınoluşumunayönelikbuteorilerinsınanmasınısağlayacaktı;hangisinindoğruolduğuortaya çıkacaktı.Nevar ki gelenkayalar, iki teoriyi de ne tamdestekledi ne de tamolarak çürüttü. Bu kayalar Dünya’dakilerden biraz farklıydılar. Öyleyse Dünya’dakilerle aynısüreçlerden geçerek oluşmuş olamazlardı.AyrıcaAy daDünya ile aynı şekilde, onunla benzer birsüreçten geçerek oluşmuş olsaydı; tıpkı onunki gibi büyükçe bir demirden çekirdeği olmasıgerekirdi;amayoktu.ÖteyandanAykayalarımeteoritlerdenfarklıydılarveDünya’dakikayalarladabirçokortakyönlerivardı.OzamanAyileDünya’nınortakbirgeçmişideolmasıgerekiyordu.ZatenDünya’nın, yakından geçmekte olan Ay kadar büyük bir gökcismini yolundan çevirip de kendiçevresindedönmeyezorlayacakbirkütlesiyoktu.

İlkkezSovyetlerBirliği’ninLunik3sondası,Ekim1959’daAy’ınarkasınageçerekDünya’yaoyüzündegörüntülerinigöndermiştir.OgündensonrainsanlıyadainsansızbirçokuzayaracıAy’ınbütünyüzeyininfotoğraflarınıçekmiş,haritasınıçıkartmıştır.Ay’ınarka

yüzüyleönyüzüarasındakibelkidetekfark,“deniz”diyeadlandırılanbüyükdüzlüklerinarkayüzdebulunmamasıdır.

1968’deApollo8ileüçastronotAy’ainmedi;amailkkezbirbaşkagökcismininyörüngesinegiriponuinceledi.UzayaracınınAy’ınçevresindeki4.turusırasında,astronotlardahaöncehiçbirinsanıngörmediğibirgörüntüylekarşıkarşıyakaldılar:Ufuktayavaşyavaş

Dünyadoğuyordu.

AyrıcaApolloastronotlarınıngetirdiğikayalarve toprak,Ay’ınoluşumundankısabir süre sonratümüyleeriyikhaldevelavlakaplıolmasıgerektiğiniortayakoyuyordu.NevarkiAykadarküçükbirgökcismininyüzeyidoğalolarakhiçbirzamanböylesineısınmışolamazdı.Ay’dangelenkayalarsayesinde,Ay’ınkökeniningizemiçözülememiş,hattatersinegizembirazdahaderinleşmişti.Ay’ınDünya kadar yaşlı olduğu, Ay’da hiç su bulunmadığı, oradaki kayaların Dünya’nın mantosundakikayalarabenzediği,çokazdemiriçerdiklerivebirzamanlarAy’ınyüzeyinintümüyleeriyikolduğuanlaşılmışoldu.SankiAyileDünyaaynısüreçlerdengeçerekoluşmuştu;amasonraAyçokısınmış,erimiştivedemirçekirdeğinidebirşekildeyitirmişti.1970’li yılların başında,Güneş Sistemi’nin ilk dönemlerinde oluşumları sırasında, kısa sürelerdehızla büyüyengökcisimleri arasında şiddetli çarpışmaların gerçekte çok sık yaşandığı ortaya çıktı.Gezegen sistemlerinin oluşum süreçlerinde, öngezegenlerin ve dev asteroitlerin birbirleriyleçarpışmasının olağan bir olay olduğu, hatta sürecin önemli bir parçası olduğu anlaşıldı. Bu bilgiGüneşSistemi’neyönelikbirçokteoriningözdengeçirilmesineyolaçtı.O dönemde William Hartmann adlı bir gezegenbilimci NASA’da Ay kraterlerinin haritalarınınçıkartılmasıişiyleuğraşıyordu.Biryandandaaklınatakılanbirtakımsorularayanıtarıyordu.Ay’dakiçok büyük kraterlere çok büyük asteroitler yol açmıştı. Peki, bu çarpışmaların en büyükleri nasılolmuş olabilirdi? Acaba gezegen büyüklüğünde gökcisimleri hiç çarpışmış mıydı? Çarpışmışsa,çarpışmanınnetürsonuçlarıolmuştu?Hartmann,busorularayanıtararkenAy’ınoluşumuylailgili“KorkunçÇarpışmaTeorisi”adınıverdiğibirteorigeliştirdi.Teorisinide1974’teduyurdu.Hartmann’ın teorisine göre, yaklaşık Mars büyüklüğünde Orpheus adı verilen bir gezegen,Dünya’nın oluşumundan yaklaşık 50milyon yıl sonraDünya’ya çarpmıştı. Çarpışmanın şiddetiyleDünya’nın mantosunun büyük bölümü uzaya savrulmuştu. Çarpan gezegenin ağır elementleri

Dünya’da kalmış, onun çekirdeğiyle birleşmiş, hafif olanlarsa uzaya saçılmıştı. Uzaya saçılanmaddeler kütleçekim etkisiyle kısa sürede toplanarak bir araya gelmişti. Çarpışmadan çok değilbirkaçyüzyılsonra,Dünya’danyalnızca25.000kmötedebüyükçebirdoğaluyduoluşmuştu:Ay.Odönemde Ay, Dünya’ya bu kadar yakın olduğundan Dünya’dan çok büyük, bugünkünün 15 katıgörünüyordu.İlk başta birçok gökbilimcinin önemsemediği bu teori, sonraki on yıl boyunca giderek yandaşkazandı; çünkü Ay hakkında bilinen ve bir arada anlamlandırılması güç görünen birçok bilgiyleuyuşuyordu. Günümüzde Ay’ın oluşumuna yönelik genel kabul gören teori de budur. Teori genelkabulgörmeyebaşladığısıralarda,GüneşSistemi’niaraştırmakiçingönderilenuzaysondalarındangelen veriler bu tür şiddetli çarpışmaların yalnızca Ay ile sınırlı olmadığını ortaya çıkartmıştır.Uranüs’ünuydusuMiranda’nın“yamalı”yapısı,onundabirzamanlarparçalanmışvesonrayenidenbirleşmişbirgökcismiolduğunugösterir.Satürn’ün-veötekidevgezegenlerin-halkalarınıoluşturanmaddelerin de, aslında bir zamanlar bazı uyduların parçalanmasıyla ortaya çıkan döküntülerdenoluştuğudüşünülüyor.Yalnızcauydulardadeğil,GüneşSistemi’ndebazı gezegenlerdedegeçmişteyaşanmış çok şiddetli bir çarpışmanın izlerini görmek mümkündür. Örneğin Venüs’ün, kendieksenindeki dönüş yönü bütün gezegenlerin döndüğü yönün tam tersidir. Benzer bir şekildeUranüs’ünkendieksenindekidönüşüde90°yatıktır.Bugezegenlerdekiböylesisıradışıözelliklerebirzamanlarbaşlarındangeçenkorkunççarpışmalarınyolaçtığıdüşünülmektedir.Ay, günümüzde Dünya’dan ortalama 384.000 km uzaktadır. Dünya’nın çevresindeki 2,4 milyonkilometrelik yörüngesini saniyede ortalama 1 km’lik bir hızla, 27,3 günde tamamlar. Yörüngedüzlemi,Dünya’nınGüneşçevresindekiyörüngedüzleminegöre5,145°eğiktir.Ekseneğimide1,5°kadardır.Ay’ınDünyaçevresindekiyörüngesiçembereyakınbirelipstir.OnedenlezamanzamanDünya’yayakınlaşır, zaman zaman da uzaklaşır. Dünya çevresindeki bir turunu ve kendi eksenindeki birdönüşünüaynısüredetamamlar:27,3gün.Buikisürenineşitolmasınasenkrondönüşdenir.Senkron dönüş nedeniyle, Dünya’dan bakıldığında Ay’ın hep aynı yüzü görülür. Yörüngesinindüzleminin ekliptikle 5° kadar farklı oluşu ve Dünya’ya zaman zaman yakınlaşıp uzaklaşmasınedeniyle,aslındaAy’ındeğişikzamanlardagörülenbölgeleriAyyüzeyininyüzde59’ukadardır.İlkoluştuğudönemdeAy’ınkendieksenindedönüşübugünkündençokdahahızlıydıveDünya’danbakıldığında her yanı görülüyordu; gerçi o dönemde yeryüzünde değil insan, hiçbir canlı yoktu.Dünya’nınkütleçekimkuvvetininAy’dayolaçtığıgelgitetkisiAy’ındönüşhızınınzamanladüşerekbugünküdeğerine inmesineyolaçtı.YaniAy’ındönüşününbuhızda sabitlenmesi rastlantıdeğildir.Dünya’nın kütleçekim kuvvetinin Ay’da oluşturduğu gelgit etkisinin “bu konumdayken en azolması”ndankaynaklanır.Ay’ınDünya’yahepaynıyüzünündönükolması,yalnızcaDünya-Ayikilisindegörülmez.AslındabudurumGüneş Sistemi’ndeki bütün gezegenlerde ve onların büyük uydularında böyledir. Bir başkadeyişleJüpiter ’in(8),Satürn’ün(15),Uranüs’ün(5)veNeptün’ün(2)hatta2006’dagezegenligindendüşenPlüton’un en büyük uydusunun hep aynı yüzleri gezegenlerine dönüktür.Kendi eksenlerindedönüşsüreleribilinmeyendaha27uydunundasenkrondönüşleriolduğutahminedilmektedir.

BilgisayarcanlandırmalarınagöreDünya’yaçarpangökcisminin(kimigökbilimcileronuTheiaolarakadlandırır)yaklaşık45°likbiraçıylavesaatte15.000km’dendüşükbirhızlaDünya’yaçarpmışolmasıgerekir.

Dünya’nın kütleçekim kuvveti nedeniyle Ay’da ortaya çıkan gelgit etkisi gibi Ay’ın kütleçekimkuvveti deDünya’dabir gelgit etkisineyol açar.Yeryüzündeki gelgitlerin temel sorumlusuAy’dır.GerçiGüneş’inkütleçekiminindebundabirazetkisivardır;amaasıletkiliolan,Ay’ınkütleçekimidir.Ay’ınDünya’daoluşturduğugelgitetkisideDünya’nınkendieksenindekidönüşünüyavaşlatır;heryüzbinyıldabirsaniyekadar.Bundan4,5milyaryılönce,ilkoluştuğudönemde,Dünya’nınbirgünüyaklaşık8saatti.OzamanlarAydaDünya’yayalnızca25.000kmkadaruzaktı.BuuzaklıktakiAy’ın,Dünyaüzerindekietkisiçokdahagüçlüydü.AmaAyzamanlaDünya’danuzaklaştı;kütleçekimetkiside giderek azaldı. Yine de Ay’ın yol açtığı yavaşlamanın sonucunda Dünya, günümüzde kendiekseninde bir dönüşünü 23 saat 56 dakikada tamamlar oldu. Aslında bu dönüş hızı hâlâyavaşlamaktadır.Ayyüzeyindegündüzilegecearasında250°C’avaransıcaklıkfarklarıolur.Amabudurumgüneyvekuzeykutupbölgelerindekibazıderinkraterlerin tabanı içingeçerli değildir.Çünküburalaryılboyunca karanlık kalır ve sıcaklık da -250°C’a kadar düşer. Çarpan kuyrukluyıldızların getirdiğisuyun bu bölgelerde buz halinde bulunma olasılığı vardır. Bilim insanları bu olasılığın uzunzamandır farkında.Ne var ki 1972’den beriAy’a hiçbir araştırma sondası gönderilmediğinden, budurumunaraştırılmasımümkünolmadı.Ancak1994’te,Apollo17’den22yılsonra,NASA,ClementineadlıbiruzayaracınıAy’agönderdi.Ay’ınyörüngesinegirenClementine,ikiayboyuncauydumuzunkutuplarınıradarlataradıveherkesişaşırtan veriler elde etti. Ay’ın yüzeyine gönderdiği radar dalgaları bazı alanlarda tıpkı buzlu biryüzeye çarpıyormuşçasına yansıyordu. Birden Ay’ın kutup bölgelerindeki bazı kraterlerintabanlarındasubulunmaolasılığıgüçkazandı.Budurumherşeyideğiştirdi.2004’tenbuyanadaJaponya’nın,Çin’in,Hindistan’ınveABD’ninuzayaraçları,Ay’ınçevresindedeğişikyörüngelereoturduvedoğaluydumuzyenidenincelenmeyebaşlandı.NASA’da40yılaradansonra yeniden Ay’a yolculuk planları yapılmaya başlandı. Ama planlar artık öncekilerden farklıolarakgidenastronotlarınuzunsürekalacağıdaimibirüsseyönelikyapılıyor.BununyanındaÇinli

bilim insanları 2020’ye kadarAy’a insan göndermeyi planlıyor.Ayrıca bazı özel girişimcilerin deAy’ınyörüngesineturistgötürüpgerigetirmeyeyönelikplanlarıvar.

19-Marsnasılbirgezegendir?

GecegökyüzündesaptanmasıenkolaygezegenlerdenbiriMars’tır.Birkaçgeceizlendiğinde,arkaplandakiyıldızlaragörehareketettiğikolayca farkedilenbubüyükçekırmızınokta, tarihboyuncainsanların hep ilgisini çekmiştir. Romalılar kan rengindeki bu “gezen yıldız”a, Savaş TanrılarıMars’ınadınıvermiştir.Dünya’danoldukçaküçükolanbugezegeninkırmızıgörüntüsününaslındabasit bir nedeni vardır: Toprağında bolca bulunan demiroksit, yani pas. 20. yüzyılda bilimkurguedebiyatıvesinema,Mars’ıninsanlarıngözündekiözelkonumunudahadapekiştirmiştir.Mars’ın yalnızca çok güçlü teleskoplarla görülebilen, iki küçükuydusu vardır: Fobos (korku) veDeimos (dehşet). 1877’de keşfedilen uydulardan Fobos 7,7 saatte bir gezegenin çevresinde döner.Deimos da bir turunu 1,3 günde tamamlar. Her iki uydunun da üzerlerinde değişik büyüklüklerdeçarpma kraterleri bulunur. Fobos ile Deimos’un bir zamanlar yakalanmış iki asteroit olduğudüşünülüyordu. Ancak son zamanlarda çok şiddetli bir çarpma sonucu Mars’tan kopmuşolabilecekleridüşüncesinidestekleyenkanıtlararttı.

Ay’agidenastronotlar,Ay’ınyüzeyineyansıtıcıbirlevha(birtürayna)yerleştirrmiştir.Yansıtıcınınyerleştirildiğigündenbugünedek,herakşamTeksas’takiMcDonaldGözlemevi’ndenAy’alazerışınlarıgönderilir.Yansıtıcıyaçarpanışınlargözlemevindeki

algılayıcılarageridöner.IşınlarınAy’agidipgelmesüresiçokduyarlıbirşekildeölçülür.Yaklaşık40yıldıryapılanbugözlemvehesaplarınsonucunda,Ay’ınhâlâDünya’danyılda3,8cmuzaklaştığıortayaçıkmıştır.

Güneş Sistemi’nin dördüncü gezegeni olan Mars, Güneş’ten ortalama 1,5 AB (228 milyonkilometre)uzaktır.YörüngesibirazbasıkbirelipsşeklindeolduğundanGüneş’eolanuzaklığı208ile248milyonkilometrearasındadeğişir.Bilim insanlarının“sol”adınıverdiğibirMarsgünüde24

saat40dakikadır.YanibirDünyagünündenyalnızca40dakikadahauzun...Gezegen, Güneş çevresindeki bir turunu 687 günde (Dünya günü) tamamlar. Dünya’nınkine çokyakınolanekseneğimi (24°),Mars’tada tıpkıDünya’daolduğugibimevsimlerinolmasını sağlar.AncakKızılGezegen’inkendisinikararlıbiryapıdatutacakAygibibüyükbiruydusuolmadığından,eksenininbüyükbirsalınımıvardır:BeşmilyonyıldabirkutuplarıGüneş’edoğru45°likbireğimeulaşır.Mars’ın kuzey yarımküresinde yaz mevsimi Dünya’da olduğu gibi gezegen Güneş’e en uzakolduğundagerçekleşir.Mars’ıngece-gündüzdüzenivemevsimleriDünya’nınkilerebenzer.Güneş’eDünya’dandahauzakolduğundanMars,Dünya’yagöredahasoğukbirgezegendir.Yazınekvatorayakın bölgelerde sıcaklık ancak 0°C civarında olur. Ortalama yüzey sıcaklığıysa -60°C’dır;Antarktika’da tipik bir kış günü kadar. Aslında Mars, o yörüngede olması gerektiğinden dahasoğuktur; çünkü Güneş’ten gelen ısıyı tutacak ve gezegene dağıtacak kalın bir atmosferi yoktur(Dünya’nınatmosferisayesindeyeryüzününortalamasıcaklığı15°Ckadardır).Mars’ın ince atmosferinin yüzde 95’i karbondioksit, yüzde 2-3’ü azot, yüzde 1-2’si argon, yüzde0,1-0,4’ü oksijendir. Geri kalan bölümünü de eser miktarda su buharı ve başka gazlar oluşturur.Atmosferde asılı kırmızı toz parçacıkları nedeniyleMars’ın gökyüzü gündüzleri pembemsi, güneşbatarkendesolukmavirenkli(sankiDünya’dakinintamtersigibi)olur.Dünya’dangöründüğündendört kat küçük görünen Güneş,Mars ufkunda battıktan sonra gökyüzünde iki küçük ay, Fobos veDeimosbelirir.Atmosferi çok ince olan Mars’ın yüzeyindeki atmosfer basıncı da çok düşüktür: 7-8 milibar(Dünya’da deniz düzeyinde yaklaşık 1 bar ’dır). Dünya’dakinin yüzde 1’ i kadar olan yüzeydekibasınç,sıvısumoleküllerininkolaycagazhalinegeçmesiniengelleyemez.Atmosferiinceolmasınakarşın, zaman zaman Mars’ta çok şiddetli rüzgârlar eser. Bunlar yüzeydeki tozları ve toprağıhavalandırırvekısasüredefırtınayadönüşür.Yaklaşıküçyıldabirdebölgeselolarakbaşlayanbirfırtına büyüyerek gezegeni tümüyle kaplayan küresel bir fırtınaya dönüşür. Bu durumda Mars’ınyüzeyiaylarcagörünmezolur.

KarasalgezegenlerinsonuncusuolanMars’ınçapıDünya’nınkininyarısıkadardır:ekvatorda6792km.Hacmi,Dünyahacmininyüzde15’ikadarken,kütlesiDünya’nınkütlesininyüzde11’ikadardır.Yaniyoğunluğudahadüşüktür.Ayrıcakütlesiküçükolduğundan

kütleçekimkuvvetidedüşüktür;Dünyayüzeyinde80kggelenbiri,Mars’ta30,4kggelir.

Mars’ıbiliminsanlarıiçinözelbirgezegenyapanasılözelliği,yüzeyininyeryüzüneçokbenziyoroluşudur.Mars’ınalanıyeryüzündekikaralarıntoplamıkadardır;yaklaşık150milyonkilometrekare.YüzmilyonlarcabelkidemilyarlarcayıldanberihiçyağışalmayanMarsyüzeyi,Dünya’dakienkuruçöldendahakurudur.Ancakyüzeyindebirzamanlarakarsularınoluşturduğuvadilerhâlâdurur.Buvadilerinyanı sıra, yanardağlar, ovalar, kraterler, kurumuşgöl tabanlarıgibiyeryüzündegörmeyealıştığımızdahabirçokyüzeyşeklidevardır.Gezegeninkuzeyyarımküresigüneyyarımküresinegörebirkaçkilometredahaalçaktır.Budabirzamanlar kuzey yarımkürenin büyük bölümünü kaplayan bir okyanus olabileceğini düşündürür.Yüzeyininyüzde60’ıağırbombardımanevresindenkalmakraterlerlekaplıdır.KuzeyyarımküredekiHellas Plantia adlı çarpışma krateri, 10.600 km’ye 8500 km boyutlarıyla Güneş Sistemi’ndeki enbüyükkraterlerdenbiridir.GezegeninenderinnoktasıdaHellasPlantia’nınmerkezidirveortalamayükseklikten 7 km kadar aşağıda yer alır. Bu çukurun yaklaşık 4 milyar yıl önce, PlütonbüyüklüğündebiröngezegeninMars’açarpmasısonucundaoluştuğutahminediliyor.Dünya’dan oldukça küçük bir gezegen olmasına karşın, Güneş Sistemi’ndeki en büyük kanyonsistemi ve dağ Mars’ın yüzeyinde bulunur: Mariner Vadisi (Vallis Marineris) ve Olimpus Dağı(Olympus Mons). Mariner Vadisi yaklaşık 5000 km uzunluğunda, 600 km genişliğinde ve 6 kmderinliğindekidevbirvadininçevresindeyeralanküçüklübüyüklübirçokyarıkvadidenoluşandevbir kanyon sistemidir. Ancak bu görkemli yüzey şeklinin nasıl oluştuğu hâlâ tam olarakaçıklanabilmişdeğildir.Gezegeninkütleçekimidüşükolduğundan,Mars’ınyüzeyindekidağlarkendiüzerlerineçökmedenyeryüzündekinden daha çok yükselebilmiştir. 600 km’lik taban çapı ve yaklaşık 25 km’likyüksekliğiyle Güneş Sistemi’ndeki en yüksek dağ olan Olimpus Yanardağı, Mars’ın kuzeyyarımküresinde yer alır. Günümüzde Mars’ta etkin hiçbir yanardağ yoktur. Mars’taki volkaniketkinliklerin100milyonyılkadaröncedurduğutahminedilmektedir.Mars’ın kabuğu kuzey yarımkürede ortalama 35 km, güney yarımkürede de 80 km kalınlıktadır.Ancak bu kabuk Dünya’daki gibi plakalardan oluşan kırıklı bir yapıda değildir, tek parçadır vehareket etmez.KabuğunaltındaDünya’nınkindendahaaz sıcak,dahakalınvehareketsizbirmantotabakasınındaolduğutahminediliyor.Kabuğunenyaşlıbazıbölümlerindekimıknatıslanmışkayalar,Mars’ınbirzamanlar(4milyaryılkadarönce)eriyikhaldedemirdenbirçekirdeğiolduğunuvebunundaürettiğibirmanyetikalanınbulunduğunugösteriyor.Nevarkişuandaherikisideyok;tıpkıAy’daolduğugibiMars’tadayönbulmakiçinpusulabirişeyaramaz.Mars’ın kutup takkeleri beyazdır.Çünkükutup takkelerinde buz vardır; amabu, su buzu değildir.Kurubuzdadenilenkarbondioksitbuzudur.İklimselnedenlerleikiyıldabirkutuplardakibuzörtülerigeriçekilir,küçülür; sonrayeniden toplanır,büyür,genişler.Yaklaşık20yıldırMars’ınçevresindedeğişik zamanlarda dönen insan yapımı çok sayıda uydu, gezegenin kutuplarındaki karbondioksitbuzununaltındasubuzudabulunduğununişaretleriniyakalamıştır.ÖrneğinMarsOdysseyadlıuzayaracı, 2002’de Mars’ın güney kutbuna yakın bir bölgede geniş bir alanın altında bol miktardahidrojenolduğunukeşfetmiştir.Buhidrojeninyüzeyinaltındadonmuşhaldekisuda(H2O)bulunduğudüşünülüyor.MarsveDünya4,56milyaryılöncekiaynıgazve tozbulutunun-benzer- içeriğindenoluşmuştur.Oluşumlarından sonraki bir milyar boyunca iki gezegen de asteroit ve kuyrukluyıldızbombardımanınamaruzkalmıştır.Busayedeikisinedeuzaydanbolmiktardasugelmiştir.AncakbugünMars’ın ikikutbundaki subuzununerimesinin sonucunda,gezegeninbütünyüzeyiniancak 11 m derinlikte bir suyun kaplayacağı tahmin ediliyor. Dünya’nın yüzde 71’ini kaplayan

okyanusvedenizlerinortalama3600mderinlikteolduğudüşünülürse,bumiktarıngerçekteçokazolduğuanlaşılır.Bununla birlikte Mars yüzeyinin geçmişte bugünkünden çok farklı olduğu da ortadadır. Birzamanlar yüzeyinde göller ve ırmaklar oluşturacak kadar bol miktarda su vardı. Buradan da ozamanlarMars’ın kalınca bir atmosferi olduğu sonucu çıkıyor. Öyleyse yaşamMars’ta da ortayaçıkmış olabilirmi?YeryüzündeDünya’nın oluşumundan çok değil, yalnızca 800milyon yıl kadarsonraortayaçıkmıştı.Acabaneolmuştuda,Marsodurumdanbugünküdurumagelmişti?Bütünosular ve atmosfer nereye gitmişti? AcabaMars’ta yaşam gerçekten de ortaya çıkmışmıydı? Eğerçıktıysaacabagezegeninderinliklerineçekilmişolabilirmiydi?

Mars’ınartıketkinolmayanyanardağıOlympusMons,Everest’tenyaklaşık3katdahayüksektir.

KızılGezegen’in,oluşumundan1milyaryılkadarsonramanyetikalanınıyitirmişolduğu tahminediliyor.Marsmanyetikolarak savunmasızkalınca,güneş rüzgârıbuküçükgezegenin atmosferinisavurmuş, uzaya “üflemiş” olabilir. Ya da gezegendeDünya’dakinin tersine işleyen bir sera etkisiyaşanmış olabilir. Soğuyan gezegende kutup takkelerinde biriken karbondoksit buzları artmıştır.Atmosferdekarbondioksitazalıncaseraetkisihafiflemişvebununsonucundadagezegenbirazdahasoğumuştur. Bu durum kutuplarda daha çok kurubuz toplanmasına, yani atmosferden daha çokkarbondioksit çekilmesine yol açmıştır. Bu kısırdöngünün sonunda,Mars bugünkü kuru ve soğukhalinegelmiştir.Kızıl Gezegen 1610’dan beri sürekli gelişen teleskoplarla hep gözlendi. Ama Mars’a ilişkin entemel ve önemli bilgiler, doğrudan gezegene gönderilen uzay araçlarıyla elde edilmiştir. 1960’lıyıllardan beri Mars’a çok sayıda uzay aracı gönderilmiştir. 1964’te Mars’ın yakınından geçenMariner 4 adlı uzay sondası, gezegenin ilk yakın plan fotoğraflarını çekmiştir. Bu fotoğraflarsayesindeilkkezinsanlardüşgücündenuzak,çıplakMarsgerçeğiylekarşılaştılar.MarsdatıpkıAygibibiryüzeyiolan,soğukveıssızbirgezegendi.AltıyılsonragönderilenMariner9,Mars’ınilkyapay uydusu oldu. Onun çektiği çok daha ayrıntılı fotoğraflarla Mars’ın haritası çıkartıldı.Dünya’dakilere benzeyen yüzey şekilleri olduğu görüldü; böylece Ay ile Dünya arasında bir yerolarak düşünülmeye başlandı.Mariner 9’dan altı yıl sonra gönderilen Viking I ve Viking II uzayaraçları,biriyörüngearacıbirideyüzeyaracıolmaküzereikişeruzayaracındanoluşuyordu.VikingI veViking II’nin yüzey araçları,Temmuz1976’da veEylül 1976’da-Mars’ın değişik bölgelerine

indiler.YörüngearaçlarıysaMars’ınuydusuoldular.

Mars’ınyörüngesindedönenuydularıngönderdiğifotoğrafveverilerdençokşeyöğreniyoruz.ÖrneğinMars’ınyüzeyşekilleribirzamanlarbolmiktardasıvısubulunduğunugösteriyor.Busuyunbirbölümükutupbölgelerindekikraterleringüneşışığıgörmeyenbölümlerindegünümüzedekbuzolarakkalmıştır.

VikinguzayaraçlarıMars’ayaşamaramayagitmişti.Yüzeyeindikleriyerdesabitduranbuuzayaraçlarında,aslındaçokgelişmişbirerkimyalaboratuvarıvardı. Araçlardan uzanan robot kollar, çevrelerindeki toprağı kazdı ve

topladıkları örnekler üzerinde çeşitli deneyler yaptılar. Ne yazık ki toprağın üst kısmında hiçbiryaşamizinerastlanamadı.Vikinglerden20yıl sonra,1997’dePathfinderadlıbiryüzeyaracıgönderildi.Buyürüyebilenbiraraçtı.Sonra2004’teSpiritveOpportunityadlıhareketliyüzeyaraçlarıgönderildi.Buüçyüzeyaracıda kayalarda ve yüzey şekillerinde geçmiş dönemlerdeMars yüzeyinde su olduğuna yönelik çoksayıda güçlü kanıt bulmuştur. Son olarak da 2008’de Phoenix adlı bir uzay aracı gönderildi. Sabityüzey istasyonuolanPhoenixyaptığı incelemelerde subuzununyanı sıra, yüzeydeyaşamınortayaçıkması için önemli birtakım kimyasalmaddeler daha bulmuştur. Ne var ki şu ana değin yaşayanherhangibircanlıyayadafosilerastlanmamıştır.BugünüçAmerikanuydusuMarsOdyssey,MarsExpressveMarsReconnaissanceOrbiter,Mars’ınçevresindedönmekteveonuizleyerekDünya’yasürekliverigöndermektedir.

20-Mars’tayaşamvarmı?

Günümüzde Mars’ın yüzey koşulları, canlıların yaşaması için uygun değildir. Sıcaklık ortalama-60°Cdolayındadır.Çok inceolanatmosferinyüzde95’ikarbondioksit,yüzde0,1-0,4’üoksijendir.Yüzeydeki basınç da yeryüzündekinin yüzde biri kadardır. Yoğun bir atmosferi olmadığından,gezegensürekliöldürücükozmikışınlarınetkisialtındadır.AmabelkideenönemlisiMars’ınyüzeyiDünya’dakienkuruçöldendahakurudur;hemdebirkaçmilyaryıldır.Neyazıkkibukoşullaraltındayüzeyde sürekli olarak sıvı halde su bulunamaz. Bu haliyle en dayanıklı bakterilerin bileMars’ınyüzeyindeyaşamasıolanaksızdır.Ancakgerekgezegeninyüzeyindegörülen,gereksearaştırmalarlaortayaçıkartılanbirçokçarpıcıolgu da, geçmişte Mars’ın yüzeyinde bol miktarda su olduğunu hatta yoğun bir atmosferibulunduğunudaortayakoymuştur.1970’liyıllardanbuyanaMars’ınyüzeyine-üçühareketedebilen-altıuzayaracıinmişveçokbaşarılıaraştırmalaryapmışlardır.Bununyanındason20yıldırMars’ın

çevresinde sürekli çalışan en az bir gözlemuydusu bulunmaktadır.Hemyüzey araçlarının hemdeyörüngedekiuydularınbütünçabalarınarağmen,Mars’ınyüzeyindehiçbircanlıizineyadafosilinerastlanamamıştır.AncakDünya’dabilebazısıradışıkoşullarda(okyanus tabanlarındakibacalardançıkan yüz dereceden daha sıcak sularda, Antarktika’da -50 dereceden düşük sıcaklıkta kayalarıniçinde,asityadabazdüzeyiaşırıyüksekortamlarda,yerinbirkaçkilometrealtındakisıcakkayalarıniçinde vs.) yaşayan bakterileri göz önüne alınca, benzer ya da biraz daha dayanıklı birtakımmikroorganizmalarınMars’tahâlâyaşıyorolduğunudüşünmekpekdeyersizsayılmaz.ZatenDünyadışı yaşam araştırması yapan bilim insanlarının birçoğu da Mars’ta bazı mikroorganizmalarınolumsuzyüzeykoşullarındanuzak,kimyasalyollaenerjisorununuçözmüş,yeterlisuyunbulunduğuyalıtılmışbazınişlerdeyaşadığınıdüşünmeeğilimindedir.

Viking1yüzeyaracıSpiritPhoenix

MarsileDünya26aydabirbirbirineenyakınkonumagelir.Mars’agönderilecekuzayaraçlarıdahepbudönemlerdefırlatılır.Yolculukyaklaşık7aysürer.

ALH84001

Yeryüzündebugünedeğin50.000’iaşkınmeteoritbulunmuştur.BunlarınçokbüyükbölümüAsteroitKuşağı’ndan küçük bir bölümü Ay’dan ve 97 tanesi de Mars’tan gelmiştir. Mars’taki şiddetli biryanardağpatlamasıyadagezegenebirasteroitçarpmasısonucundauzayafırlamışolduğudüşünülenkayalar,uzunbir süreuzaydayolculukettiktensonraDünya’yadüşmüştür.Bunlararasında1984’teAntarktika’da bulunan ve ALH84001 kodlu meteoritin ayrı bir önemi vardır. Büyükçe bir patates

boyutlarında ve yaklaşık 1,9 kg ağırlığındaki bu kaya, 4,5milyar yaşındadır; 16milyon yıl önceMars’tan ayrılmış ve 13.000 yıl önce de Dünya’ya düşmüştür. Elektron mikroskobuyla yapılanincelemelersırasında,içindebirmikroorganizmafosilinebenzeyen380nanometreboyundabiryapıolduğugörülmüştür.Buyapı1996’dabilimdünyasınavekamuoyunaduyurulduğunda,büyükbirilgitoplamıştır.Ancak bir süre sonra bazı bilim insanlarının bu tür yapıların biyolojik kökenli olmasıgerekmediği ve birtakım doğal kimyasal süreçlerin sonucunda da oluşabileceğini ileri sürmesiylebirlikte, tartışmalar kapanmamıştır ama, ilk heyecan yatışmıştır. Bu bulgu, Mars’ın deringeçmişindekiyaşamınvarlığınıkanıtlamakiçinyetersizdir.Zatenkayanıniçindekiyapının,eğerbirbakteri fosiliyse, kayaDünya’ya düştükten sonra içine yerleşen bir bakteriye ait olma olasılığı davardır.İnsanların Mars’ta yaşayan mikroorganizma arayışları daha uzun süre devam edeceğe benziyor.Büyük olasılıkla bu konudaki açık yanıtı 2030’lu yıllarda Kızıl Gezegen’e gidecek ilk insanlarverecek. Eğer Mars’ta birtakım canlı mikroorganizmalar bulunursa, yapılacak olan ilk şey, tıpkıbizimgibiDNAtemellicanlılarolupolmadıklarını incelemekolacaktır.EğerDNAtaşıyorlarsa,bukezyaşamınacabaDünya’daortayaçıkıpburadanmıMars’ageldiği,yoksaMars’tadoğuporadanmıDünya’ya geldiği araştırılmaya başlanacaktır. Ama DNA taşımayan, yani farklı kökenden canlılarbulunursa,ozamandayaşamın,maddeninEvren’dedeğişikbiçimlerdekendinigösterenyaygınbirbiçimiolduğudüşünülmeyebaşlanacaktır.

21-Asteroitnedir?

Mars’ınyüzeyindekikurumuşırmakvegölyatakları,birzamanlaryüzeydebolmiktardasıvısubulunduğunugösteriyor.

Asteroitler Güneş Sistemi’nin oluşumundan beri vardır. Daha doğrusu onun bir parçası olarakoluşmuşlardır.Dünya’nınveGüneşSistemi’ninoluşumuna,ilkdönemtarihineveyapısınailişkinçokönemlibilgileriçerirler.Birçokgökbilimcionlarıodönemdenkalanfosillerolarakgörür.Nevarki19. yüzyılın başına kadar kimse onların varlığından haberdar olamamıştır. Çünkü asteroitler o

1cmÇaplarınaGöreAsteroidlerinSayısı

100m500m1km5km10km100km300km500km900mk25.000.0002.000.000750.00090.00010.000200531

döneme kadar olan en gelişmiş teleskoplarla bile görülemeyecek denli küçüktür. Görülen asteroitCeres,1801’dekeşfedildiğinde9.gezegenolduğudüşünülmüştü.ArdındanPallaskeşfedildiveoda10.gezegenoluverdi.Nevarkiaynıbölgedekeşfedilengezegenleringiderekartmasıgökbilimcilerikuşkuya düşürdü. Her yıl bu “minik gezegenler”den birkaç tane keşfedilmeye başlayınca, 1821’degezegenlikten asteroitliğe düşürüldüler. 19. yüzyılın sonuna gelindiğinde, keşfedilmiş 464 asteroitvardı. 20. yüzyılın sonunda bu sayı 100.000’i geçti. 2010’daysa 400.000’in üzerinde asteroitkeşfedilmişdurumdaydı.Günümüzdeherayyaklaşık5000yeniasteroitkeşfediliyor.AsteroitlerGüneşSistemi’ninhemenheryanınadağılmışdurumdadır.Ancakyüzde90’ıMars ileJüpiter ’inyörüngeleriarasındayeralır.Yörüngeleri2,3-3,3ABaralığındadeğişir.Bazısınınbasık,bazısının da çembere yakın elips şeklinde yörüngeleri vardır. Tıpkı minik birer gezegen gibiGüneş’in çevresinde gezegenlerle aynı yönde dönerler. Asteroitlerin yoğun olarak bulunduğu bubölgeyeAsteroitKuşağıdenir.Asteroitler çokdeğişikbüyüklüklerdevebaşlarındangeçen şiddetliçarpışmalar nedeniyle de garip şekillerde olur. Bazıları yüzlerce kilometre, bazıları da yalnızcabirkaçmetreçapındadır(Bunlarameteoroitdedenir).Asteroitlerinbüyüklükleriylesayılarıarasındaters bir ilişki vardır. Çapları küçüldükçe sayıları çok artar. Örneğin çapı 1,5 km’den büyük en az750.000 asteroit olduğu tahmin edilmektedir.Çapı 100 km’den büyük asteroit sayısı 200’den birazfazladır. Öte yandan teleskoplarla görülemeyecek denli küçük, çapı yalnızca birkaç metre olanasteroitlerdensemilyarlarcaolduğutahminediliyor.

ALH84001kodlumeteoritiniçindenanobakterifosilleriniandıranyapılargörülmüştür.

Eskiden bu asteroitlerin çok şiddetli bir çarpışma sonucundaparçalanmışbirgezegeninkalıntılarıolduğudüşünülürdü.Artıktam tersi bir sürecin ürünü oldukları düşünülüyor. Yaniasteroitler güneş bulutsusundan artakalan, bir türlü birleşip birgezegenoluşturmayıbaşaramamışdöküntülerdir.

BütünasteroitlerAsteroitKuşağı’ndayeralmaz.ÖrneğinasteroitlerinbirbölümüJüpiter ileaynıyörüngeyipaylaşırveJüpiter ’i60°geriden izler;birbölümüdedevgezegenin60°önündengider.Bunlara Troyalılar denir. 3000’i Jüpiter ’in önünde, 1500’ü de gerisinde ilerleyen 4500 dolayındaTroyalısaptanmıştır.Neptün’ünyörüngesindeyediveMars’ınyörüngesindededörtTroyalıbenzeriasteroitkeşfedilmiştir.Güneş Sistemi’nin her yerine dağılmış halde bulunan asteroitlerin sayıları ve büyüklükleri tamolarakbilinmemektedir.AsteroitlerGüneşSistemi’ningeçmişi hakkındaönemli bilgiler içermeninyanı sıra,Dünya’nın geleceğini belirleme gücünü de taşırlar.Olacağını öngörebileceğimiz yegâne

doğal felaketasteroitçarpmasıdır.6Ekim2008’desıradangökyüzügözlemleri sırasında2008TC3adıverilenküçükbirasteroidinhızlaDünya’yayaklaşmaktaolduğufarkedilmişti.Değişikyerlerdeki27amatörveprofesyonelgözlemciningönderdiğibilgilerdoğrultusundayapılanhesaplarasteroidin19saatiçindeDünya’yaçarpacağınıgösteriyordu.Çapı2-5molan2008TC3,atmosferesaatte45.000km’lik bir hızla girdi ve Sudan’daki Nubye Çölü’nde yerden yaklaşık 35 km yukarıda patladı.Meteosat8adlımeteorolojiuydusupatlamayıkaydetti.Buolay,öncedenfarkedilenveizlenebilenilkasteroit çarpmasıdır. O nedenle bizim için belki de önem taşıyan asıl asteroitler, yörüngeleriDünya’yayakınolanbüyükçeasteroitlerdir.BunlaraDünya’yaYakınAsteroitler(DYA)denir.Mayıs2010 itibariyle çapı 50m ile 32 km arasında değişen 7075 dolayındaDYA saptanmış durumdadır.Bunlardan900kadarınınçapı1km’denbüyüktür.BuasteroitlerdenbazılarınınyörüngesiDünya’nınGüneş’in çevresindeki yörüngesiyle kesişir. Saptanmış bu asteroitler sürekli izlenir. Yapılanhesaplara göre, önümüzdeki yüzyıl içinde bunlardan herhangi birinin Dünya’ya çarpma olasılığıyoktur.Ne var ki çapı 1 km’nin üzerinde henüz keşfedilmemiş birçok asteroidinDünya’nın yakınçevresindedolandığıdatahminedilmektedir.

AsteroitKuşağıMars

MerkürVenüs

DünyaTroyalılar

Troyalılarışıkdakikası

ABJüpiter

AsılhedefiJüpiterolanbirasteroidinilkyakınplanfotoğraflarınıGalileouzayaracıEkim1991’de

çekmiştir. Gaspra adı verilen ve 18 km x 10,5 km boyutlarındaki bu asteroit gerçekte küçük birasteroittir.Dünya’dakitektonikvevolkaniketkinlikler,yeryüzününyüzmilyonlarcayıllıkzamandilimlerindeyenilenmesine; yeni kaya tabakalarının oluşmasına, eskilerinin de ortadan kalkmasına yol açar.Günümüzde yeryüzündeDünya’nın oluşum döneminden kalan hiçbir kaya yoktur.Bulunan en eskikayalaryaklaşık4milyaryaşındadır.ÖteyandanasteroitlerGüneşSistemi’ninoluşumundankalmışnesnelerdir.Çokönemlibilgileriçerirler.Amaonlardakibubilgilerieldeetmekciddibirsorundur.Çoğunun yalnızca var olduğu ve büyüklüğü bilinir. Son 15 yıldaasteroitlere yönelik uzay sondalıbirçokaraştırmayapılmıştır.GalileouzayaracıJüpiter ’egiderken1991’deve1993’te,Cassiniuzayaracı da Satürn’e giderken 2000’de bazı asteroitleri gözleme şansı yakalamıştır. Şubat 1996’dafırlatılanNEARadlıuzaysondası243Mathildeve433Erosadlıikiasteroidiziyaretetti.Mathilde’ninyakınındangeçenNEAR,biryılkadarEros’unuydusuolduveonun35kmuzağındabiryörüngededönerekonunlailgilisürekliverivefotoğrafgönderdi.Görevininsonundadaoasteroidedüşürüldü.Japon Havacılık ve Uzay Araştırmaları Ajansı’nın (JAXA)Mayıs 2003’te fırlattığı Hayabusa adlıuzay sondası Kasım 2005’te 25143 Itokawa adlı asteroide indi; ondan toprak ve kaya örnekleritoplayıp Haziran 2010’da Dünya’ya getirdi. NASA’nın Eylül 2007’de fırlattığı Dawn adlı uzayaracınınhedefiAsteroitKuşağı’nınikibüyüküyesiVestaveCeres.Temmuz2011’deVesta’yaulaştıve incelemeyebaşladı.Dawn,2015’tedeCeres’i inceleyecek.NASA’nın, 2025’tebirDYA’ya insanindirmeplanlarıdavar.

1Ceres2Pallas4Vesta3Juno433Eros624Hektor

YapılanhesaplaragöreAsteroitKuşağı’ndakibütünasteroitlerintoplamkütlesiAy’ınkütlesindenküçüktür.

AsteroitkuşağıyalnızcaGüneşSistemi’neözgübiryapıolmayabilir.Gökbilimciler2005’teSpitzerUzayTeleskopuile41ışıkyılıuzaktaHD69830adlıbiryıldızınçevresindeNeptünbüyüklüğündeüçgezegenvebirasteroitkuşağıolduğudüşünülenbüyükçebir

yapıkeşfettiler.Güneş’inkütlesininyüzde86’sıkadarkütlesiolanHD69830,7milyaryaşındabiryıldızdır.BuradaeldekiverileregöreçizilmişHD69830sistemigörülüyor.

22-Jüpiternasılbirgezegendir?

Dev gezegenler karasal gezegenlerden çok farklıdır. Her şeyden önce bunların hacimleri vekütleleri çokbüyüktür.Yoğunlukları karasal gezegenlerinkileregöre çokdüşüktür.Çünküağırlıklıolarakhidrojenvehelyumdanoluşurlar;bunedenle“gazdevleri”olarakdabilinirler.İçeriklerininbileşimi, Evren’in bileşimini anımsatır ve Güneş’in içeriğine çok yakındır. Hacim ve kütlelerininbüyüklüğünekarşın,şaşırtıcıbirşekildekendieksenlerindekidönüşleriçokhızlıdır.DevgezegenlerGüneş’tençokuzaktırveçoksayıdauydularıvardır.Bunlararasındaenbüyüğü,aynızamandaGüneşSistemi’nindeenbüyükgezegeniolanJüpiter ’dir.

NEARadlıuzaysondası,433ErosadlıDYA’nınbiryılboyuncaiçeriğini,şeklini,kütledağılımınıvemanyetikalanınıincelemeküzere1996’dafırlatılmıştı.Çokbaşarılıolansonda,görevininsonundaasteroideindirildi.

Beşinci gezegen Jüpiter, gece gökyüzünde Ay ve Venüs’ten sonra en parlak cisimdir. Jüpiter ’inparlaklığı büyüklüğünden kaynaklanır. Gezegen, adını Roma mitolojisindeki Tanrıların Kralındanalır. Yörüngesi Güneş’ten 5 AB uzakta olan dev Jüpiter ’in içine 1400 Dünya rahatlıkla sığabilir.Kütleside318Dünyakütlesikadardır.Birbaşkadeyişlegerikalan7gezegenintoplamkütlesinin2,5katıkadarkütlesivardır.Budevkütleninyarattığıgüçlükütleçekimkuvvetinedeniyleyeryüzünde80kggelenbiriJüpiter ’de187kggelir.Jüpiter ’iniçeriğininneredeysetamamınıikielementoluşturur:hidrojen (yüzde 86,1) ve helyum (yüzde 13,8). Eser miktarda su, metan ve amonyak da bulunur.Jüpiter ’in kendi ekseninde dönüşü hızlıdır; bir günü en kısa olan gezegendir. Bu hızlı dönüşnedeniylegezegen,tıpkıDünyagibiamaondandahabelirginolarak,tambirküreşeklindedeğildir.Ekvatoruoldukçaşişkin,kutuplarıdabasıktır.Birçok gökbilimci Jüpiter ’i Güneş Sistemi’nin elektrikli süpürgesine benzetir. Güçlü kütleçekimalanı nedeniyle, küçük asteroit ve kuyrukluyıldızlar hep Jüpiter ’e yönelir. Shoemaker Levy 9kuyrukluyıldızının Temmuz 1994’te ve bir asteroitin de Temmuz 2009’da Jüpiter ’e çarpması -kiçarptığısonradanfarkedilmiş-,bununyaşanmışenyakınörnekleridir.Eğer Güneş Sistemi’nde Jüpiter olmasaydı, bütün gezegenlere çok daha fazla asteroit vekuyrukluyıldız çarpardı.Bu da yeryüzündeki yaşamın çok farklı şekillenmesine yol açardı. Jüpitergüçlü kütleçekim alanı nedeniyle, aslında Dünya’daki yaşamın bir anlamda koruyuculuğunuyapmıştır.Jüpiter ’in içyapısına ilişkineldeayrıntılıverileryoktur.Kayadanolduğu tahminedilen (amaasıliçeriğişimdilikbilinemeyen)ve12-45Dünyakütlesindebirçekirdeğivardır.Buçekirdeğin30.000°Csıcaklıktaolduğutahminediliyor.MerkezindekibuısıkaynağınedeniyleJüpiter,Güneş’tenkendisineulaşanısınınikikatıkadarınıuzayayayar.Jüpiterilkoluştuğundaçapıbugünkününikikatıkadardı.Amagezegenyaklaşık4,5milyaryıldırheryıl2cmkadarküçülür.Buküçülmedegezegeninbüyükmiktardaısıüretmesineyolaçar.Merkezdeki çekirdeği saran çok yoğun bir hidrojen tabakası vardır. Normal koşullarda hidrojenmetaldeğildir;ısıyıveelektriğiiletmez.NevarkiJüpiter ’dekibutabakadaaşırısıcakveçokyüksekbasınç koşullarında, hidrojen çekirdekleri elektronlarından ayrışmış olarak, tıpkı bir iyon çorbasıgibi bulunur. Burada hidrojen, metal özellikleri gösterir; ısıyı ve elektriği iletir. Yeryüzündeki

laboratuvarlardahidrojenohalegetirilemez.AncakJüpiter ’indevasakütlesininyolaçtığımuazzamiçbasıncınvesıcaklığınaltındahidrojenböyledavranır.Hidrojeninbuhalinemetalikhidrojendenir.Metalikhidrojentabakasınınüstünde,yüksekbasınçaltındasıvıhidrojendenoluşansıcakbirokyanusbulunur. Yaklaşık 20.000 km derinliği olan bu sıvı hidrojen okyanusunun da üzerinde, metan veamonyakgibibaşkagazlarındabulunduğuatmosferyeralır.

Jüpiter,GüneşSistemi’ninenbüyükgezegenidir.Çapı143.000km’dir.Yoğunluğu1,33g/cm3olandevgezegeninGüneş’eortalamauzaklığı778.500.000km’dir.Yörüngesindekibirturunu11,9yıldatamamlar.

Dünya’da gazdan atmosfer ile sıvı okyanuslar ve katı karalar arasında keskin sınırlar vardır.Birindendiğerinegeçişkeskinolur.AmaJüpiter ’deböylesınırlaryoktur.Sıvıhaldekihidrojendengazhalindekiatmosferegeçişaşamalıdır.Güneş Sistemi’ndeki en kalın atmosfer doğal olarak Jüpiter ’inkidir. Gezegenin yüzeyi ile uzayortamı arasında yaklaşık 5000 km kalınlıktaki atmosfer yer alır. Dünya’dan bakıldığında görülen,atmosferinüsttabakasındakirenklibulutkuşaklarıdır.Jüpiter ’inatmosferineilişkinbilgiler1995’teGalileo uzay aracından gezegene bırakılan atmosfer sondasıyla elde edilmiştir. Atmosferin üsttabakalarındasaattekihızları500km’yibulanrüzgârlareser.Alttabakalardakirüzgârhızısaatte1500km’yi bulur. Bulut tabakasında değişik enlemlerde birbirlerine ters yönde esen şiddetli rüzgârlarnedeniyle kuşaklar bulunur. Jüpiter, Dünya’ya göre Güneş’e 5 kat daha uzaktır; yani Dünya’yagelenin25’tebirikadarGüneşenerjisialır.AmaJüpiter ’deki fırtınalarDünya’dakilerdençokdahaşiddetli olur. Örneğin Jüpiter ’in görünen en ünlü şekli, içine birkaç Dünya’nın sığabileceğibüyüklüktekiBüyükKırmızıBenek’tir.Buaslında ilkkez350yılönceGiovanniCassini tarafındangözlemlenmiş,amabelkiçokdahaönceoluşmuşdevbirfırtınasistemidir.Jüpiter ’inatmosferindebudenlibüyükolmasadadahabirçokbeyazyadaturuncurenklibüyükfırtınasistemibulunur.Budevfırtınaların temel nedeni Jüpiter ’in ürettiği ısıdır. Atmosferin sonlanıp Jüpiter yüzeyinin başladığı

ShoemakerLevy9kuyrukluyıldızıMart1993’tegözlemlenmişveTemmuz1994’teJüpiter ’eçarpmıştır.Buçarpışmateleskoplugözlemlerinyapıldığı400yıldırgözlenenilkçarpışmadır.Jüpiter ’inmuazzamkütleçekimkuvvetinedeniylekuyrukluyıldızparçalanıp21parçayaayrılmıştır.Parçalarıngezegeneçarptığıbölgedeoluşan12.000kmçaplıkarartıaylarcakalmıştır.

yer, basıncın 1 atmosfere ulaştığı düzey kabul edilir. Ama bu düzeyde Jüpiter ’in yüzeyinde ayakbasacakbirkarayoktur.Jüpiter ’in“yüzeyi”gazdandır;amabugazyoğunveopaktır.

Jüpiter ’in çok güçlü birmanyetik alanı vardır.Bu alanın, gezgenin eksenindeki çok hızlı dönüşüsırasındametalikhidrojentabakasındakihareketlerdenkaynaklandığıdüşünülüyor.BumanyetikalanGüneşrüzgârıylaşekillendirilir.OrtayaçıkangaripşekillimanyetosferokadarbüyükveuzundurkiSatürn’ekadaruzanır.Jüpiter ve uyduları aslında başlı başına bir sistem oluşturur. Dev gezegenin dördü büyük olmaküzere 63 uydusu vardır. En büyük dört uydusunu 1610’da Galilei keşfetmiştir; bu nedenle onlaraGalileoAylarıdadenir.7Ocak1610’daGalileo,teleskopuylaJüpiter ’ebaktığında,çevresindedurandört parlak nokta gördü; önce bunların yıldız olduğunu düşündü. Sonraki geceler Jüpiter ’igözlediğinde,bunoktalarınyerdeğiştirdiğinifarketti.NoktalarJüpiter ’inçevresindedönüyordu.Bugözlem, o dönemde Dünya’nın Evren’in merkezi olduğu ve gökyüzündeki her şeyin yalnızcaDünya’nınçevresindedöndüğügörüşünüyıkanönemlikanıtlardanbiriolmuştur.Jüpiter ’inşimdilikbilinen59uydusudahavardır.Bunlar,çapları1-250kmarasındadeğişençokküçükuydulardır.Belkiçapıbirkaçkilometreolanvekeşfedilmeyibekleyendahayüzlerceuydusuolabilir.Jüpiter ’inbirdebütüngazdevlerindeolançokincebirhalkasistemidevardır.Halkayıoluşturanparçacıklarmilimetredenküçükboyutlardadır.Jüpiter ’eyönelikbakışaçımızıdeğiştirenşey,uzayaraçlıaraştırmalarolmuştur.İlkçarpıcıbilgileriVoyager I ve Voyager II uzay araçları göndermiştir. Onlardan yaklaşık 20 yıl sonra gönderilenGalileouzayaracıysa,hemJüpiterhemdeonunuydularıhakkındakibilgilerdeçokbüyükbirartışsağlamış, yalnızca Jüpiter sistemine değil, tüm Güneş Sistemi’ne bakış açımızda bir devrimyaratmıştır.

23-Jüpiter’inbüyükuydularınedenönemlidir?

Galileo Ayları Io, Europa, Ganymede ve Callisto oldukça büyüktür. Ganymede Merkür ’denbüyüktür; Io,EuropaveCallistodaAy’danbüyüktür.Eğerbuuydular Jüpiter ’indeğildeGüneş’inçevresindedönüyorolsaydı,onlaragezegendememizgerekirdi.

Jüpiter ’deendikkatçekicişekilBüyükKırmızıBenekolarakbilinendevfırtınasistemidir.Süreklidönenbusistembirturunualtıgündetamamlar.Rengivebüyüklüğüdeğişkendir.Nasıloluştuğuya

daişleyişmekanizmasıhâlâtamolarakanlaşılamamıştır.

Ekim1989’dafırlatılanGalileouzayaracı,Jüpiter’eAralık1995’tevardı.SekizyılboyuncaJüpiter’iveonunuydularınıinceledi.Jüpiter’inatmosferinebirsondagönderdi.Galileo,2003’te14

yıllıkserüvenininsonunageldiveodatıpkıatmosfersondasıgibiJüpiter’edüşürüldü.OdaJüpiter’inatmosferindebuharoldu.

Galileo Ayları’nın her birinin sıra dışı birtakım özellikleri vardır.Jüpiter ’eenyakınuyduIo,turuncurenklidir.KendieksenindekidönüşüyleJüpiter ’in çevresindeki dönüşünü aynı sürede, 1,8 günde tamamlar. Bunedenle tıpkı Ay gibi, gezegenine sürekli aynı yüzü dönük olur. 5 Mart1979’daVoyagerI,buuyduyayaklaşıpfotoğrafınıçektiğinde,Io’nunçokşaşırtıcı bir özelliği ortaya çıkmıştır: Io’da püsküren yanardağlar vardır.

Yaklaşık20yılsonraJüpitersisteminde8yıl incelemeyapanGalileouzayaracı,Io’da300’üaşkınetkin yanardağ saptamıştır. Io’nun kükürtdioksitten oluşan ince bir atmosferi, yüzeyinde de devkalderalarvelavgöllerivardır.Kütleçekimiazolduğundan,Dünya’dakilerdençokdahayüksekolan

(bazıları 16 km’yi bulan) yanardağlardan 300 km yükseğe kadar duman ve gaz püskürür. Bupüskürmeler Hubble Uzay Teleskopu’yla bile gözlenebilir. Io, bütün Güneş Sistemi’nde volkanikolarak en etkin gökcismidir. İçi eriyik haldedir. Bunun nedeni de Jüpiter ’in muazzam kütleçekimkuvvetidir.Io’nunçemberdeğildebirazbasıkbirelipsşeklindeolanyörüngesinedeniyle,bugüçlükütleçekimkuvveti,yörüngesigezegeneçokyakınolanIo’nunüzerindebirgelgitetkisiyaratır.Buetki de uydunun içindekimaddelerin her tur sırasında zaman zaman sıkışmasına, zaman zaman dagevşemesineyolaçar.Io,Jüpiter ’eenyakınkonumdayken(42saattebir)tıpkısıkıştırılanbirbalongibi,ekvatoru100mkadarşişkinleşirvekutuplarıbasıklaşır.Budurumuydununiçindekimaddelerinsürekli sürtünmesineve ısıüretmesineyolaçar.Bu ısıdakabuğun altındaki kayaların eriyikhaldekalmasını sağlar. Yanardağların yakın çevresinin dışında Io’nun ortalama yüzey sıcaklığı -150°Ckadarsoğuktur.

Galileo’nun1610’dayaptığıgökyüzügözlemlerisırasındaçizdiğiJüpitervedörtbüyükuydusu.

İkinci yakın uydu Europa’nın girintisi çıkıntısı olmayan, neredeyse pürüzsüz buzdan bir yüzeyivardır. Yüzey sıcaklığı -160°C kadardır. Ama bu yüzeyde de yüzlerce çatlak ve kırık bulunur. Buhaliyleyeryüzündekidonmuşgöllerinyüzeyiniandırır.İlkbakıştayaşamiçinuygunbiryerdeğilmişgibigörünür.Amagerçektehiçdeöyledeğildir;Jüpiter ’ingüçlükütleçekimkuvveti,buuydunundaiç kısımlarının ısınmasına yol açar. Bu nedenle yüzeydeki buzdan tabakanın ancak 10-20 kmkalınlığında olduğu, onun altındaysa yaklaşık 100 km derinliğinde tuzlu sudan bir okyanusunbulunduğu tahmin ediliyor. Eğer bu gerçekse, Europa’da Dünya’dakinin iki katı kadar su vardemektir.BusıradışıdurumdaEuropa’yıçoközelbirkonumayükseltiyor.Çünküsudemekyaşamolasılığıdemektir.Europa,biliminsanlarınıngözündeGüneşSistemi’ndeyaşamınbulunmaolasılığıenyüksekgökcisimlerininbaşındageliyor.Kalınbuztabakasısayesindetehlikelikozmikışınlardankorunanve ancakDünya’dakiokyanuslarkadar soğukolanbukaranlıkokyanusta, yaşamınortayaçıkmış olma olasılığının çok yüksek olduğu düşünülüyor. Hatta bazı bilim insanları Europa’nınokyanus tabanında tıpkı Dünya’dakilere benzeyen hidrotermal bacaların bile olabileceğini tahminediyorlar.Jüpiter ’in üçüncü büyük uydusu, Güneş Sistemi’nin de en büyük uydusu olan Ganymede’dir. Buuydununyüzeyinde2-4milyaryaşındaçarpmakraterlerivardır.Uydudaçokfazlatektoniketkinlikyadaerozyonolmadığıiçinbukraterlermilyarlarcayıldırkorunabilmiştir.Ay’ınbeşkatıkadarbüyükolanbuuydunundaiçibüyükolasılıklasıcaktırveeriyikbirtabakasıvardır.Çünküzayıfdaolsabirmanyetikalanıbulunur.

Jüpiter’inuydularıgezegenegöreçokküçükkalır.BuuydulararasındaenbüyüklerindenIo,volkanikolarakçoketkindir.ÜsttesoldaIoveJüpiter’edüşengölgesi,sağdaiseIo’nunyanardağlarındanbirinin

püskürürkençekilmişfotoğrafıgörülüyor.

Callisto, dört büyük uydu arasında Jüpiter ’e en uzak olanıdır. Yüzeyinerdeyse tümüyle kraterlerle kaplıdır. Bunlar ağır bombardıman dönemindeoluşmuşkraterlerdirvehiçbozulmadangünümüzekadarkorunmuşlardır.Enyakın uydu Io’nun yüzeyi volkanik etkinliklerle içindeki magmanın yüzeye

çıkmasıylasürekliyenilenirken,Callisto’nunyüzeyi4milyaryıldırhiçdeğişmemiştir.

24-Satürnnasılbirgezegendir?

GüneşSistemi’ninikincibüyükgezegeniolanSatürn,gecegökyüzündeçıplakgözlefarkedilebilenson gezegendir. Bu nedenle tarihöncesi dönemden beri insanlar tarafından bilinir. Teleskoplugözlemlerdehiçbir gezegengüzellikte onunla yarışamaz.GüneşSistemi’ninkuşkusuz en fotojenikgezegenidir.UzayaraçlarındangelenherSatürnfotoğrafısankibirkartpostalgibidir.Satürn’e ilişkinbilgilerimizinneredeyse tümünü1997’de fırlatılanCassiniadlıuzayaracıylaeldeettik.CassinidetıpkıGalileoveVoyager2gibiGüneşSistemihakkındakibilgilerimiziçokarttıran,düşüncelerimizde devrim yaratan ve yeni kuramların ortaya atılmasını sağlayan uzay araçlarındanbiridir. Cassini, yedi yıl süren 1,4 milyar kilometrelik bir yolculuktan sonra Satürn sistemineulaşmıştır.Satürn, Güneş’e, Jüpiter ’den yaklaşık iki kat daha uzaktır. Çapı, Dünya’nın çapının neredeyse 10katıdır. Bu da onu hacim olarak Dünya’nın 765 katı büyük yapar. Tıpkı Jüpiter gibi o da bir gazdevidir.Nevarkikütlesiyalnızca95Dünyakütlesikadardır.Sonuçolarak0,69g/cm3 yoğunluklaGüneşSistemi’ninyoğunluğuendüşükgezegenidir.Satürn’üniçyapısı,Jüpiter ’iniçyapısınabenzer.Ancakondanbirazdahaküçükolduğundanmetalikhidrojen tabakası o kadar kalın değildir. Tıpkı Jüpiter gibi Satürn’ün demerkezinde 10-20Dünyabüyüklüğünde, ama Dünya’dan daha yoğun, katı bir çekirdek olduğu düşünülmektedir. Satürn,Jüpiter ’dendahasoğuktur.HemGüneş’tendahauzakolduğuiçindahaazenerjialır,hemdeürettiğiiçısısıJüpiter ’dendahadüşüktür.AmaatmosferindeoluşanrüzgârlarvejetakımlarıJüpiter ’inkilerebenzer,hattaonlardandahahızlıdır.Ekvatordaesenrüzgârlarınhızısaatte1500km’yibulur.GezegeninyüzeyiJüpiter ’inkikadarrenklideğildir.Buluttabakasınınüstündehidrojen,amonyakvemetandanoluşanbirsistabakasısüreklibulunduğundandevgezegenhepsarımsıgörünür.Satürn’ünatmosferindedetıpkıJüpiter ’inatmosferindeolduğugibibulutkuşaklarıvardır.Bulutlarınüstündekisıcaklıkortalama-180°Ckadardır.

Europa’nınçiziklerle(derinyarıklar)dolubuzdanyüzeyininancak10-20kmkalınlığındaolduğudüşünülüyor.Buztabakasınınaltındadayaklaşık100kmderinliğindetuzlusudanbirokyanusunbulunduğutahminediliyor.BudaEuropa’yıGüneşSistemi’ndeyaşamın

bulunmaolasılığıenyüksekyerlerindenbiriyapıyor.

Atmosferinde tıpkı Jüpiter ’dekilere benzeyen, ama daha küçük boyutlu, yine de Dünya’dakilerinyüzlercekatıbüyüklüktefırtınalarolur.Jüpiter ’dekilerdenfarklıolarakSatürn’dekifırtınalarınyapısıyeryüzündekilerebenzer(Başkagezegenlerdekifırtınaları incelemek,onlarıaraştırmakyeryüzündegerçekleşenfırtınalarıdaha iyianlamamızayardımcıolur).Ancakbufırtınalarıngüçlerinineredenaldığıhâlâtamolarakbilinememektedir.Satürn’ün de bir manyetik alanı vardır. Bu alanının varlığı Pioneer 11 uzay aracının 1979’dagezegenin yakınındangeçişi sırasında anlaşılmıştır.Güneş rüzgârının şekillendirmesiyle büyükbirbalonşeklinialanbumanyetikalan(yanimanyetosfer)Satürn’eyakınbütüngökcisimlerinietkiler.AncakJüpiter ’ingüçlümanyetosferininneredeyse20’debirigücündedir;basıncın1atmosferolduğuyükseklikteyse yaklaşık Dünya’nınki kadardır. Satürn’ün manyetosferiyle etkileşen Güneş rüzgârı,gezegenin kutuplarında auroraların oluşmasına yol açar. Dünya’dakinden farklı olarak Satürn’ünmanyetikkutuplarıgezegeninekseniyleneredeysetamörtüşür.Hiç kuşkusuz Satürn’ün en dikkat çekici özelliği halkalarıdır.Gezegenin ekvator düzleminde yeralan bu halkalar küçükbir teleskopla bile görülebilir.Onları ilk gören kişiGalilei olmuştur.AmaGalilei’nin teleskopu çok güçsüz olduğundan, o, gördüklerinin halka olduğunu anlayamamıştır.Ondan 45 yıl sonra Christian Huygens halkaları görmüş ve bir bütün olmayıp birçok bölümdenoluştuklarını farketmiştir.Halkalaruzaktan, tekparçakatıdisklergibigörünür.Gerçektendeuzunbir süre onların katı birer cisim olduğu düşünülmüştür. Ancak 1857’de James Clerck Maxwellhalkaların çok küçük parçalardan oluştuğunu kanıtlamıştır. Halkalar trilyonlarca küçük parçadanoluşur.Buküçükparçalarsubuzundandır.Boyutlarımilimetreninbindebirinden10-15m’yekadardeğişir. Genellikle santimetre ya dametre ölçeğindedirler. Halkaları oluşturan parçalar, Satürn’ünçevresindesaatteortalama30.000-60.000kmhızladöner.Budönüşlersırasındasüreklibirbirleriyleçarpışaçarpışaufalanmışlardırveufalanmayadevamederler.

GüneşSistemi’ninenfotojenikgezegenihiçkuşkusuzSatürn’dür.

Halka sisteminin genişliği Satürn’ün yarıçapı kadardır: 60.000 km (Dev gezegenden halkalarınucuna kadar olan aralığa her iki yanda da beşer Dünya sığar). Halkaların kalınlığıysa şaşırtıcıderecedeküçüktür:Yalnızca100m.Böylesinebüyükçaplı, amaaynı zamandabudenlide incebirsistemigözönündecanlandırmakiçinçapı1,2kmolan(amakalınlığıaynıkalan)birmüzikCD’sidüşünebilirsiniz. Halkalardaki madde miktarı da gerçekte çok azdır. Bütün parçalar, parçacıklartoplanabilseydi; çapı ancak 600 km (İstanbul’dan Antalya’ya kadar olan) buzdan bir küreoluştururlardı.Halkalardakiparçaların,birtürlüoluşamamışbiruyduyadaSatürn’eçokyaklaşmışbirkuyrukluyıldızındöküntüleriolduğudüşünülmektedir.Hergezegeninçevresinde,gezegeninkütlesinegöredeğişenuzaklıkta,Rochesınırıdiyebilinenbirsınırvardır.Busınırdave sınırınaltında,gezegeninkütleçekiminedeniyleoluşangelgitkuvvetleriöyle büyük olur ki, çevredeki parçacıkların bir araya gelip bir bütün oluşturmasını engeller.Satürn’ünhalkaları,budevgezegeninRochesınırınıniçindeyeralır.Bazı gökbilimcilere göre halkalar, Satürn’ün oluşumu sırasında 4,56milyar yıl önce oluşmuştur.AncakhalkalarSatürnilebirlikteoluşmuşolsaydı,onlarınçoktanortadankalkmışolmasıgerekirdi.Çünkühalkalarıoluşturanparçacıklarsürekliveyüksekhızlarlabirbiriyleçarpışır.Buçarpışmalarınsonucunda da ya Satürn’e düşerler ya da uzaya kaçarlar.Ne var ki halkalar hâlâ yerinde duruyor.Belki şimdilik bilinemeyen bir etki nedeniyle oradadırlar; belki de Satürn kadar yaşlı değil degençtirler. Örneğin yalnızca birkaç yüz milyon yıllıktırlar ve yok olma süreçlerinin başındaolabilirler.Gerçektendebirçokgökbilimcihalkalarınsonradanoluştuğunudüşünmektedir.Amanezamanoluştuklarıhakkındapeknetöngörüleryoktur.Benzerbirşekildebirkaçyüzmilyonyıliçindehalkaları oluşturan küçük parçaların, sürekli birbirleriyle çarpışmalarının sonucunda çokküçülecekleriveSatürn’edüşecekleriyadauzayafırlatılacaklarıdüşünülmektedir.Bir başka olasılık da, parçacıkların ufalanıp yok olma sürecine, bir de şimdilik bilinmeyen biryenilenme sürecinin eşlik ediyor olmasıdır. Yani çevreden gelen küçüklü büyüklü asteroit vekuyrukluyıldızlarparçalanarakhalkalarasürekliyenimalzemesağlıyorolabilir.Satürn,büyüklüğüvesıradışıhalkasistemiylegerçektendeetkileyicibirgezegendir.Aslındaonunuydularıdaonunkadarilginçveetkileyicidir.62uydusuylaSatürndetıpkıJüpitergibibaşlıbaşınabirsistemdir.Uydularınınbüyükbölümübuzdandır.13’ününçapı50km’denbüyüktür.Gerikalan49uyduarasında1kmçaplıolanlarbilevardır.Yörüngesisaptanmış62uydudanbaşkayüzlerceminikuydusu daha olduğu tahmin ediliyor.Uyduların 24’ü düzgün, sıradan (Satürn ile birlikte oluşmuş)uydulardır.Yörüngelerivehareketleriincelendiğinde,gerikalan38uydununyakalanmışasteroitlerolduğudüşünülmektedir.

Satürn’ünuydularıarasındaenilginçolanıkuşkusuzTitan’dır.AslındaGüneşSistemi’ndekibüyükuydularınhepsidebirbirindenfarklıözelliklertaşıyansıradışıuydulardırvehepsideçokilginçtir.Satürn’ün en büyük,Güneş Sistemi’nin de ikinci büyük uydusu olan Titan (Ay’dan yüzde 50 dahabüyüktür) yoğun bir atmosferi olan tek uydudur. Ayrıca yüzeyinde Dünya’dan başka sıvı olduğubilinen ikinci gökcismidir. Titan’dan gelen ışıkların spektrumlarından, uydunun azot ağırlıklı biratmosferiolduğuuzunzamandırbiliniyor.Uzayaraçlarınıngözlemlerinegöre,atmosferindeyüzde98,4 oranında azot vemetan bulunur. Güneş Sistemi’nde Dünya’dan başka azot ağırlıklı kalın biratmosferiolantekgökcismiTitan’dır.Uydununyüzeybasıncıdayeryüzündekineçokyakındır:1,5-2atmosfer.Nevarkiortalamayüzeysıcaklığı-180°C’tır.

Satürn’ünçevresindeçokgenişbirdiskoluşturanhalkalar,gerçekte100m’dendahaincedirveSatürn’ünyanındaçokincebirşeritgibikalırlar.

TemelhedeflerindenbiriTitan’ıincelemekolanCassiniuzayaracı,uyduyudeğişik dalga boylarında gözlemlemiştir. Kalın bulut ve sis tabakasınıgeçemeyen görünür ışık ışınlarına karşın, kızılötesi ışınlarla ve radyodalgalarıyla yapılan gözlemlerin sonucunda, Titan yüzeyinin haritasıçıkartılmıştır.Ay’danbaşkaGüneşSistemi’ndeözelolarak incelenenvebiruzaysondasıgönderilerekaraştırılanikinciuyduTitan’dır.14Ocak 2005’teCassini’den ayrılanHuygens adlı sondaTitan’a indirildi.

İniş sırasındabir yandanatmosfer incelendi, bir yandanda fotoğraflar çekildi.Çekilen fotoğraflarırmakbenzeriyapılarınyanısıra,kıyışeridinebenzeyenoluşumlarınvebulutlarınolduğunuortayakoydu. Huygens paraşütleri sayesinde yüzeye yumuşak bir iniş gerçekleştirdi. Titan yüzeyininyeryüzüneçokbenzediğianlaşıldı.TıpkıDünya’daolduğugibiTitan’ınyüzeyindededağlar,vadiler,düzlüklerhattaçöllerdegörülendevkumullarvardı.AmabelkihepsindendeönemlisiTitan’ınyoğunve Dünya’nın oluşumundan kısa bir süre sonra oluşan ikinci atmosferine (ilki Ay’ın oluşumusırasındayokolmuştu)benzeyenbiratmosferininoluşuydu.NevarkiDünya’nınilkdönemlerindekikoşullarlagünümüzTitan’ınınkoşullarıarasındaönemlibirdefarkvardı:yüzeysıcaklığı.Güneş’ten1,4milyarkilometreuzakolanTitan’ınyüzeyindesıvıhaldesubulunamaz.Çünküortalamasıcaklık-180°C kadardır. Ancak Titan’ın kalın atmosferi tıpkı Dünya ve Venüs’te olduğu gibi sera etkisiyaratır ve yüzey sıcaklığının olması gerekenden yüksek olmasına yol açar. Gerçekten de Titanbulunduğu konuma göre çevresindeki cisimlerden daha sıcaktır. Uydunun yüzey şekilleriniyeryüzündekiler gibi oyup şekillendiren sıvı, su değil metandır. Cassini ve Huygens’ten alınanverileregöre,Titan’dametanyağmurlarıyağıyor,metanırmaklarıakıyorvebuırmaklardametangöllerinedökülüyorolmalıydı.Budurumdabilim insanlarına, sıvımetanın içindebir türyaşamınortayaçıkmışolabileceğinidüşündürmektedir.NASAveESA,Titan’ıincelemekveolasıyaşambiçimleriniaraştırmakiçin2020’debiruzayaracıgöndermeyiplanlıyor.BuuzayaracındaTitan’ınçevresindeyörüngeyegirecekbiruydu,göllerdenbirinedalacakbirsondaveatmosferdedolaşacakbirbalonyeralacak.CassinigörevininenetkileyicigözlemlerindenbazılarıdaSatürn’ünbirbaşkauydusuEnceladus’a

yönelik olanlardı. Enceladus yaklaşık 500 km çapında büyükçe bir uydudur. Gerek Voyager ’ıngerekse Cassini’nin gönderdiği fotoğraflara göre, Enceladus’un albedosu yüksekti; yüzeyinde azsayıdakratervardı,yaniyüzeyigençti.AmaCassini2005’teEnceladus’tadahaöncehiçbilinmeyen,sıradışıbirvolkaniketkinlikgözlemledi.Yüzeyibuzdanolanuydunungüneyyarımküresindekibirbölgede,yüzeydenbinlercekilometreyükseğegazpüskürmelerioluyordu.Yüzlerceyanardağ(belkigayzer demek daha doğru olur) lav yerine gaz ve buz parçaları püskürtüyordu. Analizlerinsonucundapüskürtülengazınsubuharıolduğuortayaçıktı.Cassini’yiyönlendirenekip,uzayaracınıEnceladus’a yöneltti. Uydunun 25 km kadar üstünden geçen Cassini, gayzerlerden püskürenmaddelerin içinde azot, metan, amonyak ve başka bazı organik maddeler olduğunu gözlemledi.Enceladus’taherhangibirjeolojiketkinlikyoktu.Ancakbuminikuydudayaşamiçingerekenhemenherşeybulunuyordu:Enerjikaynağı,su,azotveorganikmaddeler.BugözlemdensonraEnceladus,Güneş Sistemi’ndeki yaşam araştırması yapılacak gökcisimleri listesinin başlarında bir yerediniverdi.Enceladus’un iç bölgelerinde sıcakmagma bulunmasının nedeninin, tıpkı Io’nun Jüpiter ’in gelgitkuvvetlerininetkisindekalmasıgibi,Enceladus’undaSatürn’üngüçlügelgitkuvvetlerininetkisindekalmasıolduğudüşünülüyor.BiliminsanlarınınplanlarınıyapmayabaşladıklarışeylerdenbiridebirgünSatürn’egönderilecekbiruzayaracınınEnceladus’abirsondabırakması;busondanınyüzeydekibuzu delerek sıvı su rezervuarlarından birine ulaşması ve orada yaşamın izlerini araştırmasıdır.Suyun olduğu yerde mikroorganizma düzeyinde yaşamın bulunma olasılığı hep vardır. AyrıcaEnceladus’unbuztabakasıEuropa’nınbuztabakasındançokdahaincedir.

25-GüneşSistemi’ninbuzdevlerinelerdir?

Voyager2,Eylül1981’deSatürnsistemindenayrıldıvesaatte60.000km’likbirhızla -uzaydahergünyaklaşık1,5milyonkilometreyolalarak-4yıl5aysürenbiryolculuktansonra,Ocak1986’daUranüs’e ulaştı.UranüsGüneşSistemi’nin üçüncübüyükgezegenidir.AdınıYunanmitolojisindekiGökyüzü Tanrısından alır. Bu, teleskopla keşfedilen ilk gezegendir. Aslında Uranüs, açık birgökyüzünde çıplak gözle görülebilir; ancak çok yavaş ilerlediğinden bir gezegen olduğu hiç farkedilememiştir. Teleskopla bakıldığında soluk mavimsi yeşil bir daire şeklinde görünür. Uranüs’üünlügökbilimciWilliamHerschel1781’dekeşfetmiştir.GezegeninGüneş’euzaklığı19ABkadardır-yaniDünya’nınGüneş’euzaklığının19katı.Kendieksenindekidönüşünü17,25saatte tamamlayangezegen,Güneş’inçevresindekibirturunuda84yıldatamamlar.BirbaşkadeyişlebirUranüsyılı84Dünyayılıdır.

Titan’ınGüneşSistemi’ndeözelbiryerivar:Çevresindekalıncabiratmosferiolanveyüzeyindesıvıbulunantekgökcismi.Dünya’dasuyunoynadığırolü,Titan’dametanoynuyorveyüzeyişekillendiriyor.BuhaliyleTitan,

GüneşSistemi’ndeyaşamınortayaçıkmışolabileceğiengüçlüadaylardanbiridir.

Voyager2yakınındangeçenekadarUranüshakkındaçokazşeybiliniyordu.HernekadarUranüs’ünhemhacmihemdekütlesiJüpiterveSatürn’egöreoldukçaküçükolsa da, 63Dünya hacmi ve 14,5Dünya kütlesiyle o, yine de dev bir gezegendir.Uranüs’ünoluşumukendindenöncekidevleregöredahayavaşolmuştur.BudurumUranüs’ün iç yapısının da öteki dev gezegenlerden biraz farklı olmasına yolaçmıştır. Uranüs, öngüneşin T-tauri aşamasına girmesinden önceki dönemde,çevresindekigazvetozbulutundanpekdefazlahidrojenvehelyumtoplayamamıştır.JüpiterveSatürn’denfarklıolarakbuikitemelelementUranüs’ünkütlesininancakyüzde 5-15’ini oluşturur; kütlesinin yüzde 60-75’i buzdan ve yüzde 20-25’i dekayadanoluşur.GökbilimcilerbuyapısalfarktandolayıUranüs’üzamanzaman“buzdevi”diyedenitelendirir.Jüpiter ve Satürn’ün tersineUranüs’ün yoğunluğu yüksektir. Çünkü gezegenin iç

bölgeleri yalnızca hidrojen ve helyumdan değil, su,metan ve amonyak gibi çeşitli ve görece ağırmaddelerdenoluşur.Eniçtekikayadançekirdeğinçevresindesudanbir tabakavardır.Onudasaranhidrojenvehelyumdanoluşanbirmantobulunur.Buyapıbirgaztabakasıylakuşatılmıştır.BütündevgezegenlerdeolduğugibiUranüs’tedeayakbasılabilecek,katıbiryüzeyyoktur.Uranüs’ünatmosferiJüpiterveSatürn’ünkigibihareketlideğildir.Renklibulutkuşaklarıdayoktur.Uranüs’ünatmosferiGüneşSistemi’ninensoğuğudur;atmosferinüstkesimlerindesıcaklık-215°C’akadardüşer.Zamanzamanbu soğukatmosferde saattekihızı 600km’yi aşan fırtınalarolur. İlk iki gazdeviGüneş’tenaldıkları ısıdan daha fazlasını uzaya yayar. Üretilen ısı nedeniyle de bu iki dev gezegeninatmosferlerinde şiddetli olaylar yaşanır.Nevar kiUranüs’te durumçok farklıdır.Gezegenin iç ısıkaynağı bir nedenle durmuştur. İlginç yapıları olan Jüpiter ve Satürn’den sonra Uranüs, biliminsanlarında biraz hayal kırıklığı yaratmıştır. Kalın atmosferinin altında ne olduğuna ilişkinneredeysehiçbirbilgieldeedilememiştir.Yalnızbugezegeniötekigezegenlerdenfarklıkılanilginçbirözellikvardır:Uranüs’ünekseneğimi98°dir. Yani ekseni neredeyse yörünge düzlemine paraleldir. Bu nedenle bir kutbu yaklaşık 21 yılboyuncaaydınlıkolur;sonrayavaşyavaşkaranlıkdönemegirerve21yılboyuncadakaranlıkkalır.Gezegenineksenininbusıradışıeğimininnedenihâlâtamolarakanlaşılamamıştır.Bunuaçıklamakiçinençokbenimsenengörüş,gezegeninoluşumundankısabirsüresonrabaşındançokşiddetlibirçarpışmanıngeçmişolduğudur.

Satürn’ünaltıncıbüyükuydusuolanEnceladus’unçapıyalnızca500kmveyüzeyalanıdayaklaşıkTürkiyekadardır.YüzeyibuzlakaplıEnceladus’ungüneykutupbölgesindesubuharıveazotpüsküren

gayzerlerkeşfedilince,jeolojikolaraketkinveyaşambarındırmaolasılığıdayüksekbirgökcismiolduğuanlaşılmıştır.

Uranüs’ündegüçlübirmanyetikalanıvardır.Buna,içbölgelerindekibuzdantabakanın içindeki akımların yol açtığı tahmin ediliyor. Uranüs’ün manyetikkutuplarıilecoğrafikutuplarıarasında60°farkvardır.

Busıradışıdurgunluktakidevgezegeninuydularıpekdekendisigibideğildir.Bilinen27uydununadlarıShakespeareveAlexanderPope’uneserlerindekikarakterlerdenseçilmiştir.Çapı450km’denbüyükbeşuydusuMiranda,Ariel,Umbriel,TitaniaveOberon’dur.EnbüyükuydusuMiranda,sankideğişikbölümleri farklı gökcisimlerindengelmişgibi görünür.Uzakgeçmiştebaşındanbüyükbirçarpışmageçmiş vebu çarpışmadaparçalananuydukütleçekimkuvvetinin etkisiyle bir süre sonrayeniden toparlanmışgibidir.Ancakkopanparçalar, ilkkonumlarındanfarklıyerlere -hemdesankibazılarıtersyüzolmuşşekilde-yapışmışgibigörünür.18. yüzyılın sonlarında keşfedilen Uranüs’ün yörüngesi, 19. yüzyılın başlarında hesaplanmıştı.AncakUranüszamanzamanyörüngesindeolmasıgerektiğiyerlerdeolmuyordu.Gökbilimcilerbuduruma, o zaman henüz keşfedilmemiş bir başka gezegenin kütleçekim etkisinin yol açıyorolabileceğinidüşündüler.Sonradabuvarsayımsalgezegeninolasıyörüngesinihesapladılar.Böyleceo yörünge üzerinde gözlemlere başlandı. Gerçekten de 1846’da Johann Galle tarafından yeni birgezegenkeşfedildi.Gezegeningerçekyörüngesi,dahaöncedenhesaplananyörüngedenyalnızca1°uzaktı.Neptün’ünkeşfiNewton’ınkütleçekimyasalarınınbüyükbirbaşarısıolarakgörüldü;çünküyörünge hesapları o yasalara göre yapılmıştı. Bu yeni gezegene Roma mitolojisinde Satürn’ünoğullarındanbiriolanDenizTanrısınınadıverildi.

Uranüs’ünenilginçyanları,neredeyseekliptiğeparalelolanekseniileparçalanmışdasonrayenidenbirleşmişgibiduranbüyükuydusuMiranda’dır.

Neptün’ünçapıDünya’nınçapınınyaklaşıkdörtkatı,hacmide60katıdır.Neptün’ünaslındabirfırtınasistemiolanBüyükKoyuLekesi,

Voyager2tarafındangözlemlenmişti.

Neptün, Güneş Sistemi’nin son gezegenidir.Teleskopolmadangörülmeolasılığıyoktur.Güneş’eortalama uzaklığı 30AB’dir.Bu nedenleNeptün’denGüneş, Dünya’dan göründüğünden yaklaşık 900 katdahasoluk(ancakparlayanbirnoktakadar)görünür.Böylesine geniş bir yörüngesi olan dev gezegen,

Güneş’inçevresindekibirturunu165yıldatamamlar.Voyager 2, Uranüs’ten ayrıldıktan 3,5 yıl kadar sonra Neptün’e ulaşabilmiştir. Böylece Neptünhakkında ilk kez bilgi sahibi olma şansı, keşfinden 143 yıl sonra yakalanmıştır. Büyüklük ve yapıaçısından Uranüs’ün ikiz kardeşi olarak görülür. Çapı Dünya’nın çapının yaklaşık 4 katıdır;Uranüs’ünkindenyüzde3dahaküçüktür.BudaonuhacmenDünya’nınyaklaşık60katıbüyükyapar.Nevarkibütündevgezegenlergibi,Neptündekendieksenindeçokhızlıdöner.Kendieksenindebirdönüşünü16saat7dakikadatamamlar.Ekseni29°eğiktir.GüneşSistemi’nin songezegeniNeptün’eyönelikkızılötesi gözlemler, gezegenin içbölgelerininsıcak ve konvektif olduğunu ortaya koymuştur.Gezegenin iç yapısı aslındaUranüs’ünkine benzer;ancakNeptün’deondabulunmayanbir “iç ısı kaynağı” vardır.Gezegeninbüyükmanyetik alanınınkaynağınında sıcakve sıvı haldeki içbölgelerininhareketi olduğudüşünülür.Neptün’ünmanyetikalanı,Dünya’nınkininyaklaşık25katıdahagüçlüdür.Manyetikkutuplarıdadönüşekseniyleyaklaşık50°lik açı yapar. Neptün’ünmerkezinde, 16.000 km çapında kayadan –belki de buzdan– küçük birçekirdekbulunduğudüşünülüyor.2Buçekirdeğisıvısuvemetandanbirtabakakuşatır.Atmosferindehidrojen, helyum, etan ve metan bulunur. Gezegenin tabakaları arasında, Dünya’da olduğu gibi,keskingeçişleryoktur.2)Gaz devlerinin iç yapılarına, hele helemerkezlerindeki ağır elementlerden oluştuğu düşünülen çekirdeklerine yönelik bilgiler çokazdır.Dahadoğrusueldekiverilerintümüdedolaylıgözlemleredayanır.Neptün, Uranüs’e göre Güneş’ten 1,5 milyar km daha uzaktır. Buna karşın atmosferi çok dahahareketlidir.İçısıkaynağınedeniyle,atmosferindeşiddetlifırtınalarolur.Bufırtınalardarüzgârhızızamanzamansaatte2200km’yibileaşar.Neptün,GüneşSistemi’ninenrüzgârlıgezegenidir.BazenatmosferindeJüpiter ’dekilerebenzeyenkoyuvebüyüklekeleroluşur.Voyager2bunlardanyaklaşıkDünya büyüklüğünde olan birini 1989’da gözlemlemiştir.Ancak 1994’teNeptün’e çevrilenHubbleUzayTeleskopu,bulekeyigörememiştir.Birerfırtınasistemiolanbubüyük,koyulekelerhızlıbirşekilde oluşur, birkaç yıl varlığını sürdürür ve sonra yine kısa bir sürede yok olurlar. Bunlarınoluşumlarıhakkındaelimizdeçokazbilgivardır.Bütündevgezegenlerdeolduğugibi,Neptün’dedebirhalkasistemivardır.AncakSatürn’üngenişveparlakbuzdanhalkalarınakarşılık,Neptün’ünhalkalarıdatıpkıUranüs’ünhalkalarıgibizayıfvekoyurenklidir.Uydularındanbiridiğerlerinegörebüyüktür.Bilinen13doğaluydusuarasındabüyükolanıTriton’dur.Çapı2707kmolanTriton’unçoğunluğuazotolanveiçindemetandabulunançokince bir atmosferi vardır. Triton, Neptün’ün çevresinde, böyle büyük bir uydudan beklenmeyecekşekilde,tersyöndedöner.BunedenleTritonçokbüyükolasılıklaNeptünilebirlikteoluşmamış,çoksonralarıNeptüntarafındankapılmıştır.Triton-235°C’lıkyüzeysıcaklığıylaGüneşSistemi’ndekiensoğukgökcismidir.Triton’datıpkıEnceladus’unsubuharıpüskürengayzerlerinebenzeyen,amasu

buharı yerine 15 km kadar yükseğe azot püsküren gayzerler vardır. Bunların püskürttüğü azot, buyükseklikteçokhızlıesenbirjetakımınakapılırveyatayilerler.Neptünsisteminingözlenmesiylebirlikte,Voyager2’nin tarihselgörevininçokbüyükbirbölümütamamlanmıştır. Asteroit Kuşağı’nın ötesindeki dev gezegenler olan Jüpiter, Satürn, Uranüs veNeptün’e uğrayan uzay aracı ,bu gezegenler ve Güneş Sistemi hakkında ufuk açıcı bilgiler vefotoğraflar göndermiştir. Voyager 2, şu andaDünya’dan 17,4milyar km ötedeGüneş Sistemi’ninsınırlarından çıkmış, yıldızlararası uzayda yolculuğuna devam ediyor. Plütonyum 238’inbozunmasındaneldeedilentermikelektrikenerjisininenaz2020’yekadaryeteceğihesaplanıyorveotarihtensonraVoyager2’densinyalalınamayacağıdüşünülüyor.

26-Cücegezegennedir?

21. yüzyılın ilk beş yılında Güneş Sistemi’nde gerçekleştirilen bazı keşifler bilim insanlarını“gezegen” tanımını gözden geçirmeye zorlamıştır. 2006’da toplanan Uluslararası AstronomiBirliği’ncedebazıyenitanımlaryapılmıştır.Bunagörebirgökcisminingezegenolabilmesiiçinüçtemelölçütüsağlıyorolmasıgerekmektedir:1)Güneş’in(yadabirbaşkayıldızın)çevresindedönüyorolmalıdır.2)Küreselbiryapısıolacakdenlikütlesibüyükolmalıdır.3)Yakınçevresini“temizlemiş”olmalıdır.Burada “temizlemiş olmak”tan anlaşılan şey, bulunduğu bölgede -yörüngesi civarında-kütleçekimsel olarak egemen olması, yani yakın çevresinde kendisine yakın büyüklükte başkagökcisimlerininolmamasıdır.Bir gökcisminin cüce gezegen olabilmesi için ise, yukarıdaki koşullardan ilk ikisini sağlamasıyeterlidir. Ancak bunlara ek olarak herhangi bir gökcisminin uydusu olmaması da gerekir. Cücegezegenlerin kütlesinin alt ve üst sınırları tanımlanmamıştır.Alt sınırı “küresel yapı”yı sağlayacakolanhidrostatikdengebelirler.Nevarkihidrostatikdengedegökcismininiçeriğinebağlıdır.GüneşSistemi’ndeşimdilik5cücegezegenbulunuyor:Ceres(çapı975km),Plüton(çapı2300km),Eris(çapı2400-2600kmarasında),Haumea(çapı1050-1400kmarasında)veMakeMake(çapı1300-1900 km arasında). Ancak Kuiper Kuşağı olarak bilinen bölgede, henüz gözlemlenmemiş 40-200arasında cüce gezegen olabileceği tahmin ediliyor. Hatta ileride Kuiper Kuşağı’nın ötesi deincelenebildiğinde,busayının2000’ekadarçıkabileceğidüşünülüyor.20. yüzyılın başlarında keşfedilenPlüton 2006’ya kadar gezegen kabul ediliyordu.En uzak ve enküçükgezegenoydu.Güneş’tenDünya’ya8dakika20saniyedegelengüneşışınlarıDünya’nınyüzde0,6’sıkadarbüyükolanPlüton’a5saattenuzunbirsüredeancakulaşır.Plütonartıkbircücegezegenolarakkabulediliyor.Güneş’e5,9milyarkmuzaktakibucücegezegenindörtuydusuvardır:Charon,Nix,HydraveS/2011P1.İkincicücegezegenCeres1801’de-bugünAsteroitKuşağıolarakbilinenbölgede-keşfedilmişveilköncegezegenolaraksınıflandırılmıştır.Ancakobölgedesürekliyeniveküçükgökcisimlerininkeşfedilmesigökbilimcilerirahatsızetmiştir.Sonundayenibulunanlarlabirliktegezegensayısı20’yiaşıncaCeresvesonbulunan“minik”gezegenler1822’degezegenliktençıkartılmışveozamaniçinyenikabuledilen“asteroit”sınıfınasokulmuştur.2006’dayapılancücegezegentanımınauyduğuiçindeartıkbirkezdahakategorideğiştirmişvecücegezegenolaraksınıflandırılmayabaşlanmıştır.

Triton’da15kmkadaryükseğeazotpüskürtengayzerlervardır.

Güneş Sistemi’nin üçüncü cüce gezegeni Eris’tir. İlk kez Ocak 2005’te gözlemlenen Eris,Plüton’dandahabüyüktür.ŞimdilikenbüyükveenuzakcücegezegenolanEris’in,Dysnomiaadlıbiruydusuvardır.Eris,Güneş’inçevresindekibirturunu557yıldatamamlar.2010’daGüneş’eenuzakkonumundayeralmıştır(97,5AB).DördüncücücegezegenHaumea,tıpkıPlütongibi,KuiperKuşağı’ndakicücegezegenlerdenbiridir.KuiperKuşağı,AsteroitKuşağı’nabenzeyenbirkuşaktır.Yapılanhesapve tahminleregöre, içindebinlerce gökcismi bulunur. Böyle bir kuşağın var olması gerektiği 1930’lu yıllardan beri zamanzamanilerisürülmüştür.Nevarki“kuşak”1951’dekonuylailgilibirmakaleyayımlayanGerardP.Kuiper ’ın adıyla anılır: Halbuki kendisi günümüzde böyle bir kuşağın kalmadığını düşünüyordu.1990’lıyıllarakadarböylebirkuşağınvarlığınıgösterenhiçbirgökcismisaptanamamıştır.Sonunda1990’lıyıllarınbaşındailkKuiperKuşağıcismigörüldü.SonrakeşiflerinarkasıkesilmediveKuiperKuşağı’nınvarlığıkesinolarakkanıtlandı.Burası,Güneş’e30-55ABuzaklıkta (4,5-7,5milyarkmaralığında) simit şeklinde bir bölgedir. Asteroit Kuşağı’ndan yaklaşık 20 kat daha geniştir vegökcisimlerinin toplam kütlesi de 20-200 kat daha büyüktür. Tıpkı Asteroit Kuşağı gibi GüneşSistemi’nin oluşumundan kalan “küçük” döküntüleri içerir. Ancak bu kuşaktaki gökcisimleriasteroitlerden daha büyüktür ve yapıları da daha çok kuyrukluyıldızların yapısını andırır:Buzdandırlar.Gökbilimcilerbubölgedeçapı100km’ninüstünde70.000’iaşkıngökcismiolduğunutahminediyor.NevarkihepsinintoplamkütlesiDünya’nınancakondabirikadardır.Tıpkı Plüton gibi bir başka cüce gezegen Haumea da bu kuşağın bir üyesidir. Haumea 2004’tekeşfedilmiştir.Hi’iakaveNamakaadlıikiuydusuvardır.Haumea’nınyörüngesiGüneş’tenortalama43ABuzaklıktadır.Güneş’inçevresindekibirturunu283yıldatamamlar.Mart2005’tekeşfedilenvebirKuiperKuşağıcismiolanMakeMakesonuncucücegezegendir.Hiçuydusuyoktur.MakeMake’nin yörüngesiGüneş’ten ortalama52ABuzaklıktadır.Bu cüce gezegenGüneş’inçevresindekibirturunu310yıldatamamlar.

27-Yıldızkaymasınedir?

SoldaPlütonveüçuydusuilesağdaHaumeaveikiuydusugörülüyor.

Gökyüzünün açık olduğu bir gece, ışık kirliliğinin de olmadığı bir yerde,gökyüzündeyıldızkaymasıgörmeolasılığınızyüksektir.Halkarasında“akanyıldız” ya da “kayan yıldız” diye adlandırılan bu ışık gösterisine biliminsanları meteor der. Meteorların oluşmasına yol açanlar, yıldızlar değildir.Aslında meteor uzayda değil, atmosferde -yerden 75 km ile 100 km arasıyükseklikte- gerçekleşen bir ışık olayıdır. Her gün Dünya’ya bin tonunüzerindeuzaytozuveminikgöktaşı“dökülür”.Bunların,çapı10m’yekadarolanlarına meteoroit denir. Meteoroitler, asteroit ya da kuyrukluyıldızlardankopan parçalardır. Bunların arasında birkaç milimetre ile birkaç santimetreçapındaolanlar, saatte 10.000km ile 70.000kmarasındabir hızla atmosferegirip renkli ve çok parlak ışıklar çıkararak “yanar” ve buharlaşırlar.

Atmosferin bir parçası olurlar. Geceleri “yıldız kayması” olarak gördüklerimiz, işte buparlamalardır. Meteoroitlerin içerdiği maddelerin türüne göre parlamaların rengi değişir. Eğeratmosferegirenmeteoroitdahabüyükse,yanmasüresi-yanigökyüzündegörünmesüresi-dahauzunolur ve daha parlak görünür. Boyutları metrelerle ölçülenler, kütlelerinin büyük bölümünüatmosferdeyitirmelerinekarşın,yeryüzüneulaşabilir.Bunlardagenellikleokyanuslarayada insanyerleşiminin olmadığı boş alanlara düşer.3 Yeryüzüne her gün düşen binlerce minik meteoridinarasındaortalamabirtane40cmçapındameteoritolur;yeryüzüneulaşabilenmeteoroitleremeteoritdenir.Yıldaortalamabirtane4mçapındaveyüzyıldabirde20mçapındameteoritDünya’yaçarpar.Yeryüzüne düşen -çarpan- göktaşlarının büyüklükleriyle düşme sıklıkları ters orantılıdır. Çapı 300m’denbüyükasteroitlerdenher2milyonyıldabirtaneDünya’yaçarparveçapıyaklaşık5km’likbirkrater oluşturmanınyanı sıra, düştüğübölgede (yüzbinlercekilometrekarelikbir alanda)bölgeselbiryıkımayolaçar.3)İnsanyerleşimleriDünyayüzeyindeyüzde5’dendahaazyerkapladığıiçin,istatistikselolarakmeteorlardahaçokinsanyerleşimleridışınadüşer.Yılınbelligecelerindeyıldızkaymasısayısındaartışolur.BunlarAy’ınveışıkkirliliğininolmadığıyerlerden izlendiğinde, gerçekten de çok etkileyici görüntüler sunar.Bu olaylarameteor yağmurudenir. Böyle gecelerde saatte ortalama 20-100 kayan yıldız görebilirsiniz. Bunun nedeni, o sıradaDünya’nın uzayın meteoroitlerle dolu bir bölgesinden geçiyor olmasıdır. Meteoroitlerle dolubölgeler,aslındabirzamanlarbazıkuyrukluyıldızlarıngeçtiğivekuyruklarındakidöküntülerigeridebıraktığıyörüngelerdir.Gökbilimciler kuyrukluyıldızlara “kirli kartopları” da der. Çünkü bir kuyrukluyıldızın büyükbölümünübuzveküçükkayaparçaları,taşlarvetozoluşturur.Kuyrukluyıldız,yörüngesininGüneş’euzakbölgelerindeykenbuiçerik,donmuşbirhaldebirbirinesıkışekildebağlıdurur.KuyrukluyıldızGüneş’eyaklaştıkçabuzerirvebuharlaşır.Kuyrukluyıldızıoluşturanmaddeartıkgevşekbirşekildebir aradadır. Zamanla küçük taşlar ve tozlar da gazlarla birlikte ana kütleden geride kalır vekuyrukluyıldızınmilyonlarcakilometreuzunluktakikuyruğunuoluşturur.Kuyruktakibuparçalardan

bir bölümü kuyrukluyıldızla bağını koparıp yörünge üzerinde kalır. Böylece tıpkı gezegenler vekuyrukluyıldızlar gibi bu döküntüler deGüneş’in çevresindedönmeyebaşlarlar.Ne zamanDünya,döküntülerlekaplı buyörüngelerdenbirinin içindengeçse, ogünDünya’yaher zamankindendahaçoksayıdameteoroitdüşer!Yanidahaçokkayanyıldızgörülür.Eğerkuyrukluyıldızbirkaçayyadabirkaç yıl gibi kısa bir süre önce geçmişse, arkasında bol miktarda yeni döküntü bırakmış olur.Dünya böylesi bir yörüngenin içinden geçerken meteor sayısında sıra dışı bir artış olur. Bu özelgecelerde,saattebinlerceyıldızkaymasıgözlemlenebilir.Buolayameteorfırtınasıdenir.

BeyazşeritlegösterilenNeptün’ünyörüngesindensonrabaşlayan,30-55ABaralığındayeralan,simitşeklindekibölgeyeKuiperKuşağıdenir.

Kayan yıldızlar kadar sık olmasa da, birkaç yılda bir Güneş Sistemi’nin iç bölgelerine girenkuyrukluyıldızlar da geceleri gökyüzünde etkileyici bir görüntü oluşturur, hem de uzun bir süre.Küçük çekirdeklerinin çevresi yaklaşık 100.000 km çaplı parlak bir gaz ve toz bulutuyla kaplanır.Kuyrukluyıldız büyükse, arkasında (Güneş’in tersi yönde) milyonlarca, hatta on milyonlarcakilometre uzunluğunda parlak bir kuyruk oluşur. Bu kuyruk hep Güneş’e ters yönde olur; çünkügüneşrüzgârıdağınıkhaldekibuhafifmaddelerisürekliGüneş’intersiyönedoğru“üfürür”.Böylesikuyrukluyıldızlar geceleri gökyüzünde çok daha güzel görünür. Kuyrukluyıldızlar içeriklerininbüyük bölümünün buz, taş, toz ve gaz olmasıyla ve bunların birbirine gevşek bir biçimdebağlanmasıylaasteroitlerdenayrılır.

KuyrukluyıldızlarınkuyruklarıherzamanGüneş’intersiyöndeuzar.KuyrukluyıldızlarOrtaçağAvrupası’ndauğursuzolaylarınhabercisiolarakgörülürdü.

Heryıl12-13AğustostarihlerindePerseidmeteoryağmuruenüstdüzeyeçıkar.Bugecelerdeışıkkirliliğininolmadığıbölgelerde,saatteortalama50kayanyıldızgörmekolasıdır.PerseidmeteoryağmurunaSwift-Tuttlekuyrukluyıldızınıngeridebıraktığıdöküntüleryolaçar.LewisSwiftveHoraceTuttletarafından,birbirlerindenbağımsızolarak,1862’dekeşfedilenbukuyrukluyıldızınperiyodu135

yıldır.

GüneşSistemi’ndemilyonlarcakuyrukluyıldızvardır.Şuanadeğinancak900kadarınınyörüngesisaptanabilmiştir.Bunların200kadarıperiyodiktir.Kısaperiyotlukuyrukluyıldızların-yaniperiyodu20yıldankısaolanların-birçoğununperiyoduyediyıldolayındadır.KuiperKuşağı’ndangeldikleritahmin edilen bu kuyrukluyıldızların Güneş’in çevresindeki yörüngesi Jüpiter ’e kadardır vegezegenlerle aynı yönde olur. Zaten Jüpiter ’in kütleçekim etkisi nedeniyle bu bölgedehapsolmuşlardır. Bu kuyrukluyıldızların büyük bir bölümü kısa yörüngelerinde dolaşırken süreklimaddeyitirir(yörüngesindebırakır),küçülürveyokolur.KüçükbirbölümüdeJüpiter ’inkütleçekimetkisiyle Güneş Sistemi’nin uzak bölgelerine gönderilir. Orta periyotlu -periyodu 20 ile 200 yılarasında olan- ve uzun periyotlu -periyodu 200 yıldan uzun- kuyrukluyıldızlarınOortBulutu’ndan

MeteoryağmurlarıYılınbelligünlerinde(gecelerinde)olanmeteoryağmurlarınınsayısı70’inüzerindedir.Bunlararasındaençok“kayanyıldız”görülenbazılarışunlardır:Kuadrantidler1-5OcakLiridler15-28NisanEtaAkuaridler19Nisan-28MayısPerseidler17Temmuz-24AğustosOrionidler2Ekim-7KasımLeonidler14-21KasımGeminidler12-16Aralık

geldikleritahminedilmektedir.Bunlarınyörüngedüzlemleriekliptiklebüyükaçılaryapabilir.KuyrukluyıldızlarınDünya’nıngelişimindebüyükönemiolmuştur.Birçokgökbilimciyeryüzündekisuyun büyük bir bölümünün Dünya’ya çarpan kuyrukluyıldızlar tarafından getirildiğinidüşünmektedir.Ayrıcayaşamınortayaçıkmasındabüyükrolüolduğudüşünülenorganikmaddelerinbirbölümünündeyinekuyrukluyıldızlarlageldiğidüşünülür.

28-GüneşSistemi’niaraştırmakiçinkaçuzayaracıgönderildi?

1959’da Sovyet uzay sondası Luna 3’ün Ay’ın daha önce hiç görülmemiş arka yüzününfotoğraflarını çekip Dünya’ya göndermesiyle birlikte, uzay araçlarıyla Güneş Sistemi’ninaraştırılması çağı başlamış oldu. 50 yılda Güneş Sistemi’nin değişik köşelerine 200’e yakın uzayaracı gönderdik. Bütün gezegenleri, önemli uyduları, birçok asteroit ve kuyrukluyıldızı özelaygıtlarla yüklü bu uzay araçlarıyla inceledik. Ay’ın ve karasal gezegenlerin yüzey haritalarınıçıkarttık.Ay’a,Mars’a,Venüs’eveSatürn’ünuydusuTitan’aaraçlarindirdik.HernekadarinsanlıgörevlerDünya’yayakınyörüngelerlesınırlıkalsada,son30yıldaGüneş’evegezegenlere yönelik uzay araçlı araştırmalar sayesinde Güneş Sistemi’ne ilişkin bilimsel birikimmuazzambirartışgösterdi.

Güneş1990’lıyıllarakadaryalnızcaGüneş’eyöneliksekizibaşarılıdokuzuzayaracıGüneş’inçevresindedeğişikyörüngelereoturtulmuştu.1990’lıyıllardangünümüzekadarsa,Güneş’iincelemekiçinyediuzayaracıdahafırlatıldı.Bunlarınhepsidebaşarılıolmuştur.OnlarsayesindeGüneş’inyapısınavegüneş patlamalarına ilişkin ayrıntılı bilgiler elde edilmiştir. 2015’te NASA ve ESA (Avrupa UzayAjansı),Güneş’iincelemekiçinbireruzayaracıdahagöndermeyiplanlamaktadır.

MerkürGüneş’eenyakıngezegenMerkür,enazaraştırılangezegenlerdenbiridir.1974’teNASAtarafından

fırlatılanMariner10’dansonrayalnızca2008’deyineNASA’nıngönderdiğiMessengeruzayaracıylaincelenmiştir.Messenger hâlâMerkür ’ün çevresinde dönüyor ve bu küçük gezegeni inceliyor. BuuzayaracıMart2011’deMerkür ’ünyörüngesinegirmiştir. JaponyaUzayAjansıJAXAileESA’nınortaklaşa geliştirdikleri BepiColombo adlı uzay aracının da 2014’te Merkür ’e gönderilmesiplanlanıyor.

VenüsGezegenlerarasındainsanlarınençokilgisiniçekenlerdenbiriVenüsolmuştur.BoyutlarınedeniyleDünya’nınikizkardeşigibidir.Ancakyüzeykoşullarıtambircehennemiandırır.1961ile1990yıllarıarasındaABDveSSCBbusıcakgezegeniincelemekamacıyla38uzayaracıgöndermiştir.Bunlardanancak20’sibaşarıylageriyeverigönderebilmiştir.1990’dansonraNASA,ESAveJAXA’yaaitaltıuzay aracı Venüs’ü incelemiştir. Şu anda ESA’nın Venüs Express adlı bir uzay aracı, gezegeninçevresinde,onunbiryapayuydusuolarakdönüyorveDünya’yabusıcakgezegenhakkındasürekliverigönderiyor.Rusya’nınuzayajansıRFSAveNASA2013’teVenüs’ebireruzayaracıgöndermeyiplanlıyorlar.

DünyaUzayaraçlarıylaincelenengezegenlerdenbirideDünya’dır.Değişikülkelerinuzayajanslarıaskeriamaçlı,küreselkonumlamayaveiletişimeyönelikuydularınındışında,bugünedeğinbilimselyadaticariamaçlıolarak110dolayındaDünyagözlemuydusufırlatmıştır.

Neptün’ünötesindeyeralansimitşeklindekiKuiperKuşağı’ndaküçüklübüyüklübirmilyardolayındagökcismibulunduğutahminediliyor.Bunlarınbüyükbölümüyörüngelerindekararlıbirşekildedönselerde,bazenaralarındanbiri,gazdevigezegenlerdenbirininkütleçekimetkisiyleyörüngesindensapar.Çokbasıkbirelipsşeklindekiyenibiryörüngeyegirervekısaperiyotlubirkuyrukluyıldızoluverir.GüneşSistemi’niniçlerinedoğruyolalmayabaşlar.UzunperiyotlukuyrukluyıldızlarınkaynağıolarakgörülenbölgeyseKuiperKuşağı’nındaötesindeyeralanveonukuşatanOortBulutu’dur.OortBulutu’nunküreselbiryapısıvardır;yanionuoluşturangökcisimleriGüneş’inçevresinde-ekliptikgibibellibirdüzlemindolaylarındadeğilde-küreselbirdağılımgösterir.Sınırlarıtamolarakbilinmesede,50.000ABuzaklığakadaruzandığıtahminedilmektedir.OortBulutu’nuniçerdiği1km’denbüyükçaplıtrilyonlarcagökcisminindetoplamkütlesininyaklaşıkbeşDünyakütlesikadarolduğudüşünülmektedir.Yukarıdakiresimde-resmesığabilmesiiçin-OortBulutu’nunçapıbindebiroranındaküçültülmüştür.OortBulutuOortBulutuNeptün’ünyörüngesiKuiperKuşağı

AyDünya’yı saymazsak, bütün gökcisimleri arasında en çok uzay aracı gönderilen ve incelenengökcismikuşkusuzAy’dır.Uzayçalışmalarınınbaşladığı1950’liyıllardaAy’ıhedefleyenvedördüdışındahepsidebaşarısızolan14uzayaracıfırlatılmıştı.BunlardanLuna1(SSCB-Ocak1959)Ay’ailk yakın uçuşu (6000 km) gerçekleştirmiştir. Ardından ABD’nin Pioneer 4’ü (Mart 1959) Ay’ın60.000 km yakınından (!) geçmiştir. Luna 2 (Eylül 1959) Ay’a düşürülen, Luna 3 de (Ekim 1959)Ay’ınkaranlıkyüzününfotoğraflarınıçekenilkuzayaraçlarıolmuştur.ABD ile SSCB’nin arasında Ay yarışının yaşandığı 1960’lı yıllarda, Apollo 11’in yüzey aracıKartal’ınAy’ainişinekadar,değişikamaçlarlaAy’ıhedefleyen50uzayaracıfırlatılmıştır.Bunlardanancak26’sıamacınaulaşabilmiştir.Buamaçlar;-Ay’ınyakınındangeçiponunfotoğraflarınıçekme,-Ay’ınçevresindeyörüngeyegirme,

-Ay’adüşme,-Ay’ainme,-UzaktankumandaylaAyyüzeyindeilerleme,-Ay’dantaş,toprakörneğitoplayıpyeryüzünegetirmeşeklindedeğişiyordu.1970’ten 1976’ya kadarAy’a gitmesi için 5’i insanlı 19 uzay aracı daha fırlatıldı.Bunlardan biriinsanlı uzay aracı (Apollo 13) olmak üzere, üçü dışında hepsi başarılı oldu. SSCB, Ay’a insangönderemedi ama Ay’a gönderdiği robot uzay araçları Ay’ın yüzeyinde araştırmalar yaptı; tıpkıgünümüzdeNASA’nınMars’takiyüzeyaraçlarıgibi.HattaüçuzayaracıLuna16,Luna20veLuna24Ay’aindivetopladığı320gramAytoprağınıDünya’yagetirdi.

Voyager1veVoyager2ikizuzayaraçlarıdır.AğustosveEylül1977’defırlatılmışlardır.GönderdiklerisarsıcıfotoğrafveverilerleGüneşSistemi’neveEvren’ebakışaçımızdadevrimyapmışlardır.

Ay, 1990’lı yıllarla birlikte bir kez daha çekici bir gökcismi haline geldi.Bukezonuhedefleyenülkeler arasına Japonya,AB,Hindistan veÇin de katıldı. 1990’dan bugüne değin dokuzu yörüngearacıolmaküzere12uzayaracıAy’agönderildi.ŞuandaABD’ninLunarReconnaissanceOrbiterveÇin’inCheng’e2adlıuzayaraçlarıAy’ınçevresindedönüyorveDünya’yauydusuhakkındaayrıntılıveriaktarıyorlar.2015’e kadar Ay’a ABD iki, Rusya, Çin, Japonya ve Hindistan da birer uzay aracı göndermeyiplanlıyor.BunlardanbaşkabirdeRusya-Hindistanortakyapımıbiruzayaracı2013’tefırlatılacak.BuaraçtaAyyüzeyindedolaşacakbirrobotaraçdabulunacak.

MarsBoyutları açısından Dünya’ya en benzeyen gezegen Venüs’tür ama, daha küçük olmasına karşınyüzeykoşullarıaçısındanyeryüzüneenyakınolandaMars’tır.OnedenleuzayaracıgönderilerekençokincelenengezegendeMarsolmuştur.BugünedeğinMars’atoplam41uzayaracıgönderilmiştir.Bunların bazıları yalnızca Mars’ın yakınından geçmiş ve fotoğraflarını çekmiştir; bazıları (18’i)gezegeninyörüngesinegiripyıllarcaonunuydusuolmuşveçokdeğerlibilgilergöndermiştir.BazıuzayaraçlarıysaMars’ınyüzeyine inmiştir (6araç)veMars’ınyüzeyine,yapısına ilişkinbilgilerinyanısıra,KızılGezegen’deyaşamolupolmadığınailişkinverilerdegöndermişlerdir(Şuanadeğinyaşama ilişkinherhangibir ize rastlanamamıştır).BugünlerdeMars’ınyüzeyindebirveçevresinde

deüçuzayaracıDünya’yaverigöndermeyisürdürüyor.

AsteroitlerAsteroitKuşağı’ndakiasteroitlereyönelikuzayaraçlıaraştırmalarınıntarihiçokeskilereuzanmaz.Bu alanda araştırmalar 1990’lı yıllarda başlamıştır. İlk olarak 1991’de NASA’nın Jüpiter ’egönderdiği Galileo adlı uzay aracı, Güneş Sistemi’nin iç bölgelerinde yer alan gezegenlerinkütleçekim alanlarından yararlanarak hız kazanmak için yol alırken, Asteroit Kuşağı’nınyakınlarındandageçmişti.Ogeçişi sırasındabüyükasteroitlerden951Gaspra’nın1600kmötedenfotoğraflarını çekmişti. Böylece ilk kez bir asteroitin yakın plan görüntüleri elde edilmiştir. DahasonraGalileo1993’te243Ida’nın240.000kmyakınındangeçerkenonundafotoğraflarınıçekmiştir.Daha sonraNASA’nınNEARShoemaker,DeeoSpace1,Stardust veNewHorizonsuzay araçlarıylaESA’nın Rosetta ve JAXA’nın Hayabusa uzay araçları asteroitleri yakından gözlemiştir. HattaHayabusa,sıradışıbirişyaparak,25143ItokawaadlıasteroittenörnektoplayarakTemmuz2010’daDünya’yagetirmiştir.NASA,bubölgedeyeralan,amaartıkbircücegezegenolanCeres’inçevresindeyörüngeyegirecekbiruzayaracını2015’tefırlatmayıplanlıyor.

JüpiterGüneşSistemi’ninenbüyükgezegeniJüpiter,Pioneer10,Pioneer11,Voyager2,CassiniveNewHorizons uzay araçlarında incelenmiştir.Ancak Jüpiter ’e ve onun sıra dışı uydularına yönelik asılaraştırmayı 1989’da fırlatılan ve 1995 ile 2003 tarihleri arasında Jüpiter sisteminde değişikyörüngelerdekalan2,3 tonlukGalileouzayaracıyapmıştır.NASA,2011’de JunoadlıuzayaracınıJüpiter ’i incelemek amacıyla fırlatacaktır. Juno’nun Jüpiter ’in yörüngesine 2016’da girmesibekleniyor.

Luna17ileAy’agönderilenLunokhod1yüzeyaracı,Kasım1970’denEkim1971’ekadarAyyüzeyini,uzaktankumandaylainceleyipyeryüzüneverivefotoğrafgöndermişti.

SatürnPioneer10,Pioneer11,Voyager2uzayaraçlarıJüpiter ’iincelediktensonrayollarınadevametmişveSatürn’üdegözlemlemiştir.AncakVoyagerlargerçektebirdençokgezegeni, ilkkez incelemeyiamaçlayanuzayaraçlarıydı.

Satürn’ü asıl araştıran ve çok değerli bilgiler elde eden uzay aracı Cassini’dir. Titan’a bıraktığıHuygens adlı sonda, uydunun hem atmosferini hem de yüzeyini incelemiştir. Huygens, Dünya’danbaşkabirgezegeninuydusunainenilkuzayaracıdır.

BuzdevleriUranüs ve Neptün yalnızca Voyager 2 tarafından incelenmiştir. Ocak 2006’da fırlatılan NewHorizonsadlıuzayaracının2015’tePlüton’avarmasıbekleniyor.ArtıkbircücegezegenkabuledilenPlüton’uveonunuydularını inceleyecekolanNewHorizonsdahasonraKuiperKuşağıcisimlerinigözlemlemeküzereyolunadevamedecek.

Lunokhod’dan27yılsonrabukezNASA,MarsyüzeyiniincelemekiçinSojourneradlıbiryüzeyrobotugönderdi.Çokbaşarılıolanbugörevdensonra2004’teikizyüzeyaraçlarıSpiritveOpportunitygönderildi.BuyüzeyaraçlarıdanOpportunity2004’tenbuyana

çalışmalarınısürdürüyor.

1985’tenbuyanakuyrukluyıldızlardauzayaraçlarıylayakından inceleniyor.ÜnlükuyrukluyıldızHalley’in 1986’da Güneş’e yakın geçişi sırasında onu gözlemlemek için altı uzay aracı fırlatıldı.Halley’denbaşkabaştaEncke,Wild,Tempel-Tuttleolmaküzere15kuyrukluyıldızuzayaraçlarıylayakındanincelenmiştir.UzunbirsüreGüneşSistemi’nindeğişikgezegen,uyduvebaşkagökcisimleriniinceleyenPioneer10, Pioneer 11, Voyager 1 ve Voyager 2 uzay araçları, uzayda değişik yönlerde ilerlemelerinisürdürüyor. 1972 ve 1973’te fırlatılan Pioneerlarla, bu uzay araçlarının enerji kaynaklarınıntükenmesi nedeniyle, iletişim kesildi. 1977’de birer ay arayla fırlatılan Voyagerlarla ise iletişimin2020’ye değin sürmesi bekleniyor. Bu dört uzay aracı gezegenlere yönelik gözlemlerini yaptıktansonra Güneş Sistemi’nin dışına doğru -farklı yönlerde- ilerlemeyi sürdürecekler. Voyager 1 şusıralarGüneş’ten116AB,yani17,4milyarkmuzaktayolunadevamediyor.Voyager2iseGüneş’ten95,2AB,yani14,2milyarkmuzaktayolunadevamediyor.ŞusıralarPlüton’adoğruyolalanNewHorizons da tıpkı Voyagerlar ve Pioneerlar gibi Güneş Sistemi’nin dışına doğru ilerleyişini

sürdürecek.GüneşSitemi’neyönelikuzaydanyapılanaraştırmavegözlemleryalnızcauzayaraçlarıylasınırlıdeğil, bir de çok değerli bilgi kaynağı olan uzay teleskopları var. Bunlar arasında en iyi bilinenikuşkusuz 1990’da yörüngeye yerleştirilen Hubble Uzay Teleskopu’dur. Ancak çeşitlidalgaboylarındaki ışıklarla (gamma ışınlarıyla, X - ışınlarıyla, morötesi ışıkla, görünür ışıkla,kızılötesi ışınlarla, mikrodalgalarla ve radyo dalgalarıyla) çalışan 79 uzay teleskopu değişiktarihlerde Dünya’nın ya da Güneş’in çevresinde yörüngeye yerleştirilmiştir. Güneş Sistemi veEvren’eyönelikaraştırmalardabunlardançokyararlanılmıştır.Bu teleskopların37’sihalendeğişikyörüngelerde çalışmasını sürdürüyor. Önümüzdeki 10 yıl içinde de 15 yeni ve güçlü uzayteleskopunundahafırlatılmasıplanlanıyor.

3.Bölüm-BÜYÜKÖLÇEKLİEVREN

29-Evren’debaşkayaşamvarmı?

400 yıldır teleskoplarla, 80 yıldır radyoteleskoplarla ve yaklaşık 50 yıldır da uzay araçlarıylayakınımızdaki-uzağımızdakiEvrenköşeleriniaraştırıyor, inceliyoruz.Dünya’yaEvren’eveyaşamabakışımızı değiştiren çok şey öğrendik, ancak hâlâ en merak ettiğimiz konulardan birini açıklığakavuşturamadık:AcabaEvren’deDünya’danbaşkabiryerdeyaşamvarmı?Evren’deyaşamaraştırmaları temelde ikikoldan ilerliyor.BirincikoldaGüneşSistemi’ndebaşkabirgezegendeyadauyduda,belkidebirasteroitte,mikroorganizmayadadahaüstdüzeycanlılarınvarlığına yönelik araştırmalar yer alıyor. İkinci koldaysa Evren’in herhangi bir köşesindekendileriyle iletişim kurabileceğimiz kadar akıllı canlılardan gelecek radyodalgalarını yakalamayayönelikaraştırmalarbulunuyor.Dünyadaki ilk televizyon yayını 1936’da yapılan Berlin Olimpiyatları ile birlikte Almanya’dabaşlamıştı. O günden bu yana Evren’e radyodalgalarıyla kendimizle ilgili sürekli görüntülergönderiyoruz.Uzayda ışıkhızıyla ilerleyenbudalgalar şuanda75 ışıkyılı çaplıbirküre içindekibütünyıldızlaraveonların-varsa-gezegenlerineulaşmışdurumdadır.Eğeroralardabizimkigibibirteknoloji geliştirmiş canlılar yaşıyorsa, bu yayınları yakalayabilir ve bize yanıt verebilirler. Aynışekilde bizim de Evren’in herhangi bir köşesinde yaşayan zeki canlıların gönderdiği iletileriyakalamaşansımızvar.Tekyapmamızgerekenuygunvegüçlükulaklarla (radyoteleskoplar)uzayıdinlemek.Buişi25yıldıryapanbirkurumdazatenvar:SETIEnstitüsü.

ATA’nın42teleskoplukilkaşamasıtamamlandıve2007’deçalışmayabaşladı.

1984’te kurulan SETI Enstitüsü(4) Evren’de yaşamın kökenini, doğasını ve yaygınlığını anlayıpaçıklamaya çalışan, kâr amacı gütmeyen bir organizasyon, devlet desteği almayan bir kuruluştur.EskidenbüyükteleskoplarlaheryılbellivesınırlızamanlardaSETIçalışmalarıyürütülüyordu.AmaartıkATAvar.ATA(AlanTelescopeArray-AlanTeleskopDizisi),1997’deKaliforniya’dakiSETIEnstitüsü’ndeortaya atılan bir fikir üzerine geliştirilen bir birleşik teleskop projesidir. Bilgisayar ve iletişimteknolojilerindekigelişmelersayesindeçoksayıdaküçükteleskoptanoluşanATAProjesi’ninamacı2020’debir hektarlıkbir alanda (100mx100m)herbiri 6,1mçaplı, aynıdoğrultuda350küçükteleskoptanoluşanbirleşikbirteleskopyapmaktır;bütünteleskoplaraynı

1963’teABD’deOhioDevletÜniversitesi’nde80dönümlükbirarazideKraus-tarzıbirbüyükradyoteleskopkuruldu.BüyükKulakadıverilenburadyoteleskoplailkvesürekliSETIçalışmasıbaşlatıldı.Çalışmalaryandakigolfsahasınıbüyütmekiçinradyoteleskopun

söküldüğü1995yılınakadarsürdürüldü.

anda,aynıyönehareketedecek.Bubirleşikteleskop100mçaplıbüyükbirteleskopgibiçalışacak.Amacı karanlık madde ve karanlık enerji araştırmaları için Samanyolu dışındaki 250.000 radyokaynağını incelemek, SETI araştırmaları için gökadamızdaki 1.000.000 yıldızı incelemek vekaradelik taraması yapmak. ATA sayesinde yıl boyu sürekli araştırma yapılacak. 2007’de 42teleskoplukilkaşaması tamamlandıveçalışmalarabaşlandı.NeyazıkkiparasalsorunlarnedeniyleNisan2011’deçalışmalaraskıyaalındı.ATAşimdiyekadaryapılmışenpahalıamaenyoğun“uzaylı”aramagirişimidir.BukonumunuSKAçalışmayabaşlayana dek koruyacak.SKAda (SquareKilometerArray -BirKilometrekareDizisi)tıpkı ATA gibi çok sayıda küçük teleskoptan oluşacak başka bir radyoteleskop projesidir. BirkilometrekarelikbiralanıkaplayacakolanSKA’nınyapımına2016’dabaşlanacakveilkgözlemlerde2019’da başlayacaktır. 20 ülkenin katılımıyla gerçekleştirilecek dev teleskopla, SETI’nin yanı sıra,gökada oluşum ve evrimi, karanlık madde ve karanlık enerji ve kozmikmanyetizma konularındaaraştırmalaryürütülecektir.Samanyolu’nda kaç zeki uygarlık olduğunu bilemiyoruz. Ancak bilimsel birtakım öngörülere ve

EvrendezekiyaşamolasılığınıverenformülN=RxfpxfcxnexflxfixL

N=Samanyolu’ndailetişimkurabileceğimizuygarlıklarınsayısıR=Samanyolu’ndaheryıldoğanyıldızsayısıfp=gezegeniolanyıldızlarınoranıfc=yaşamınortayaçıkabileceğigezegen/uyduoranıne=yörüngesiyaşanabilirbölgedeolangezegen/uyduoranıfl=zekicanlılarınortayaçıkabileceğigezegenoranıfi=iletişimkurulabilecekteknolojigeliştirmişolanlarınoranıL=uygarlığınyaşamsüresi

olasılıklaradayananbir“tahminformülü”müzvar.1961’degökbilimciFrankDrake,Samanyolu’ndailetişimkurabileceğimizzekiuygarlıksayısınıverenbirdenklemüretti.ArtıkDrakedenklemidiyeanılanbudenkleminçarpanlarınıbirtakımolasılıklaroluşturuyordu.Drake denklemi Evren’in tarihi, Güneş Sistemi’nin tarihi ve yeryüzünde yaşama ilişkinbilgilerimizedayananbirdenklemdir.Denklemdezekiuygarlıklarınvarolmasınısağlayacakbütündeğişkenlereyerverilmişti.Denklemdekiyalnızcabirdeğişkenhakkında fikrimizvardır, amagerikalanaltıdeğişkeneilişkinherhangibirşeybilmiyoruz.Böyleoluncadaodeğişkenlereçokgenişbiryelpazedeolasılıkverilebiliyor.SonuçolarakdaDrakedenklemininsonuçlarıbirbirindençokfarklıçıkabiliyor. Yine de her yıl yüzlerce bilim insanı bu denklem üzerinden tahmin yürütmeyisürdüregelmiştir.Bu eşitlikte çıkacak sonuç, eşitlikteki değişkenlerin alacağı olasılık değerlerine göre değişir.Denklemin mucidi ve SETI’nin eski başkanı Drake, 1961’de kendi olasılık oranlarına dayanarakyaptığıhesaplaSamanyolu’nda10.000zekiuygarlıkolmasıgerektiğisonucunaulaştı.(Evren’de125milyardolayındagökadaolduğudüşünülürse,bütünEvren’deiletişimkurabileceğimizzekiuygarlıksayısı10.000x125.000.000.000=1,25x1015olur.)

Drake’in hesabından 30yıl sonra, 51Pegasi’ninçevresinde dönen ilkGüneş dışı gezegenkeşfedildi. Bu gezegeninkütlesi Jüpiter ’inkininyarısı kadardı, amayıldızına çok yakınolduğundanbiryılıancak4gündü. Yüzey sıcaklığı da

1000oC’ın üzerindeydi. 51Pegasi’den sonra her yıl neredeyse yüzlerce yeni gezegen bulunmayabaşlandı. Gerçi uzun bir süre bulunanların hiçbiri yaşamı destekleyecek koşulları taşımıyordu.Gezegenleribulmaçabalarının ilk10yılındahepJüpiterbüyüklüğündeyadadahabüyük, sıcakveyıldızına yakın olduğu için hızlı dönen gezegenler bulundu. Ne var ki, daha o dönemde bilegökbilimciler,Samanyolu’ndaDünyabenzerimilyonlarcagezegenolduğundanemindiler;yalnızcakeşfedilmeyibekliyorlardı. 2007’de5Dünyakütlesindebirgezegenkeşfedildi:Gliese581c.20 ışıkyılı ötedeki Gliese581c, bir anlamda ikinci Dünya’ydı; büyüklüğündeki benzerlikten başkayıldızından uzaklığı da yaşamı destekleyecek bölgenin içinde kalıyordu. Drake denkleminde birdeğişkeneilişkiniyibirfikrimizoluşmayabaşladı.2008’deaynıyıldızınçevresindedönenbirbaşkasüperDünya keşfedildi:Gliese581d.Gerçi yaşanabilir kuşağın ötesinde kalıyordu ama, sera etkisi

gerçekleşmişsebunundayüzeyisıvısubulunmasıiçinyeterikadarılıkolabilirdi.

1974’te305mçaplıAreciboradyoteleskopuyla24.000ışıkyılıötedekiM13yıldızkümesineçokgüçlübiriletigönderildi.Zekibircanlı,ikilidüzendeyazılıveiçeriğindeinsanbedeni,DNA,Güneş

SistemiveAreciboçanağıbulunaniletiden,hakkımızdabirçokşeyöğrenebilir(Gerçiiletigönderilmedenöncebirgrupbiliminsanınaverilmişveondanneanladıklarısorulduğunda,pekçözememişler!Bellikiiletininbizdenbirazdahazekicanlılarınelinegeçmesibekleniyor).

Radyodalgalarıylagönderileniletidenbaşka,1970’liyıllardaGüneşSistemi’nindörtköşesineveoradandayıldızlararasıuzayagönderilenPioneer10,Pioneer11,Voyager1veVoyager2uzayaraçlarınabirerplakkondu.BunlardadabizimleveDünya’nın

konumuylailgilitemelbilgileryeralıyordu.Pioneerlarakonanaltınplakgörülüyor.

Bugünsekeşfedilen526gezegenden68’iDünya’yabenziyor.Bunlardan54’üdeyıldızlarınayaşamiçinuygunkoşullarınoluşabileceğiuzaklıktakiyörüngelerdedönüyor.Dünya’dayaşamınnezamanve hangi koşullarda ortaya çıktığına bakarak, bu gezegenlerin ve ileride saptanacak dahabinlercesininbirçoğundailkelyaşambiçimlerininvarolduğunudüşünmekpekdeyanlışolmaz.Uzaylıaramaçabalarımızdanbirbölümü,bizimleiletişimkurabilecekzekicanlılarayöneliktir.Ötekibölümüyseözellikleyakınçevremizde,yaniGüneşSistemi’ndeenilkelcanlıtürlerinibulmayayönelikolanıdır.Astrobiyologlargezegenlerde,uydularda,hattaasteroitvekuyrukluyıldızlardaolasımikroorganizmalarıaraştırmakiçinönceyeryüzününuçkoşullarıolanbirtakımortamlardayaşayanmikroorganizmalarıinceliyor.Böyleceuzaydacanlıararkennerelerebakmalarıgerektiğiniortayaçıkartıyorlar.Ekstramofillerdenenbugrubunüyesibazısiyanobakteriler,yeryüzündealışılmışındışındazorlubazıfizikselvekimyasalkoşullarda(aşırıtuzlu,aşırısıcakyadasoğuk,aşırıasitliyadabazlıvs.)yaşıyor.Antarktika’dakayaların1-2cmiçinde,yerinbirkaçkilometrealtındakikayalarda,ABD’dekiYellowstoneParkı’ndakiasitlisıcaksularda,okyanustabanlarındakisıcaksubacalarında100oC’yiaşansulardayaşayan,birinsanıöldürebilecekdozdaradyasyonun100katınadayanıklıbakterilervar.Astrobiyologlarzamanzamanbunlardanbazılarınıuzayagönderip,oradadayaşamlarınısürdürüpsürdüremedikleriniaraştırıyor.

Voyageruzayaraçlarınakonanaltınplak.

Dünya oluştuğunda önceleri yüzeyi kızgın eriyik kayalarla kaplıydı. Sonra yağmurlarla birlikteokyanuslar oluştu. Ama her ikisi de steril ortamlardı. Okyanuslar organik madde açısından çokyoksuldu.Öteyandangezegenlerarasıuzayorganikmaddeaçısındançokzengindir.Veuzayyalnızca100kmyukarısıdır.Oluşumundan bu yana giderek azalan sıklıkta değişik boyutlarda asteroit ve kuyrukluyıldızlargezegenimizeçarpar.Dinozorlarıveonlarlabirlikteyeryüzündekitümcanlıtürlerininyüzde70’iniyokeden10km’likasteroitgibigöktaşları,yaklaşıkheryüzmilyonyıldabirortayaçıkar.Bununlabirlikte birkaç santimetre büyüklüğünde olanlar ve daha küçükleri her gün binlerce tonu bulacakşekilde -tıpkıyağmurgibi-Dünya’yaçarpar.BugöktaşlarıGüneşSistemi’ninoluşumdönemindenyani 4,56 milyar yıl öncesinden kalan antik yapılardır. Bol miktarda organik madde içeren bugöktaşlarıGüneşSistemi’ninoluşumdönemlerindeDünya’yaçoksıkçarpıyordu.Beraberlerindedebol miktarda su ve organik madde taşıyorlardı. Uzayda dolaşan organik maddelerin yeryüzündeyaşamınortayaçıkmasındabüyükbirrolüolabilir.Yeryüzündeyaşamınortayaçıkmasınaelverişlikoşullarındüzelmesiyaklaşık800milyonyılaldı.Ondan sonraki ilk100milyonyıl içindeyaşamınortaya çıktığınıgösterenkimyasal fosil kanıtlarıvar. Buradan, eğer uygun koşullar olursa, yaşamın ortaya çıkmasının o kadar da zor olmadığıanlaşılıyor.Aynıdurumkuşkusuzbaşkagezegenlerveonlarınuydularıiçindegeçerlidir.Gezegenlerarasında, uzak geçmişte bildiğimiz anlamda yaşamı destekleyebilecek olanMars ve Venüs vardır.UydulardansaIo,Europa,EnceladusveTitanbugünbileyaşamınbulunmaolasılığıyüksekyerlerdir.Jüpiter ’inbubüyükuydularıgezegenlerineyakınyörüngelerdedöndüğündençokgüçlükütleçekimetkisi nedeniyle içleri sıcak, ama yüzeyleri buzla kaplı, olasılıkla buz tabakasının altında birerokyanusbarındıranuydulardır.EuropabelkideGüneşSistemi’ndeyaşambulmaolasılığımızınenyüksekolduğuyerdir.Dünya’dansonra en büyük ikinci okyanusun -4 milyar yıldır yüzeydeki buz tabakasının altında kalan birokyanusun- bu uyduda bulunduğuna yönelik kanıtlar giderek artıyor. Dünya’da suyun olduğu heryerdemutlakacanlılarlakarşılaşıldığıiçin,eğer

BuzdankabukYüzeyinaltındakiokyanusEuropa

Europa’da bir yeraltı okyanusu varsa, çok çeşitli canlıların da var olacağına kesin gözüylebakılıyor.Europa’dakiokyanustayeryüzündehiçolmayanbitkivehayvanlarevrimgeçirmişolabilir.NASA on yıl içinde Europa’ya inecek bir uzay aracı üzerinde çalışıyor. Bu araç uyduya indiktensonra, birkaç kilometre kalınlığındaki buzu delip aşağıdaki okyanusa ulaşacak ve onu incelemeyebaşlayacak.Jüpiter ’inbirbaşkauydusuCallisto’dadabiryeraltıokyanusuvargibigörünüyor.BelkideGüneşSistemi’nin uzak bölgelerindeki büyük uydularda, yeraltı okyanusları standart birdurumdur.Titan’daysasuyerinemetanbazlıbiryaşamçıkmışolabilir.Buyerler,bildiğimizanlamdayaşamındoğmuşolabileceğiyerlerdir.Nevarki,oralaradagitmekokadarzordurki…Ayrıcagidildiğindeoradakiyaşamıbulmakdakolaydeğildir.Örneğin35yıldırMars’aonlarcauzayaracıgönderildi.Bunlardanaltısıyüzeyebaşarıylaindiveyıllarcaaraştırdı;amacanlıizineyadafosilinerastlayamadı.

30-Kaçgezegenvar?

Güneş Sistemi’mizde sekiz gezegen vardır. Çok kısa bir süre öncesine değin gezegenlerinoluşumunaveevrimineilişkingeliştirilenkuramyalnızcabusekizgezegeneyönelikgözlemlereveonlarhakkındatoplanmışbilgileredayanıyordu.Buradanyolaçıkılarak,başkayıldızlarınçevresindedönen gezegen sistemlerinin de -eğer varsalar- benzer bir oluşum ve gelişim izlemesi gerektiğidüşünülüyordu.Örneğinbukuramagöre,gezegenleryıldızlarınaçokyakınbölgelerdeoluşamazdı.Ayrıcayıldızdançokuzakbölgelerdedegezegengruplaşmalarıolamazdı;yaniGüneşSistemi’ndeböyleydi,ozamanvarsabaşkasistemlerdedeböyleolmalıydı.1990’lı yılların başında ilk kez Güneş’ten başka yıldızların çevresinde dönen gezegenlerkeşfedilmeye başlandı. Bu keşiflerle birlikte gezegen sistemlerinin oluşum ve evrimlerine ilişkinyerleşik düşünceler de altüst oldu.Örneğin gözlemler Jüpiter büyüklüğünde hatta daha büyük bazıgezegenlerin kendi yıldızlarına Merkür ’ün Güneş’e olan uzaklığından daha yakın yörüngelerdebulunduğunu ve çok hızlı döndüklerini gösterdi. Güneş Sistemi dışında bulunan bu gezegenler(bunlara Güneş öte-gezegenler de deniyor) istisna olmaktan çıktılar; neredeyse standart durum

oldular. Bunun sonucunda Güneş Sistemi’mizdeki gezegenlerin durumunun aslında genel bir“gezegenoluşumuveevrimi”kuramınahiçdetemeloluşturamayacağıanlaşıldı.Hattabugünedeğinbulunan600dolayındagezegenveonlarınkendiyıldızlarıylaolanilişkilerigözönünealındığında,GüneşSistemi’ninbirazsıradışıözelliklertaşıdığıortayaçıktı.16. yüzyılda Kopernik’in Güneş-merkezli evren kuramının ateşli savunucusu İtalyan düşünürGiordano Bruno, geceleri gökyüzünde görünen yıldızların da aslında çevrelerinde gezegenlerindöndüğübirerGüneşolduğunuilerisürmüştüveKilisetarafındansapkınlıklasuçlanıpyakılmıştı.18.yüzyılda böyle bir olasılıktan Newton da söz etmiştir. O dönemlerde birçok gökbilimcinin aklınayatan bu düşüncenin gerçek olduğunu kanıtlamak çok zordu. 19. yüzyıl boyunca başka yıldızlarınçevresinde, ne yazık ki çok yetersiz teleskoplarla gezegen arayan birçok gökbilimci hüsranauğramıştır.Budurum20.yüzyılınortalarınadeksürmüştür.

Mart2009’dayörüngeyeyerleştirilenKeplerUzayTeleskopu(KUT)için3,5yıllıkbirçalışmasüresiöngörülüyor.Keplersürekliaynıbölgeyebakacakve150.000anakolyıldızınıinceleyecek.

ÇokgelişmişbirteleskopolanKepler’denşimdiyekadargelenverileregöreSamanyolu’ndayaşamınortayaçıkmasınaelverişligezegensayısı100milyondolayındaolabilir.

KUT’unOcak2011’dekeşfettiğigüneşdışıgezegenKepler10bileDünya’nınkarşılaştırmasıgörülüyor.HacmenDünya’dan2,7katvekütleolarakda4,6katbüyükolanbuyenigezegen560ışıkyılıötedekiKepler-10yıldızınınçevresindekeşfedilmiştir.Kepler-10

dayaklaşıkGüneşbüyüklüğündeve12milyaryaşındabiryıldızdır.

Öte-gezegenlerdenilki1992’dekeşfedildi.Hemdebugezegensıradanbiranakolyıldızınındeğil,bir nötron yıldızının çevresinde dönüyordu -nötron yıldızları, büyük kütleli yıldızların süpernovayaparakmalzemeleriniuzayasaçmasınınardındangeridekalanveneredeyse tümüylenötronlardanoluşanbüyükkütleliamaçokküçükhacimligökcisimleridir.Biranakolyıldızınınçevresindedönenilk gezegense 1995’te saptandı.O tarihlerden günümüze dek hem bu tür gezegenleri arama/bulmayöntemleriarttıvegelişti,hemdegözlemveverideğerlendirmeaygıtlarınınteknolojisiçokilerledi.2011sonlarındabaşkayıldızlarınçevresindedönen598gezegensaptanmışdurumdaydı.Yaklaşık20yıldır keşfedilen gezegenlerin büyük bölümü Jüpiter ’e benzeyen büyük gezegenlerdi. Dünyakütlesindenancakbirkaçkatbüyükolançokazsayıdagezegenkeşfedilebilmiştir.Budurumaslındagözlemveincelemeaygıtlarımızınduyarlılıkdüzeyiyleilgilidir.Dahaküçükgezegenlerikeşfetmekiçin çok daha duyarlı aygıtlar gerekir. Teknolojik olarak gelişen aygıtlarla birlikte yıldızlarınçevresinde bulunan küçük gezegenlerin sayısı da artmaya başladı. Bilim insanlarının öngörüleri,saptanmasıgüçolanküçükgezegenlerin,gelişenteknolojisayesinde,zamanladevgezegenlerisayıcageçeceğiyönündedir.COROT, ESA ile Fransız Uzay Ajansı’nın (CNES) birlikte geliştirip fırlattığı ve amacı öte-gezegenleri bulmak olan bir uzay teleskopudur. İlk gözleminiOcak 2007’de yapmıştır.Günümüzedeğin 4500 ışık yıllık bir çevrede, başka yıldızların çevresinde dönen ve Güneş Sistemi’mizebenzeyen14gezegensistemikeşfetmiştir.NASAdabaşkayıldızlarınçevresindedönenveDünya’yabenzeyengezegenlerikeşfetmekamacıylabiruzayteleskopugeliştirmiştir:KeplerUzayTeleskopu.Çokgelişmiş bir teleskopolanKepler,Mart 2009’dayörüngeyeyerleştirildi. 2011’inbaşınakadar997yıldızınçevresindedönen1235gezegenadayıgökcismisaptamıştı.Bunlarınarasında68’iDünyaboyutlarındaydıve54’üdeyıldızlarınınçevresindeki“yaşamınortayaçıkabileceği”diskiniçindeyeralıyordu.Sonbulgularagöregezegeniolanyıldızlarınyüzde20’sindebirdençokgezegenbulunuyorveyüzde6’sınınçevresindedeDünyabenzerigezegenlervar.Yavaş yavaş ortaya çıkan “büyük resim”, yıldızların çoğunun çevresinde gezegen sistemlerininbulunduğunugösteriyor.Yaklaşık200milyaryıldızınyeraldığıgökadamızSamanyolu’ndabellikibirokadardagezegenvar.Hattagezegensayısıyıldızsayısındanbileçokolabilir;çünküyıldızlarınçevresindedönengezegenlerdenbaşkayıldızlararasıuzaydabaşıboşdolaşanvesaptanmasıçokgüçolangezegenlerdevar.

Şimdiyekadarkeşfedilendışgezegenlerinyıllaragöredağılımı.

Evrenakılalmazderecedebüyüktür;onunlailgilisayılardaöyle.Samanyolu’nda200milyar(200.000.000.000)dolayındayıldızbulunuyor.Evren’dedeyaklaşık125milyardolayındagökadaolduğuhesaplanmışdurumda.Buradanyolaçıkılarakyapılankababir

hesaplaEvren’de1022(200milyarx125milyar)yıldızolduğukolaycagörülür.Her100yıldızdanbirininçevresindeGüneşSistemibenzeribirgezegensistemininbulunduğukabuledilsin;kiartıkçokdahayüksekolduğudüşünülüyor;ozamanEvren’deyaklaşık1020

gezegensistemiolduğugörülür.Evren’in13,8milyaryaşındaolduğuveGüneşSistemibenzerigezegensistemlerinindezamaniçindeeşit

aralıklarlaoluştuğukabuledilirse;birbaşkadeyişle1020gezegensisteminin13,8milyaryıliçindeeşitzamanaralıklarıyladoğduğuvarsayılırsa-bazılarıçokgenç,bazılarıdaçokyaşlıolacaktır-yapılacakbasitbirhesaplahersaatyaklaşıkbirmilyonGüneş

Sistemi’ninoluştuğuortayaçıkar.Şöylededüşünebiliriz:40yaşınagelmişbirininyaşamıboyuncaEvren’indeğişikköşelerinde700milyarGüneşSistemioluşmuştur.

31-Kahverengicücenedir?

1990’lıyıllarınortasındanitibarenEvren’eilişkinbildiklerimizvebakışaçımızçokdeğişti.Yıldızve gezegen sistemi oluşumu sürecinde hemen her kütlede gökcisminin ortaya çıkabildiğini artıkbiliyoruz. Bunlar 100 Güneş kütlesindeki büyük ana kol yıldızlarından Merkür küçüklüğündekigezegenlerekadardeğişiyor.Bugenişyelpazedeküçükve sönükyıldızlar,gazdevigezegenlerveDünya benzeri gezegenler de bulunuyor. Bir de büyüklükleri, gaz devi gezegenlerle en küçükyıldızlarınarasındayeralankahverengicücedenengökcisimlerivar.Kahverengicücelerinkütlesininaltsınırının13Jüpiterkütlesiveüstsınırında75-80Jüpiterkütlesiolduğukabulediliyor.Gerçektebu gökcisimlerinin rengi kahverengi değildir; yüzey sıcaklıklarına göre koyu kırmızı ilemacentaarasında değişir.Varlıkları 1960’lı yıllarda öngörüldüğünde, onlara “kara yıldız” ya da “kızılötesiyıldız”deniyordu.Kahverengi cüceler, yıldız olacak şekilde gelişirken, bilinmeyen bir nedenle merkezlerindekinükleer tepkimelerin durduğu ve sonra gezegen özellikleri ön plana çıkan gökcisimleridir.Bunlaryıldızlara göre küçük, gezegenlere göre de oldukça büyük kütleli olur. Yüzeyleri sıcaktır, amayıldızlar gibi parlamaz ve ışık yaymazlar. Görünür ışıktan çok kızılötesi ışın yayarlar. O nedenleoldukça sönüktürler. Hem küçük (yıldızlara göre) hem de sönük oluşlarından dolayı, kahverengicücelerinuzaydasaptanmasıdaçokzordur.1980’li yılların ikinci yarısından itibaren aranmaya başlanan kahverengi cücelerin ilki ancak1995’tegözlemlenebilmiştir.Keşfedilen ilkkahverengicüceTeide1,yaklaşık Jüpiterbüyüklüğündeama55Jüpiterkütlesindeydi;oldukçayoğunbirgökcismi.400ışıkyılıötedekiTeide1herhangibir

yıldızın çevresinde dönmeyen, yalıtılmış bir kahverengi cüceydi.Aslında bu ilk keşif sıra dışı birörnekle yapılmış. Tıpkı yıldızlar gibi o da Samanyolu’nun merkezinin çevresinde dönüyordu.Teide1’in keşfinden bu yana yüzlerce kahverengi cüce keşfedildi. Ancak bu kahverengi cücelerarasında, böyle uzayda serbest dolaşanların sayısı şimdilik bir elin parmaklarını geçmez. 1995’teGüneş’ten19ışıkyılıötedekiGliese229adlı,küçükbiranakolyıldızınınçevresindedönenbirbaşkakahverengi cüce (Gliese229B) daha keşfedilmiştir. Böylece kahverengi cüceler varsayımsalgökcisimleriolmaktançıkmış,temelgökbilimkonularındanbiriolmuştur.

Solda,ABDKaliforniya’dakiPalomarGözlemevi’ndenEkim1994’teçekilmişolan,Gliese229B’ninkeşfedildiğifotoğrafgörülüyor.SağdakifotoğrafdaHubbleUzayTeleskoputarafındanKasım1995’teçekilmişbirbaşkaGliese229Bfotoğrafıdır.

Gliese229BveTeide1kahverengicücelerininbüyüklükaçısındanGliese229Ayıldızı,GüneşveJüpiterilekarşılaştırması.

Adı Jüpiter Gliese229B Teide1 Gliese229 GüneşTipi gezegen k.cüce k.cüce yıldız yıldız

Kütlesi(Jüpiterinkütlesi) 1 30-40 55 300 1000

Yarıçapı(km) 71.500 65.000 150.000 250.000 696.000Yüzeysıcaklığı(K) 100 1000 2600 3400 5800

Gliese229BveTeide1kahverengicücelerininbüyüklükaçısındanGliese229Ayıldızı,GüneşveJüpiterilekarşılaştırması.

Bazıkahverengicücelerbiryıldızınçevresindedönerler,bazılarıbirbirininçevresindedönenikilisistemler halinde bulunurlar ve bazıları da uzayda serbestçe dolaşırlar. 2004’te keşfedilen 2M1207adlıkahverengicüceninçevresindedönenbirgezegenolduğusaptanınca,bazıkahverengicücelerin

kendigezegenleri,hattagezegensistemleribileolabileceğideanlaşılmıştır.Önceleri kahverengi cücelerin ender rastlanan gökcisimlerinden oldukları düşünülüyordu. Amabugüne değin (2011 sonlarında) 625’in üzerinde kahverengi cüce keşfedilmiş durumdadır.Gökbilimciler sürekli yenilerini keşfediyor, onları aramak ve bulmak için de yeni yöntemlergeliştiriyorlar.Ayrıcagözlemveanalizaygıtlarının teknolojisidehızla ilerliyor.NASA’nınAralık2009’da Dünya’dan 525 km uzakta yörüngeye yerleştirdiği WISE adlı X-ışını gözlem uydususayesindeGüneş Sistemi’nde daha önce gözlenemeyen asteroitler ve kuyrukluyıldızların yanı sıra,yakınçevremizdekikahverengicücelerdearanacaktır.GökbilimcilerSamanyolu’ndayıldızsayısınınyüzde1-10’ukadar(2-20milyararasında)kahverengicüceolabileceğinitahminediyor.

32-Yıldızlarınyaşamınasıldır?

Gökyüzüne bakıldığında, bütün yıldızlar sanki dev bir kürenin üzerine yerleşmiş gibi görünür.Halbuki hepsi de farklı uzaklıklarda ve büyüklüklerdedir. Bazılarının farklı parlaklık ve renkteolduğuysa, aslında ilk bakışta bile dikkat çeker. Yaklaşık 2100 yıl önce Eski Yunanlı düşünürHipparkos, 850’den çok yıldızın yerini saptamış ve onların görünür parlaklığını da belirlemişti.Hipparkosyıldızları,enparlakolanlara1değerivererek,1’den6’yakadarsıralamıştı.Günümüzdeyıldızlar,parlaklıklarınagörehâlâbusıralamatemelalınaraksıralanır.Gecelerigökyüzündegördüğümüzyıldızların“görünürparlaklığı”ikişeyebağlıdır:Oyıldızlarıngerçek(mutlak)parlaklığınavebizeolanuzaklıklarına.Yıldızlarçokuzaktır.Öyleuzaktırlarki,engüçlü teleskoplarla bile yalnızca ışık yayan büyük birer nokta şeklinde görülebilirler.Yüzeylerineilişkin şimdiye kadar en ufak bir görüntü elde edilememiştir. Böylesine sınırlı koşullardagökbilimcilerdeyıldızlarınyapısınıanlamakvedoğasınıçözmekiçinçeşitliyöntemlervebilimselmodellergeliştirmiştir.Bunlaryalnızcaoyıldızlardangelenışıklaradayananyöntemvemodellerdir.Basitbirışıkışını,kaynağınailişkinçokfazlabilgiiçerir.Yıldızlarınbüyüklükleri,onlarınparlaklıkve yüzey sıcaklıklarından, yüzey sıcaklıkları da tayflarından yararlanılarak hesaplanır.Bir yıldızınkütlesi,yıldızınneredeysebütünözelliklerini;yarıçapını,parlaklığını,yüzeysıcaklığınıvs.belirler.Yıldızların rengi, yüzey sıcaklıklarına bağlıdır. Tıpkı ısıtılan bir demirin önce kızarması, sonrasararmasıveensonundadaakkorhalegelipbeyazışıkyaymasıgibi,yıldızlardadayüzeysıcaklığırengibelirler.Ensıcakyıldızlarmavimsibeyazrenkteolur.Bunlarınyüzeysıcaklıkları7000°Cile40.000°Carasındadeğişir.Yüzeysıcaklığıendüşükyıldızlarturuncu,sarıvekırmızırenkteolurlar.SarırenkliGüneşdegerçekteyüzeysıcaklığıgörecedüşük(5500°C),küçükkütlelibiryıldızdır.Yıldızların parlaklık ve sıcaklık bilgilerinin bir arada yer aldığı ve gökbilimcilerin yaklaşıkyüzyıldır kullandığı çok önemli bir araç vardır: Hertzsprung-Russell Şeması. Bu şemayı,Danimarkalı kimyacı ve gökbilimciEjnarHertzsprung ileAmerikalı gökbilimciHenryN.Russell1910’da geliştirmiştir. Şemada yıldızların yüzey sıcaklıkları ve renkleriyle parlaklıkları arasındakiilişkigösterilir.Hertzsprung-RussellŞemasıyadakısacaH-RŞemasıdiyeanılanbuşemayabakarak,parlaklığıverengibilinenbiryıldızınyaşamınınhangievresindeolduğuanlaşılabilir.H-R Şeması, onlarca yıl boyunca yapılan gözlemlerden edinilen bilgilerle oluşturulmuştur.Gözlenen ve incelenen yıldızlar şemaya yerleştirildikçe, yıldızların aslında şemanın her yerindebulunmadığı, ama belli bazı bölgelerde toplandığı fark edilmiştir. Bu bölgelerden en çok yıldızbarındıranı,sağaltköşedenbaşlayıpsolüstköşeyedoğruçıkankavislibirhattır.Buhatta“anakol”

denir.Yıldızlarınyüzde95’ianakolüzerindediryadayaygındeyişleonlarbireranakolyıldızıdır.Ana koldaki yıldızların yüzey sıcaklıkları yüksekse, parlaklıklarının da yüksek olduğu görülür.Şemanınbirbaşkabölgesindeki,anakolunsağüstündekiyıldızlarınyüzeysıcaklıklarıdüşüktür.Bunakarşın çok da parlaktırlar; çünkü bunlar aslında ana koldan çıkmış, yaşamlarının son evresindeolduklarındanhacimleribüyümüşdevyıldızlar ilesüperdevyıldızlardır.Öteyandananakolunsolaltındaki bölgede de yüzey sıcaklıkları yüksek olmasına karşın, parlaklıkları düşük olan yıldızlarbulunur. Bunlar da beyaz cüce denen çok küçük yıldızlardır. Beyaz cüceler yaklaşık Dünyabüyüklüğündeolurlar;yaniküçükbiryıldızolanGüneş’inmilyondabirikadar.Buşemadananlaşılanşey, yıldızların gerçekte her parlaklık ve sıcaklıkta olmadığıdır. Yıldızların iç yapısındaki bazıfiziksel etkenler,onlarıyalnızcabelli sıcaklık-parlaklıkkombinasyonlarındavarolabilecek şekildesınırlar.Yıldızlar,insanlariçinbinlerceyılboyuncagizemlinesnelerolarakkalmıştır.Onlarıngizemiancakfizikte büyük atılımların yaşandığı 19. yüzyıl sonlarında çözülmeye başlanmıştır. Bir yıldızın entemel özelliği uzaya enerji yayıyor olmasıdır. Bütün yıldızların içeriğinin yüzde 98’inden çoğunuEvren’in doğuşu sırasında oluşmuş iki element, hidrojen ve helyum oluşturur. Geri kalanelementlerse yıldızın çekirdeğinde oluşur. Bir bölümü de daha önce yaşamış yıldızların içindekinükleertepkimelerdeoluşupyıldızınölümüylebirlikteuzayayayılmışelementlerdir.Yaklaşık150yıllıkgözlemlerinveincelemelerinsonucunda,yıldızlarındoğumveölümsüreçleri,nasıl bir yaşam sürdükleri ve yaşamları boyunca hangi aşamalardan geçtikleri oldukça iyianlaşılmıştır. Bu evrimi gösteren bir model oluşturulmuştur. Buna göre yıldızlar gökada içindekidevasagazvetozbulutlarınınkendiiçineçökmesiylebirkaçmilyonyıldaoluşur.Ancakiçineçökenböylebirbulutsununyıldızolabilmesiiçin,kütlesininbellibirbüyüklüğünüzerindeolmasıgerekir.Bu daGüneş kütlesinin yaklaşık yüzde 8,5’i kadardır. Kütlesi bundan daha küçük gökcisimlerindemerkezde yeterince ısı olmadığında nükleer tepkimeler başlayamaz. Yeterli kütlesi olan vekütleçekim kuvvetiyle sürekli küçülen ve dönüş hızı artan bir bulutsu, küçüldükçe ısınır veyoğunlaşır.Busıradaşeklidebirdiskiandırmayabaşlar.Merkezindemaddebirikimiartar,sıcaklıkvebasınçyükselir.Sonundamerkezdekisıcaklıknükleertepkimelerinbaşlayacağıdüzeyeerişir.Merkezdeki bu yüksek sıcaklık ve basınç ortamında maddeyi oluşturan elektron ve protonlarbirbirlerindenkopmuşbirşekildeveçokyüksekhızlardadolaşır.Busırada4proton,yanihidrojençekirdeğiçarpışarakbirhelyumçekirdeği(yenibirelement)oluşturur.Ancakhelyumçekirdeğidörtprotonun toplam kütlesinden daha hafiftir. Aradaki çok küçük kütle farkı (yüzde 0,7’lik bir fark),tepkimesırasındaçokbüyükbirenerjiyedönüşür.Ortayaçıkanmuazzamenerji,yıldızıniçindeyavaşyavaşdışadoğruilerler.Yüzeyevarıncadauzayaışıkolarakyayılır.Yıldızartıkdoğmuşveışımayabaşlamıştır.Yıldızlarınışımayabaşladıklarıandanölümbelirtilerigöstermeyebaşladıklarıanakadarsüren kararlı dönemlerine, “ana kol” dönemi denir. Bir başka deyişle yıldız bu dönemde H-RŞeması’ndakianakoldayeralır.Yıldızınmerkezindeortayaçıkanenerjininoluşturduğudışadoğrubasınç,yıldızındevkütlesininmerkeze doğru çökmesini durdurur. Kuşkusuz dışa doğru basıncı oluşturan enerji, yıldızınmerkezindendışadoğruyayılırve sonradayolunauzaydadevameder;yanikaybolur.Amagidenenerjinin yerini dolduran enerji yıldızın merkezindeki nükleer tepkimelerle sürekli yaratılır. Yanisürekliyenienerjiüretilir,takimerkezdekiyakıttükenenekadar...

GüneşkütlesindekibiryıldızınyaşamıboyuncaH-RŞeması’ndaizleyeceğiyolgörülüyor.Güneş’imizsonundabirbeyazcüceolacaktır.Sıcaklık(K)BeyazcüceGezegenbulutsusuAnakolyıldızı

Kırmızdev

Kırmızısüperdev

Parlaklık

H-RŞemasıyıldızevrimini,yaniyıldızlarınyaşamlarıboyuncahangiaşamalardangeçeceğini;büyüklüklerinin,renklerinin,yüzeysıcaklıklarınınvs.netürdeğişikliklergöstereceğiniortayakoyar.

33-Yıldızlarnasılölür?

Sekiz Güneş kütlesinden küçük yıldızlar “küçük yıldız”, ötekiler de “büyük yıldız” olaraktanımlanır.Küçükkütleliyıldızlardamerkezdekiyakıt,yanihidrojentükenince,helyum“yakılmaya”başlanır.Buandan itibarenyıldızbir anakolyıldızıolmaktançıkar.Artıkömrününsonaşamasınagelmiştir. Bu yeni süreçte, merkezde üretilen enerji ve oluşan basınç, yıldızın içine çökmesi içinçalışan kütleçekim kuvvetini dengelemenin ötesine geçer. Bunun sonucunda merkezden uzakbölgelerde (zayıf bir kütleçekimle yıldıza bağlı olan) maddeler hızla uzaya doğru genişlemeyebaşlar.Yıldızsankiikiyebölünmüşgibidir:Merkezdeışıyanveküçülen“çekirdek”veuzayadoğrugiderekgenişleyenüstkatmanlarvardır.Yıldızbirdiziaşamadangeçtiktensonrabir“kırmızıdev”olur;öylesinebüyürki,yarıçapı2-3ABkadarolabilir.Buhızlıgenişlemesürervezamanlayıldızın

dışkatmanlarıuzayayayılır.Yıldızınartıkgeridönüşüolmayanbirşekildeuzayayayılanbölümüne“gezegenimsibulutsu”denir.Busıradayıldızınçekirdeğidebirsüredahaiçineçöker.Merkeziniçineçöküşüsonaerdiğinde,geriyeçokküçükamaçokdayoğun;örneğinGüneşkütlesindeamaDünyabüyüklüğünde bir yıldız kalır. Bu tür yıldızlara beyaz cüce denir. Beyaz cücelerin kütlesi 0,2-1,3Güneş kütlesi arasında olur. Böylesi büyük bir kütlenin Dünya kadar küçük bir hacme sığmasınedeniyle,beyazcücelerinyoğunluklarıçokçokyüksektir.-1ton/cm3kadar,yanisuyunbirmilyonkatı. Samanyolu’ndaki yıldızların yüzde 95’i küçük yıldızlardır ve sonunda birer beyaz cüceolacaklardır. Beyaz cücelerin kendi enerji kaynakları olmadığından yüzey sıcaklıkları veparlaklıkları zamanla azalır ve renkleri değişir. Bunlar emekliye ayrılmış yıldızlar gibidir. Artıketkindeğillerdir.Sahipolduklarıenerjiyiuzayayayarlar.Buenerjidegiderekazalırvebeyazcücelermilyarlarcayıliçindekararır.Güneş’eenyakın100yıldızdansekizibeyazcücedir.

Yaklaşık150ışıkyılıötemizdekibeyazcüceIKPegasiB(solda)ileGüneş’in(sağda)büyüklüklerininkarşılaştırılması.

Gezegenimsibulutsuadı,keşfedildikleri18.yüzyıldateleskoplarınyetersizliğindendolayıgörünüşlerinindevgezegenlerebenzetilmesindengelir-1784’teWilliamHerschelbaktığıbirbulutsunungörünüşünüUranüs’ebenzetipbuadıvermiştir.Gezegenimsibulutsularsayesinde,yıldızlarıoluşturanmaddeyıldızlararasıortamageridöner.Bufotoğrafta,yaklaşık6800ışıkyılıötedeki

Abell39gezegenbulutsusugörülüyor.Merkezdekibeyazcüceninkütlesi0,4Güneşkütlesikadardır.Kütlesiningerikalanınıneredeysekusursuzbirküre(5ışıkyılıçaplı)şeklindeuzayayaymıştır.

Büyük kütleli yıldızların sonu, küçüklere göre oldukça farklı ve şiddetli olur. En büyük ana kolyıldızları yaklaşık 100 Güneş kütlesindedir. Böyle yıldızlarda yıldızı oluşturan maddeyi yıldızınmerkezinedoğruçekenkütleçekimkuvvetidebüyüktür.Dolayısıylayıldızınmerkezindekisıcaklıkvebasınç da daha büyük olur ve nükleer tepkimeler daha hızlı gerçekleşir. Yani daha çok hidrojenhelyuma dönüşür ve daha çok enerji ortaya çıkar. Bunun sonucunda merkezden dışa doğru olanbasınçdadahabüyükolur.Yıldızdahabüyükbirkütleçekimkuvvetiyleonakarşıkoyandahabüyükbirbasıncındengesindedir.Ancakbudurumusağlamakvesürdürmekiçinmerkezdedahaçokmaddedönüştürülür, bir anlamda “yakıt” daha hızlı tüketilir. Bu tür büyük kütleli yıldızların yüzeysıcaklıkları yüksek ve parlaklıkları büyük olur, ama çok hızlı da yakıt tükettiklerinden ömürlerikısadır.Güneş’tenonkatdahakütlelibiryıldızınömrüGüneş’inkininneredeysebindebirikadardır.Bunlardamerkezdekiyakıt tükenince,yenielementlerinyakıtolarakkullanılması sürecibaşlarvebu süreç demire kadar devameder.Merkezdedemirdenbir çekirdekoluştuktan sonra süreç durur.Yıldızı hidrostatik dengede tutan güç son kez kesilince,merkez hızla kendi içine çökmeye başlar.Kısa süren bu aşamanın sonunda yıldız süpernova denen korkunç bir patlamayla içeriğinin büyükbölümünü uzaya saçar.Bu patlama sırasında patlamanın enerjisiyle demirden daha ağır elementleroluşur ve uzaya yayılır. Patlamada yayılan ışık bir gökadanın yaydığı ışığa yakındır. Aslında birsüpernovadauzayayayılanenerjininancakonbindebirigörünürışıkşeklindeolur.Eğer yıldızın ilk kütlesi 8-20 Güneş kütlesi arasındaysa, süpernovadan sonra merkezdekiçekirdekten geriye çok çok küçük bir yıldız kalır. Bu sıra dışı yıldızın neredeyse bütün kütlesinötronlardanoluştuğuiçinbunanötronyıldızıdenir.Bunlargerçekteyıldızdeğildir.Kendieksenindeçokhızlı(saniyedeonlarcakez)dönennötronyıldızlarıbeyazcücelerdendeyoğungökcisimleridir.Aşırısıcakveaşırıderecededemanyetiktirler.Tipikbirnötronyıldızınınkütlesi1,3-2Güneşkütlesiarasında olur. Çapı da yalnızca 12 km kadardır. Nötron yıldızlarının yoğunlukları 1020 ton/cm3düzeyindedir.Eğer ölmekte olan yıldızın ilk kütlesi 20 Güneş kütlesinden daha büyükse, bu kez süpernovasırasındamerkezdekiçekirdeknötronyıldızınadönüşmez.Yoğunluğuçokdahayüksekbirgökcismiortayaçıkar:karadelik.

34-Karadeliknedir?

Evren’dekienşiddetlipatlamalardanbirisüpernovalardır.Büyükçebirgökadada,sürekliışıkyayanyüzmilyardolayındayıldızbulunur.Biryıldızsüpernovayaptığındaortayaçıkanenerji,böylebirgökadadakiyıldızların

toplamparlaklığınayakınbirparlaklığaulaşır.Milyarlarcaışıkyılıötedengörülebilir.Bunedenleuzakgökadalarınuzaklıklarınınhesaplanmasında,süpernovalardan(bellibirtüründen)yararlanılır.BufotoğraflardaSamanyolu’ndan108milyonışıkyılıötedekiNGC4526gökadasındakibirsüpernovagörülüyor.SN1994Dadı

verilensüpernovanınparlaklığıneredeysegökadanınmerkezikadar.

DünyaNötronyıldızıBeyazcüce

Birbeyazcüce,birnötronyıldızıveDünya’nınbüyüklükkarşılaştırması.

Evren’deher şeyinbirbirini çekmesinenedenolankuvvete evrensel kütleçekimkuvveti denir.Bukuvvetsayesinde,Samanyolu’ndakiyüzmilyarlarcayıldızbiraradadurur,Güneş’invegezegenlerinbütünlüğü (onları oluşturan maddelerin birbirine bağlı kalması) korunur, gezegenler Güneş’inçevresinde döner ve yörüngelerinde kalırlar ve biz deDünya’nın yüzeyinde dururuz.Yüzlerce yılboyuncabiliminsanlarıbugizemlikuvvetinetkisinivegücünüaraştırmıştır.AmaAlbertEinstein’akadarkimseonunnedeniniaçıklayamamıştır.Einstein’ınaçıklamasıdaoldukçaşaşırtıcıdır.Onagörekütleçekim, nesneleri birbirine çeken bir kuvvet değildir; o yalnızca uzay-zamanın yapısındankaynaklananbirsonuçtur.ÇünkünesnelerEvren’ingeometrisineşekilverirveEvren’ingeometrisidenesneleribirbirineiter.Einstein’in genel görelilik kuramı, Evren’e bakışımızı tümüyle değiştirmiş, onu daha iyialgılamamızısağlamıştır.Nevarkibugüçlükuramsayesinde,aynızamandaoanadeğinhiçbirbiliminsanının düşünemeyeceği kadar garip bir nesnenin de Evren’de var olabileceği fark edilmiştir.Kütlesiçokbüyükamahacmideçokküçükolanbirnesne,Einstein’ınuzay-zamandiyeadlandırdığıEvren’in geometrik yapısını aşırı miktarda eğebilir. Bunun fark edildiği ilk dönemlerde böylesi“kuramsal”bölgelerekaradelikadıverilmiştir.Gerçekten de karadelikler kütleçekim kuvvetinin aşırı hissedildiği yerlerdir. Onlar büyük kütleliyıldızlarınöldüktensonraaldıklarıhaldir:YıldızıniçerdiğimaddelerinbüyükbölümüsüpernovaylabirlikteuzayadağılırkengeridebirkaçGüneşkütlesindebirkaradelikkalır.Karadeliklerdetıpkıgezegenlerveyıldızlargibikendieksenlerindedöner.Kuşkusuzpratikolarakhiçbir zaman bir karadeliğin içinde ne olduğu bilinemeyecek. Ancak onların varlığını öngörenkuramagöre,birkaradeliğinmerkezindeuzay-zamandabirdelikaçılmışgibidir.Dolayısıylauzay-zamanındışındabirbölgedirveoradakütleçekimkuvveti,uzayvezamandansözedilemez.Böylebirnoktaya fizikte “tekillik” denir. Tekillik, bilim insanlarının ne düşünmeleri gerektiğini pek debilemedikleribirkonudur.Yeryüzünde havaya fırlatılan bir taş yükselir yükselir, bir noktaya geldiğinde durur ve sonradüşmeyebaşlar.Taş,yukarıdoğrunekadarhızlı fırlatılırsa,okadaryükseğeçıkarvesonradüşer.Taşın,Dünya’nınkütleçekimkuvvetinin(kibizbunayerçekimidiyoruz)etkisindenkurtulupuzaydailerleyişinisürdürmesi,yanigeridüşmemesiiçinsaniyedeyaklaşık11,2km’lik(saatte40.000km)birhızla yukarı doğru fırlatılması gerekir. Bir gökcisminin kütleçekim kuvvetinden kurtulmak içingerekenhıza “kaçışhızı”denir.Üzerindedurulangezegeninyadagökcismininkütlesi büyüdükçe,

ondan“kaçışhızı”daartar.ÖrneğinGüneş’inkütleçekimetkisindenkurtuluponunyüzeyindenuzayakaçabilmekiçinsaatte2,2milyonkilometrelikbirhızaulaşılmasıgerekir.Budurumkaradelikleriçindegeçerlidir.Birkaradeliğeyaklaşıldıkçauzay-zamanıneğikliğiartar.Birbaşkadeyişlekütleçekimetkisi daha çok hissedilir. Dolayısıyla bulunulan noktadan geri dönmek için daha yüksek hızlarlakaçmak gerekir. Ancak her karadeliğin kütlesine bağlı olarak değişen öyle bir uzaklık vardır ki,karadeliğiküreşeklindekuşatanbirsınırdırbu,onoktadakibirnesneartıkEvren’dekienyüksekhızolanışıkhızınabileulaşsa,karadeliğedüşmektenkendinikurtaramaz.Buuzaklığa“olayufku”denir.10Güneşkütlesindekibiryıldız,karadeliğedönüştüğünde,yaklaşık30kmçapındabirolayufkuolur.

Bütünnesneleruzay-zamanıeğer.Uzay-zamandakieğiklik,gökcisimlerionlarınyakınındangeçerkenizledikleriyolun,sankibirkütleçekimkuvvetiyle

çekiliyormuşçasınasapmasınayolaçar.Karadelikleruzay-zamanıaşırıeğer;çünkübütünkütleleritekbirnoktadatoplanmışgibidir.

Olay ufkunun ötesinde uzay-zamanın yapısı normaldir; daha doğrusu olay ufkundan uzaklaştıkçauzay-zamanıneğikliğiazalır,normalleşir.Birbaşkadeyişlekaradelikleraslındaçevrelerindekiherşeyiyutandevcanavarlardeğildir.EğerGüneşSistemi’ninmerkezindeGüneş’inyerindeaynıkütledebirkaradelikolsaydı,GüneşSistemi’ninüyeleri,budeğişikliğinhiçdefarkındaolmadanmerkezdekinesnenin çevresindeki yörüngelerinde dönüşlerini sürdürürlerdi. Karadeliklerin “korkunçluk”larıyakınçevreleriiçingeçerlidir.Kaçış hızı, ışık hızı olacak denli büyük kütleli nesnelerin var olabileceği düşüncesini ilk kezyerbilimci JohnMichell 1783’te ileri sürmüştü. 1796’da ünlümatematikçiLaplaceMarkisi Pierre-Simondayazdığıkitabındaaynıgörüşeyerverdi.Nevarkibutür“karayıldız”lar,1800’lüyıllardabilimgündemindehiçyeralmadı.20.yüzyılınbaşındaEinstein’ıngeliştirdiğigenelgörelilikkuramı,Evren’debutürnesnelerinbulunabileceğiniöngörüyordu.1916’daKarlSchwarzschildbunufarketti.Yinedeizleyen50yılboyuncakaradeliklerhepkuramsalnesnelerolarakelealındı.Nevarkiyinekuramsal nesneler olduğu düşünülen nötron yıldızlarının ilk örnekleri 1960’lı yılların ikinciyarısında keşfedilmeye başlanınca, karadeliklerin de gerçek olabileceği gündeme geldi.Hiç kimsebirkaradelikgörmemiştivegöremeyecekti.Amazamanlaüzerindegörüşbirliğinevarılandolaylıkanıtlar,karadeliklerinvarlığınıortayakoydu.Gökbilimciler uzun bir süre radyoteleskoplu gözlemlerin sonuçlarına dayanarak gökadalarınmerkezlerinde de büyük birer karadelik olabileceğini düşündüler. Sonra bunun doğru olupolmadığınıkanıtlamakiçinenyakınörneği,Samanyolu’nunmerkezini,özelteleskoplarlagözlemeyebaşladılar.Yıllarsürengözlemlerinsonucundaeldeedilenverileregöre,Samanyolu’nunmerkezindeyaklaşık dörtmilyonGüneş kütlesinde bir süper karadelik olduğunu anlaşıldı. Samanyolu’nda yeralan bütün yıldızlar -bunlara Güneş de dahildir- gökadamızın merkezindeki bu süper karadeliğinçevresindedönmektedir.Artık neredeyse bütün gökadalarınmerkezinde birer süper kütleli karadelik olduğu düşünülüyor.Yapılan gözlemlere göre, bu karadeliklerin kütlelerinin de gökadanın toplam kütlesinin binde biridolayında olduğu ve gökadaların hem oluşumunda hem de gelişiminde önemli roller oynadıkları

tahminediliyor.Süper kütleli karadeliklerin yanı sıra, bütün gökadalarda milyonlarca “normal” karadelikbulunduğu da kabul ediliyor. Karadeliklerin gerçek nesneler olduğu düşüncesinin ilk çıktığıdönemlerde, bilim insanları arasında onların ender rastlanan, sıra dışı yapılar olduğu ve hiçaçıklanamayacakları kanısı egemendi.Artık yaygın olan düşünce, karadeliklerinEvren’in en temelöğelerindenolduğuveonungelişiminideönemlişekildeetkiliyorolabileceğidir.

Normal(süperkütleliolmayan)karadelikleriuzayınkaranlığındasaptamakolağanüstüzordur;çünkühemçokçokküçük,hemde“kara”dırlar.Hiçbirışıkyaymadıklarıgibi,kendilerinegelenışıklarıdayansıtmazlar.Yinedeonları“görmenin”biryoluvardır.

Karadeliklerbaşkamaddelerleetkileşimegirdiklerinde(yanionlarıyutarken)maddelerolayufkunayaklaştıkçaçokısınırveböylecebellidalgaboylarındaışıkyayarlar.

35-Enyakınyıldızlarhangileridir?

Evren’deki nesnelerin kütleleri, uzaklıkları, hızları ve sayıları kavrama yetimizin sınırlarınızorlayacak,hattaaşacakkadarbüyüktür.BasitbirörnekolarakDünyaileGüneşarasındakiuzaklığıele alabiliriz: 150.000.000 km. Ağzımızdan kolayca çıkıveren, rahatça söylediğimiz ya da basitçeyazıverdiğimizbuuzaklık,Dünya’nınçevresininyaklaşık4000katıdır.Saatte1000km(seshızınınyüzde80’i)hızlauçanbiruçakDünya’nınçevresini tam40saattedolaşır;Güneş’eulaşmasıysahiçdurmaksızınuçarak17yılsürer.OysaGüneş’tençıkanbirışıkışınınDünya’yavarmasıiçinyalnızca500 saniye (8 dakika 20 saniye) yeterlidir. Bir başka deyişle Güneş, Dünya’ya 500 ışık saniyesiuzaktadır.Güneşdışındakienyakınyıldızlarınsabizeuzaklığıbirkaçışıkyılıdır.YaniGüneş’tenenaz270.000katdahauzaktırlar.Yıldızlararasıuzaklıklargerçektendealgılamamızızorlayacakkadarbüyüktür.Dünya’danGüneş’edurmaksızın17yıldagidenuçağınenyakınyıldızaulaşması4,5milyonyılsürecektir.İnsanyapımıen hızlı araçlar, 1974 ve 1976’da Güneş’i incelemek için fırlatılan Helios A ve Helios B uzayaraçlarıdır.BunlarınhızıGüneş’inçevresindedönerlerkensaatte250.000km’yi(ışıkhızının4300’debiri)bulmuştur.Uçaktantam250kathızlı ilerleyenböylebiruzayaracıylaenyakınyıldızagitmek

bile 18.000 yıl sürecektir. Buradan, mekânsal olarak uzayda yalıtılmış, ücra bir bölgede yeraldığımızıdüşünebiliriz.Nevarkibudurum,yalnızcaGüneşiçingeçerlideğildir.Samanyolu’ndakiyıldızlar arası uzaklıklar, ortalama 5-10 ışık yılıdır. Bir başka deyişle bütün yıldızlar, ortalamadabirbirleriylebenzeruzaklıktadır.On ışık yılı yarıçaplı bir küre içinde Güneş’in çevresinde yalnızca 11 yıldız vardır. 50 ışık yılıyarıçaplı bir kürenin içindeyse 1400 dolayında yıldız sisteminde yaklaşık 2000 yıldız bulunur.Samanyolu’ndaGüneşgibiyalnızyıldızlarazdır.Yıldızlarınçoğugenellikleikili,amabazenüçlüyadadahaçokluyıldızsistemlerişeklindeolur.Bu2000yıldızdan64’üGüneş’ebenzeyenyıldızlardır.100 ışık yılı yarıçaplı bir kürenin içindeyse, Güneş benzeri 512 yıldız bulunur. Bu yıldızlarınçevresinde, aralarında Dünya benzeri gezegenlerin olduğu gezegen sistemleri bulunma olasılığıvardır.Son18yıldakeşfedilenvehemenhepsienazJüpiterkütlesindeolanöte-gezegenlerden29’uGüneş’ikuşatan50ışıkyılıyarıçaplıküreniniçindeki8yıldızınçevresindedönmektedir.Aynışekilde100ışıkyılıyarıçaplıküreniniçindeki19yıldızınçevresindede54gezegenkeşfedilmiştir.

1.yıldız2.yıldızmerkez

Samanyolu’ndayıldızlarınönemlibirbölümüikiliyıldızsistemişeklindebulunur.Buikiliyıldızsistemlerindeyıldızlargenelliklebirmerkezinçevresindedöner.

Güneş’eenyakınyıldız4,24ışıkyılı(yaklaşık40trilyonkilometre)ötedekiProximaCentauri’dir;kısacaProximadadenir.1915’tekeşfedilenProxima,0,12Güneşkütlesinde,yüzeysıcaklığı3000°Cdolayındaolanbirkırmızıcücedirveçıplakgözlegörülemez.Kendisinden13.000AB(0,2ışıkyılı)ötedekiAlfa Centauri A ve B ikili yıldız sisteminin çevresinde döner. Bu, üç yıldızAlfa Centaurisistemi (üçlü yıldız sistemi) olarak ele alınır. Ama bir olasılık Proxima, öteki iki yıldızınçevresindeki bir yörüngede olmayıp yıldızlararası uzayda ilerlerken bu iki yıldızın kütleçekimseletkisiylegeçicibirsüreiçinonlarayakınlaşmışolabilir.Çokyakınbiryıldızolduğundanoldukçaiyiincelenen Proxima’nın çekirdeğindeki hidrojeni çok yavaş tükettiği ve bu nedenle dört trilyon yılkadardahaanakolyıldızıolarakkalacağıtahminediliyor.Son30.000yıldırGüneş’eenyakınyıldızolanProxima33.000yılkadardahabuözelliğinisürdürecek.Otarihtensonra,şuanda10,3ışıkyılıuzaktaolanamahızlaGüneş’eyaklaşan,Ross248bizeenyakınyıldızolacak.Güneş’eenyakınikinciyıldızAlfaCentaurisistemidir(αCenAveαCenB)veçıplakgözetekbiryıldızmışgibigörünür.BuikiyıldızGüneş’e4,37ışıkyılıuzaktadır.Birbirlerineuzaklıkları80yıllıkbirperiyotiçinde11ABile36ABarasındadeğişir.Yaklaşık1,1GüneşkütlesindekiαCenAve0,9

Yıldız Uzaklığı(ışıkyılı)

Kütlesi(Güneşkütlesi)

Yaşı(milyaryıl) Saptanangezegensayısı

Gliese878 15 0,334 4,893 4Gliese581 20 0,311 4,326 481Virginis 28 0,954 8,960 356Canori 40 1,026 5,543 5HD69830 41 0,856 7,446 3HD40307 42 0,752 1,198 3

UpsilonAndromedae 44 1,010 3,781 447UrsaeMajoris 46 1,029 7,434 3

MuArae 51 1,077 6,413 4HD113538 52 0,698 1,278 2Gliese777 52 1,037 12,110 2HD128311 54 0,804 0,394 214Herculis 57 0,902 0,706 283LeonisB 59 0,777 4,486 2HD217107 65 1,019 7,320 2HD60532 83 1,444 2,671 223Librae 85 1,047 7,322 2HD181433 87 0,777 8,974 3HD82943 90 1,175 3,080 2

Güneş kütlesindeki α Cen B, Güneş’ten 300 milyon yıl kadar daha yaşlı iki yıldızdır. Yapılangözlemler bu yıldızların çevresinde Jüpiter kütlesinden büyük gezegenler bulunmadığınıgöstermiştir.Dünyabüyüklüğündekigezegenleriysesaptamakşimdilikolanaksızdır.Barnard yıldızı 5,9 ışık yılı uzaklığıylaGüneş’e en yakın dördüncü yıldızdır.Küçükkütleli (0,17Güneşkütlesinde)birkırmızıcücedir.Çıplakgözlegörülemez.7-12milyaryaşındaolduğu tahminedilmektedir. Bu haliyle Samanyolu’ndaki en yaşlı yıldızlardan biridir. Yapılan tüm gözlemlerekarşın,çevresindeherhangibirgezegensaptanamamıştır.Eğervarsa,bunlarJüpiter ’dendahaküçükkütleligezegenlerolmalıdır.7,8ışıkyılıuzaktakiWolf359,Güneş’eenyakınbeşinciyıldızdır.BirkırmızıcüceolanWolf359ancakbüyükçebirteleskoplagörülebilir.0,09GüneşkütlesindekibuyıldızınçapıJüpiter ’inçapının1,5 katıdır.BuhaliyleWolf 359, yıldız olmanın en alt sınırındadır.Çokgençbir yıldızdır.Yaşının100-350milyonarasındaolduğutahminediliyor.AltıncıyıldızLelande21185deçıplakgözlegörülemeyecekdenli sönükbirkırmızıcücedir.8,26ışık yılı ötede ve 0,46 Güneş kütlesindedir. Yaşının 5-10 milyar yıl arasında olduğu düşünülüyor.GüneşSistemi dışındaki ilk gezegenlerin keşfedilmeye başlandığı 1990’lı yılların ikinci yarısında,birkaç gezegenden oluşan bir gezegen sistemi olabileceği ileri sürülmüştü. Ancak bu sav hâlâkanıtlanamamıştır.Sirius(Akyıldız)gökyüzündekienparlakyıldızdır.AslındabiriGüneşkütlesinde,ötekideGüneş’in2 katı kütlede iki yıldızdan oluşan bir ikili yıldız sistemidir.Daha küçük kütleli olan SiriusB, birbeyazcücedir;orijinalhalininGüneş’in5katıkütledeolduğutahminediliyor.İkiyıldızınarasındakiuzaklık 50 yıllık bir periyotta 8 AB ile 31 AB arasında değişir. Sirius sistemi yaklaşık 200-300milyonyaşındadırveGüneş’ten8,6ışıkyılıuzaktadır.

Güneş’inçevresindeki100ışıkyılıyarıçaplıküreniniçindekeşfedilengezegensistemliyıldızlarveonlarınbazıtemel

özellikleri.

Luyten726-8,aynızamandaGliese65olarakdabilinen ikili bir yıldız sistemidir. Luyten 726-8AveLuyten726-8B,Güneş’e8,7ışıkyılıuzaktadır.Bunlarbirbirininçevresinde26,5yıldabirdönen0,1Güneşkütlesindeikikırmızıcücedir.Yaklaşık31.500 yıl sonra bu ikili, şu anki komşularıEpsilon Eridani’ye bir ışık yılı kadaryakınlaşacak ve büyük olasılıkla onun OortBulutu’nuniçinegirecektir.BusıradadauzunperiyotlukuyrukluyıldızlarınEpsilonEridani’yedoğruhareketegeçmesineyolaçacaklardır.Buyakınlık4500yılboyuncasürecektir.

GüneşαCenAαCenBProxima

Güneşveonaenyakınüçyıldızınbüyüklükkarşılaştırması.

Güneş’inçevresindeki10ışıkyılıyarıçaplıküreniniçindeyeralansonyıldız,Ross154’tür.Bu,bize9,7 ışık yılı uzakta bir kırmızı cücedir. Çıplak gözle görülemeyecek denli sönüktür. 0,17 GüneşkütlesindeolanRoss154,birmilyaryaşındandahagençtir.150.000yıliçindeGüneş’eyakınlaşarakaradakiuzaklığı6,1ışıkyılınadüşüreceğihesaplanmıştır.

Lalande21185SiriusWolf359Luyten7268BarnardRoss154105AB

ProximaαCentauriAB

Güneş’e10ışıkyılındandahayakınyıldızlar.

36-Gökadanedir?

Gökadalar çok büyük yapılardır ve gökbilimcilerce Evren’in yapıtaşı olarak kabul edilirler. Birgökadadayıldızlar,buyıldızlardanbirçoğununçevresindedönengezegensistemleri,gazvetozdanoluşanyıldızlararasımaddeveşimdilikhakkındaçokazşeybilinen,amaaslındaçokönemlibiröğeolan karanlık madde bulunur. Gökadalar büyüklüklerine göre birkaç milyon ile birkaç trilyonarasındayıldıziçerebilirler.Gözlemverileribütüngökadalarınolmasadaçoğununmerkezindesüperkütleli bir karadeliğin bulunduğunu ortaya koymaktadır. Gökadanın içerdiği maddeler de bukaradeliklerin çevresinde döner. Yıldız yoğunluğu gökadaların kenarlarına gidildikçe azalır.GörünenEvren’de125milyarınüstündegökadaolduğutahminediliyor.Gökadalarda tıpkıyıldızlargibideğişikbüyüklüklerdeveparlaklıklardaolur.Yıldızlardan farklıolarakşekilleridedeğişikolabilir.Enküçükgökadalarbüyükçebiryıldızkümesikadardırvebirkaçmilyon yıldız içerir.Çapları100 ışık yılı kadar küçük olabilir. En büyük gökadalarda trilyonlarcayıldız vardır. Bazılarının çapı 6 milyon ışık yılı kadar olabilir. Bu, aslında birçok küçük gökadakümesikadarbüyükbiryapıdır.Gökadalar en temelde görünüşlerine göre üç grupta sınıflandırılırlar: elips gökadalar, sarmalgökadalarvedüzensizgökadalar.Sarmalgökadalardakendiiçindenormalsarmalveçubuklusarmalolmak üzere iki gruba ayrılır. Güneş’in de içinde bulunduğu Samanyolu çubuklu sarmal birgökadadır.Evren’dekigökadalarınneredeyseyarısısarmaldır.Özelliklesarmalkollardayoğunbiryıldızoluşumusürervebunedenlesarmalkollarmavimsigörünür.Elipsgökadalarçokaztoziçerirveyıldızoluşumununvarlığınıgösterenizlerdenyoksundur.Genellikledekırmızıağırlıktaolurlar.İlkbüyükteleskoplarlagözlemlendiğindegökadalarınaslındaGüneş’tençokdauzakolmayangüzelşekilli bulutsular oldukları düşünülmüştü. 1750’de Thomas Wright Samanyolu’nun gerçekteyıldızlardan oluşan disk şeklinde bir yapı olduğunu ve görünen bazı bulutsuların da aslında kendibaşlarınabirerSamanyoluolabileceğini ileri sürdü.1755’te ImmanuelKantdabuuzakbulutsuları“ada evren”ler olarak tanımladı. 1900’lü yılların başına kadar bu bulutsulardan yüzlercesi, çeşitliyıldız kataloglarında yerlerini aldı. 1912’de Vesto Slipher ve 1917’de de Heber D. Curtis diskşeklindekibubulutsularıngerçekteSamanyoluiçindeolmamasıgerektiğiniilerisürdüler.Edwin Hubble 1922-1923 yıllarında döneminin en güçlü teleskopuyla yaptığı gözlemlerdeAndromeda Bulutsusu’nun gerçek uzaklığını saptadı. Andromeda’nın da aralarında olduğu sarmalbirçok bulutsunun gerçekte Samanyolu’nun dışında ve çok ötesinde olduğunu ve hepsinin de başlıbaşınabirergökadaolduklarınıortayakoydu.Çokbüyükolmayanbirölçektebakıldığında,gökadalarınEvren’edüzenlibirşekildedağılmadığıgörülür. Gökada çiftleri, birkaç gökadadan oluşan küçük gruplar, kümeler ve süper kümeler gibideğişikbüyüklüklerdegruplarhalindebulunurlar.Butürgruplardakigökadalarınarasındagenelliklebirkaçmilyonışıkyılıuzaklıkolur.En az 50 gökadadan oluşan gruplara “küme” denir. Samanyolu’nun da içinde yer aldığı küçükgrubun adı Yerel Grup’tur. Yerel Grup’ta Samanyolu’ndan başka iki büyük sarmal gökada daha(M31-AndromedaveM33)vardır.Gerikalanlarhepcücegökadalardır.Gökada süperkümeleriyseonlarcaküme içeren,onmilyonlarca ışıkyılıyarıçaplıdevyapılardır.Evren’eçokdahabüyükbirölçektebakıldığında,bütünkümelerinvesüperkümelerin,aralarındabüyükboşluklarbulunanipliksibir doku oluşturduğu ve her yanda eşit yoğunlukta (belli bir hacim içinde aynı sayıda) olduklarıgörülür.Gökadalarınüç temelhareketivardır.Birincisiyakınlarındakigökadalarınvegökadakümelerinin

kütleçekim etkisiyle bölgesel olarak yaptıkları harekettir. Kümelerde grup içi kütleçekimetkileşimlerigökadalarıbirbirlerineyaklaştırabilir,hattaçarpıştırabilir.Bununyanındagökadalarınbüyük bir bölümü kendi ekseninde döner. Bu iki hareket görece yavaş hareketlerdir ve ortalamaolaraksaniyedebirkaçyüzkilometrelikhızlardaolurlar.Bunlargökadalarınuzayıniçindeyaptıklarıhareketlerdir.Gökadaların, Evren’in genişlemesinden kaynaklanan üçüncü hareketiyse çok hızlıdır.Bundagökadalaruzaylabirliktehareketeder.Uzaygenişledikçeiçindekigökadalarıdaberaberindetaşır.Sonuçolarakbütüngökadalar,uzaklıklarıylaorantılıolarakbirbirlerindenuzaklaşır.Budurumherhangi bir kümede yer almayan bağımsız gökadalar için geçerlidir. Bir küme içinde yer alangökadalarEvren’ingenişlemesindenetkilenmezvekümeiçindedeğişikyönlerdehareketedebilirler.Bununlabirlikteküme,birbütünolarakEvren’ingenişlemesiyönündeilerler.Evren’in ilk dönemlerinde Evren daha küçükken ve gökadalar da birbirlerine daha yakınken,gökadalar arası etkileşim daha büyüktü. Gözlemler, birçok büyük gökadanın bir zamanlar ayrıgökadalarolanikiyadadahaçokküçükgökadanınbirleşmesiylebugünkübüyüklüğüneveşeklinekavuştuğunudüşündürtüyor.

AndromedayadaötekiadıylaM31,yaklaşık2,5milyonışıkyılıötede,200.000ışıkyılıçapındavekütlesiSamanyolu’nun1,5katıolanbüyükbirgökadadır.SamanyoluveAndromedasaniyedeyaklaşık100km’likbirhızlabirbirlerineyaklaşmaktadır;buhızla3

milyaryılsonrabirleşmeleribeklenmektedir.

Gökada kümelerinin kızılötesi teleskoplarla incelenmesi sonucunda, kümelerdeki gökadalarınarasında (yani küme içi gökadalar arası uzayda) kümenin toplam kütlesinin yüzde 10 kadarınıgazlarınoluşturduğuortayaçıkmıştır.Birbaşkadeyişletıpkıgökadalarıniçindeolduğugibidışındada dev gaz bulutları vardır. Bunlar hidrojen iyonlarından oluşur. Bunun yanında gökadalar arasıuzaydatozbulutlarıdavardır.Samanyolu’nun10milyonışıkyılıçevresindekiuzaydadörtbüyüktozbulutusaptanmıştır.

37-Samanyolunasılbirgökadadır?

Işık kirliliğinin olmadığı bir yerden gece gökyüzüne bakıldığında, tıpkı beyaz bir tül gibi birufuktan ötekine gökyüzünü kapladığı görülen şey aslında Güneş Sistemi’nin de içinde bulunduğuSamanyolu gökadasının bir bölümünden başka bir şey değildir. O yalnızca, gökadanın merkezinebizden birkaç bin ışık yılı daha yakın olan sarmal kollardan birindeki milyarlarca yıldızınoluşturduğu bir görüntüdür. Aslında bulunduğumuz noktadan Samanyolu’nun merkezine doğrubaktığımızda,gökadamızın şekline ilişkinpekbirbilgi eldeedemeyiz.Çünkübu, sankimadenibirparaya yandan bakmak gibidir. Ne var ki Samanyolu’nun dışına çıkıp ona bakma olanağımız dayoktur.(35yılöncefırlatılanVoyagerlardahayeniGüneşSistemi’nindışınaçıkabilmiştir.)Samanyolu çok büyük bir yapıdır. Eğer Güneş Sistemi’nin bir CD büyüklüğünde olduğudüşünülürse,Samanyolu’nunbüyüklüğününDünyakadarolduğunudüşünmekgerekir.Samanyoluyukarıdanbakıldığında,sarmalyapılıbirdiskebenzer.Çapıyaklaşık100.000ışıkyılıvekalınlığıdayalnızcabirkaçbinışıkyılıdır.Samanyolu’ndakaçyıldızolduğutamolarakbilinemiyor;ancak 100-400 milyar arasında olduğu hesaplanıyor. Genellikle de 200 milyar yıldız olduğusöyleniyor. Başka yıldızların çevresindeki gezegenlere yönelik yapılan son keşiflerden sonra,Samanyolu’ndakiyıldızlarınçevresindedönen50milyardolayındagezegenbulunduğuvebunlarında 500 milyonunun (yüzde 1’inin) yörüngesinin kendi yıldızının çevresindeki yaşamın ortayaçıkabileceğibölgedeyeraldığıtahminediliyor.Gökadamızın ortasında, yıldızların yoğun olarak bulunduğu, yaklaşık 12.000 ışık yılı çapındaküresel bir şişkinlik vardır. Burada genellikle yaşlı, sarı ve turuncu renkli yıldızlar bulunur. Yaşısaptanabilenenyaşlıyıldız13,2milyaryaşındadır.BuradandaSamanyolu’nun13,2milyaryaşındandaha genç olamayacağı ve Büyük Patlama’dan yaklaşık 600 milyon yıl sonra oluştuğu sonucunavarılmıştır. Bir de “hale” denen yaklaşık 130.000 ışık yılı çapında bir başka yapı vardır veSamanyolu’nu kuşatır. Halede binlerce küresel yıldız kümesi bulunur; küresel yıldız kümeleriyıldızların yoğun olarak bulunduğu bölgelerdir ve yüz binlerce yıldızdan oluşurlar. Bunlara ekolarak Samanyolu’nun çevresinde gökada tacı ya da “karanlık hale” denen ve karanlık maddedenoluşan bir başka küresel yapı daha bulunur. Bu, Samanyolu’nun en büyük ve en gizemli öğesidir.Merkezden 100.000 ışık yılı ötede başladığı sanılan gökada tacının, 300.000 ışık yılı öteye kadaruzandığıveSamanyolu’ndakibilinenmaddelerin(bütünyıldızlar,gazvetoz)kütlesininyaklaşıkonkatıkadarkütleliolduğuhesaplanmıştır.

Samanyolu’nayönelikteleskopluilkgözlemleri,gökyüzündekidahabaşkabirçoknesneyigözleyenGalilei1609’dayapmıştır.Galileigecegökyüzündegörünentülbenzeriyapınınaslındaçoksayıdayıldızdanoluştuğunufarketmişti.Dahaöncelerionungazdanbirbulut

Samanyolu’nunyandangörünüşüSamanyolu’nunüsttengörünüşü

olabileceğidüşünülüyordu.

Samanyolu’nunyukarıdanbakıldığındaneyebenzediğinibilemeyiz.Ancakyüzlerceyıldıryapılangözlemlersayesinde,gökadamızailişkinbüyükbirbilgibirikimimizoluşmuşdurumdadır.Ayrıcagüçlübilgisayarlarımızvar.Bunlarınyanındabinlercegökadanın

görüntüsünesahibiz.Dolayısıylayukarıdagörüldüğügibi,Samanyolu’nunnasılbirşekliolduğunutahminetmekaslındaokadardazordeğildir.

Samanyolu’nun ilginç bir başka öğesi demerkezinde bulunan süper kütleli karadeliktir.YaklaşıkdörtmilyonGüneşkütlesindeolanbudevyapı,kendiekseninde11dakikadabirdöner.Samanyoluda(yani gökada içindeki her şey) dev bir tekerlek gibi merkezdeki bu süper kütleli karadeliğinçevresinde döner. Hem de çok yüksek hızlarda... Yıldızların dönüş hızı saniyede 200-240 kmarasındadır. Güneş ve onunla birlikte bütün Güneş Sistemi de bu hızla (210-240 km/s) ilerler.Güneş’ingökada içindekiyörüngesi çembereyakınbir elips şeklindedirveGüneşbuyörüngedekibir turunu 200-250 milyon yılda tamamlar. Güneş Sistemi’nin 4,56 milyar yaşında olduğudüşünülürse,yaşamıboyuncayaklaşık20kezbuturutamamladığıanlaşılır.Yaşamınınsonunakadardayine20kezdahadönecektir.Yüksekhızlıbudönüşsırasındakütleçekimselolarakbirbirlerinietkileyen/rahatsızedenyıldızlarınyönleri değişir. Bazı yıldızlar gökada dışına fırlatılır. Bazıları da süper kütleli karadeliğe düşer.Yıldızlarküreselyıldızkümelerinde,açıkyıldızkümelerindeyadaküçükbirbölümüdetıpkıGüneşgibibağımsızolarakbulunur.

Samanyolu’nda yıldızlardan başka gaz ve tozdan oluşan vebazılarıbinlerceışıkyılıgenişliğindebulutsulardavardır.Bunlarkütleçekimselolarakkararsızdırvezamanlaiçlerineçökerekyeniyıldızların oluşmasını sağlarlar. Gökadamızda sürekli yeniyıldızlar oluşur; oluşumlarının değişik aşamasında milyonlarcayıldızvardır.Samanyolu’nunoluşumununilkdönemlerindeyıldabirkaç yüz olan yeni yıldız doğumu, günümüzde yılda 5-6’ya

Haledisk

sarmalkollarküreselyıldızkümeleri

şişkinbölgeşişkinbölge

kadar düşmüştür. Samanyolu oldukça kalabalık ve dinamik biryerdir.Öncelikledeğişikbüyüklükveparlaklıklardayaklaşık200milyar yıldız vardır, bu yıldızlardan bazılarının çevresindegezegen sistemleri bulunur, kahverengi cüceler vardır, ölmüşyıldızların kalıntıları olan beyaz cüceler ve nötron yıldızlarıvardır, karadelikler vardır ve bütün bu nesnelerden yayılan herdalgaboyundaışıkvardır.BirzamanlarEvren’inmerkezindeolduğumuzainanılırdı.Artıkbiliyoruz ki, kendi gökadamızın bile merkezinde değiliz. Hatta

merkezden oldukça uzaktayız. Gerçekte bu uzaklığı ölçmek o kadar kolay değildir. En sonçalışmalaragöre,merkezin25.000-28.000ışıkyılıarasındabiruzaklıktaolduğumuzortayaçıkmıştır.Samanyolu’nunsarmalkollarıhemyıldızaçısından,hemdegazvetozaçısındanzengindir.Buralaryeniyıldızlarındoğduklarıbölgelerdir.Onedenledemavi,beyazrenkligençyıldızlarçoktur.AncakSamanyolu’nun sarmal kollarını gösteren çizimler (haritalar) çok değişkendir. Çünkü bu kollarınşeklivehattasayısıdahâlâtartışmalıdır.Birçokkaynaktadörtanakoluveikideküçükkoluolduğuilerisürülür.AnakollarınadlarıNorma,Scutum-Crux,SagittariusvePerseus’tur.GüneşSistemibuanakollardanSagittariusilePerseusarasındayaklaşık3500ışıkyılıgenişliğindeve10.000ışıkyılıuzunluğundaki Orion Spur ’da (Orion Kolu, Orion-Cygnus Kolu ya da Bölgesel Kol olarak dabilinir)yeralır.

38-Yerelgrupnedir?

KaranlıkhaleSamanyolu

Samanyolu’nukuşatanvegökadatacıyadakaranlıkhaledenenkaranlıkmaddeninküreselbiryapısıolduğuvenormalmaddeninkütlesininyaklaşık10katıkadarkütlesiolduğutahminediliyor.

Samanyolu’nukuşatanvegökadatacıyadakaranlıkhaledenenkaranlıkmaddeninküreselbiryapısıolduğuvenormalmaddeninkütlesininyaklaşık10katıkadarkütlesiolduğutahminediliyor.

Samanyolu’nun sınırlarının dışına çıkıldığında engin bir boşlukla karşılaşılır. Burası artıkgökadaların egemenliğindeki büyük ölçekli Evren’dir. En uzak gökadalar milyarlarca ışık yılıötededir. En yakın olanlarsa Samanyolu’nun uydusu olan cüce gökadalardır; hatta bunlardan biri,gökadamızlabirleşme(çarpışma)sürecindedir.Gökadalardurağanyapılardeğildir;tersinesaniyedeyüzlerce kilometrelik hızlarla yol alan, dev kütleli, kendi eksenlerinde dönen dinamik yapılardır.Kütleçekimsel olarakbaşkagökadalarla bir aradabulunur, gruplar oluştururlar.Birçokgökadadanoluşan bu tür yapıların küçük olanlarına gökada grubu, büyük olanlarına da gökada kümesi denir.Gökada grubuyla gökada kümesi arasındaki ayrım çok açık değildir; ama genellikle kümelerdekigökadasayısı50’ninüzerindeolur.Gökada kümeleri büyüklük ve içerik açısından değişiklik gösterir ve 50-1000 arasında gökadaiçerirler.Çapları6,5-30milyonışıkyılıarasındadeğişirvegenellikle25milyonışıkyılıkadarolur.Kümelerarasıuzaklıklardaortalama30milyonışıkyılıkadardır.Kümelerdeki gökadalar kütleçekim etkisiyle bir arada bulunur ve küme içinde değişik yönlerdehareketederler.Bazenbirbirleriyleçarpışırvebirleşerekyeni,büyükbirgökadaoluştururlar.Ancakkümebirbütünolarak tekyönde ilerler.Kümelerdekigökadaların toplamkütlesikümeninyaklaşıkyüzde1’ikadardır.Kümeiçindegökadalararasındakimilyonlarcaışıkyılınıbulanenginboşluklardabüyükbölümüiyonlaşmışhidrojenvehelyumdanoluşanaşırıyükseksıcaklıklarda(10-100milyonderece arasında) dev gaz bulutları olur. Ancak yoğunlukları çok düşüktür -1000 cm3’te ancak birparçacık. Bunların kütlesi kümenin toplam kütlesinin yaklaşık yüzde 9’unu oluşturur. Kümelerinüçüncüvebelkideenönemli,amahakkındaenazşeybilinenöğesikaranlıkmaddedir.Kümeleriniçerdiği maddenin (atomlardan oluşan, bildiğimiz maddelerin) toplam kütlesinin yaklaşık on katıkadarkaranlıkmaddebulunduğuhesaplanmıştır.Birbaşkadeyişlekümelerintoplamkütlesininyüzde90’ınıkaranlıkmaddeoluşturur.Evren’in bu bölgesinde Samanyolu’nun da aralarında bulunduğu 46 gökadalık grubaYerelGrupdenir.BuadıilkkezEdwinHubblekullanmıştır.AncakonungözlemlediğiYerelGrup’tayalnızca12gökada bulunuyordu. Yerel Grup’un üye sayısı değişkendir ve yakın çevremizde keşfedilen yenigökadalarla zamanla artar. Yaklaşık 6 milyon ışık yılı çaplı bir kürenin içine dağılmış YerelGrup’taki en büyük üç gökada Andromeda (M31), Samanyolu ve Triangulum (M33) sarmalgökadalarıdır. Andromeda ve Triangulum, Samanyolu’na farklı yönlerde yaklaşık 2,5milyon ışıkyılı uzaklıktadır. Öteki 43 gökada, cüce gökadalardır ve çoğu büyük gökadaların çevresindetoplanmıştır.

Samanyolu’nunveAndromeda’nın15dolayındauydusuvardır.Triangulumgökadasınınsa tekbiruydusubulunur.YerelGrup’takiötekiküçükgökadalarbağımsızgökadalardır.UzunyıllarboyuncaSamanyolu’naenyakıngökadanınBüyükMacellanBulutuolduğudüşünüldü.Ne var ki çok sönük olduğundan ancak 1994’te keşfedilebilen Yay Cüce Gökadasının gerçekteSamanyolu’nunmerkezindenyalnızca52.000 ışıkyılıuzaktaolduğuanlaşıldı.Çapı10.000 ışıkyılıolanYayCücesinde,birmilyardolayındayıldızbulunduğutahminediliyor.YayCücesinin“enyakınolma” özelliği ancak 10 yıl kadar sürdü. Çünkü 2004’te gökbilimciler Samanyolu’nun merkezine42.000ışıkyılıuzaklıktakiBüyükKöpekCüceGökadasınıkeşfettiler.Bucücegökadadadayaklaşıkbirmilyar yıldız bulunduğu düşünülüyor. BüyükKöpekCücesinin Samanyolu tarafından yapısınınbozulmaya (parçalanmaya) başlandığı ve bir süre sonra da içeriğininSamanyolu ile bütünleşeceğiöngörülüyor.Evren’deki en büyük yapılar gökada kümeleri değildir; gökada süper kümeleridir.Bunlar komşugökadakümelerininkütleçekimselolarakbirbirinebağlıolduğu,zinciryadayaprakşeklindekidevyapılardır.ÖrneğinhalkalarındanbiriniYerelGrup’unoluşturduğu, zinciri andıranbir yapı,YerelGrup’u52milyonışıkyılıötedekiBaşak(Virgo)Kümesinebağlar.1300’üaşkıngökadadanoluşanbüyük Başak Kümesi, Yerel Süper Küme ya da Başak Süper Kümesi olarak bilinen, yaklaşık 200milyon ışık yılı çapındaki süper kümeninmerkezinde yer alır.Gökadalar küme içinde dağınık birgörünümsergileyebilir.Ancakbudurumkümeleriçingeçerlideğildir.Gökadakümeleri,içindeyeraldıklarısüperkümedekiötekigökadakümelerineyakınbulunur;büyükölçektebakıldığında,sankibirbirlerinedokunuyormuşgibidirler.

4.Bölüm-EVREN’İNYAPISI

39-Evren’inbüyükölçekliyapısınasıldır?

Yüzyıl önce Evren’in büyük ölçekte neye benzediğine ilişkin hiçbir bilgimiz ve fikrimiz yoktu.Karşıt bazı görüşler olmasına karşın, Evren’in yalnızca Samanyolu’ndaki milyarlarca durağanyıldızdan ibaret olduğu düşünülüyordu. Bugünse elimizde o günkünden çok farklı, olabildiğinceayrıntılı,güzelveçokbüyükbir“resim”var.ArtıkEvren’degökadamızdanbaşka125milyarıaşkıngökada olduğunu, maddenin ve varlığından yeni haberdar olduğumuz karanlık maddenin bugökadalarda yoğunlaştığını, gökadaların arasında büyük boşluklar bulunduğunu, bununla birliktegökadalarındagerçektegruplarvesüpergruplaroluşturduğunubiliyoruz.Gökadalarınhemiçindehem de dışında Evren’in çok dinamik bir yapısı olduğunu, gökcisimlerinin çok yüksek hızlarladevindiğini ve Evren’imizin artan bir hızla da genişliyor olduğunu da öğrendik. Artık Evren’ingerçek boyutlarına, yapısına, başlangıcına ve hatta sonuna ilişkin bilimsel ve tutarlı düşünce veöngörülerimizvar.Hergeçengüngelişenteleskoplarvebaşkagözlemaygıtlarısayesindekapsamlıgözlemprojeleriyürütülüyor.BöyleceeldekiEvrenmodeli süreklidahaaçık,dahaayrıntılıolarakyenileniyor,iyileştiriliyor.Günümüzkozmolojisininönemli çalışmaalanlarındanbiriEvren’inbüyükölçekliyapısıdır;yanigökadaların,gökadakümelerininvesüperkümelerinoluşumlarıveevrimleridir.Biliminsanlarınınyaklaşık 80 yılda oluşturduğu model, Evren’de hiyerarşik bir yapılanma bulunduğunu ortayakoyuyor.Bunagöreönceenküçüknesneler,Evren’inyapıtaşıolangökadalardır.Bunlargruplaşarakgökadakümelerinioluşturmuşvekümelerdebirarayagelereksüperkümelerioluşturmuştur.Süperkümelerinoluşumlarıhâlâsürmektedir.

Son30yıldagökadalarınEvren’dekidağılımlarınıvehareketlerinisaptamakiçinbazıbüyükaraştırmaprojelerigerçekleştirildi.Bunlardanenbüyüğü2000-2005arasındayürütülenSloanDigitalSkySurvey’dir.Buprojedesaptanangökadalarınyerleştirildiğiharitagörülüyor.Haritadahernoktabir

gökadayakarşılıkgelir.HaritanınmerkezindeSamanyoluvarveçemberinçapıda2milyarışıkyılıdır.

100milyonışıkyılı400milyonışıkyılı1.6milyarışıkyılı

MaxPlanckAstrofizikEnstitüsü’nünbilgisayarcanlandırmasında,birkaçmilyarışıkyıllıkbirölçektemilyonlarcagökadakümesivesüperkümeipliksibiryapıda(sankibirbirinebağlıymışgibi-)görülüyor.Gökadalardanoluşanipliksidokununarasındaenginboşluklarvardır.

Evren’in yapısına ilişkin bu tür modeller yaratmanın bir yöntemi, sürekli gelişen ve çeşitlenenteleskoplarla gökadaları ve gökada kümelerini gözlemek ve incelemektir.Böylece en küçük öğesigökadalarolanüçboyutlubirEvrenharitasıçıkartılabilir.BukonudakienkapsamlıçalışmaABD’deNew Mexico’daki Apache Point Gözlemevi’nde 2,5 m’lik bir teleskopla sürdürülüyor. 2000’debaşlayan gözlemlerin sonucunda, kullanılan birtakım özel aygıtlar sayesinde, 930.000 gökadanınkonumu ve hareketi belirlenmiş ve haritası çıkartılmıştır. Aynı gözlemevinde benzer bir çalışmaSamanyolu’ndaki 240.000yıldız için yapılmış ve gökadamızın yapısı, oluşumuve evrimine ilişkinayrıntılıverilereldeedilmiştir.Evren’inyapısıkonusundaçalışmanınbirbaşkayöntemide,süperbilgisayarlarkullanarakbirtakımcanlandırmalar yapmaktır. Böylesi süper bilgisayar canlandırmalarında elde edilen görüntüler(Evren’in değişik dönemlerindeki gökada dağılımlarını gösteren görüntüler) gözlemlerde eldeedilengerçekgörüntülereoldukçabenzer.Gökadakümelerivesüperkümelerinoluşturduğuipliksiyapılarveonlarınarasındakalan“boşluk”larkolaycagörülür.Süperkümeler200milyon ışıkyılı genişlikteEvrenbölgelerini kaplayacakkadarbüyükolabilir.Bunlarkütleçekimkuvvetinedeniylebirbirinekomşuduran,biranlamdabirbirinedokunan,onlarcahatta yüzlerce gökada kümesinin oluşturduğu zincir ya da yaprağı andıran yapılardır. Süperkümelerin kuşattığı boşluklarsa, hemen hemen küresel yapılardır ve ortalama 200milyon ışık yılıçapındadırlar.Buboşluklardakimaddeyoğunluğugökadalararasıuzaydakininondabirikadardır...

40-Evren’intemelözelliklerinelerdir?

Evren’in temel özellikleri izotropik ve homojen oluşu ve evrim geçirmesidir. Yalnız bu evrim,biyolojikanlamdabildiğimizevrimdenfarklıdırvedahaçokzamaniçindefarklılaşmayı,gelişmeyianlatır.Evrendinamiktirvebaşlangıcındanbuyanasüreklibirdeğişimiçindeolmuştur.Başlangıçtaakıl almaz sıcak dönemlerden geçmiş, giderek soğumuştur. Bu soğuma hâlâ sürmektedir; çünküEvrengenişler.İlkdönemlerindenbuyanaEvren’iniçeriğidedeğişmiştir.Evren’inilkdönemlerindenegökadalarnedeyıldızlarvardı.BaşlangıçtaEvren’deyalnızcahidrojen,helyumveesermiktardada lityumveberilyumbulunuyordu;hattadahadaöncesindebunlardayoktu,Evrenaşırı sıcakbirtemelparçacıkçorbasıhalindeydi.Amazamanlasoğuduseyrekleştiveyıldızlarilegökadalaroluştu;yıldızların içindeoluşanelementler,yıldızlarınölümüsırasındauzayayayıldı.Gökadalarınveyenioluşan yıldızlarınmadde içeriği değişti, çeşitlendi. Zamanla gökadalar da değişim geçirdi. Bununyanında Evren genişledikçe gökada kümelerinin arası giderek açıldı, Evren’in yoğunluğu düştü.YaşamıboyuncaEvren’ingenişlemehızıdadeğişti;önceartarkenbirdönemyavaşladı sonrayinehızlandı; günümüzde hızla genişlemesini sürdürüyor. Kısacası Evren, Büyük Patlama anındangünümüzedeğinbüyükbir“evrim”geçirdivebuevrimhâlâsürüyor.Evren’in ikinci temel özelliği izotropik oluşudur; yani Evren her yönde aynı görünür. AslındaEvren’inbu temelözelliği ilkbakıştabirazkafakarıştırıcıgibigörünür.Çünküneyeryüzünde,neGüneş Sistemi’nde ne de gökadalar arası uzayda değişik yönlere baktığımızda farklı görüntülerlekarşılaşırız.ÖrneğinSamanyolu izotropikdeğildir.Birmerkezivardır,kenarlarıvekollarıvardır.Yıldızlarhomojenolmayanbirdağılımgösterirler.Hanginoktasındanbakılırsa,onoktayaözgübirgörüntüyle karşılaşılır. Aynı durum Samanyolu’nun yakın çevresi için de geçerlidir. Gökadalarıntoplandığı bölgeler -gökada kümeleri- vardır ve bu gruplaşmaların arasında büyük boşluklarbulunur.Değişikyönlerebakıldığındahiçdebirbirinebenzerolmayanörüntülerlekarşılaşılır.ÇünküEvren’inizotropikolmaözelliğiküçükölçeklerdefarkedilemez;onunbüyükölçekliyapısıiçin geçerlidir. Küçük ölçeklerde değişik yönlerde farklı gökcisimlerinin değişik düzeylerdeöbeklenmelerigörülür.Evren’inizotropikliğinianlamakiçinonaçokbüyükölçekte-200milyonışıkyılındanbüyük-bakmakgerekir.Engüçlüteleskoplarlayapılangözlemler,Evren’inheryöndeaynıgöründüğünüortayakoymuştur.Nekadarderine(uzağa)bakılırsa,Evren’inbütünyönlerdeokadarbenzerbirgörüntüsüolduğugörülür.Evren’inbirbaşkatemelözelliğide,herbölgesinin,herköşesininbenzeroluşudur;yaniözelliklefarklıbirbölgesiyoktur.BirbaşkadeyişleEvrenhomojendir.BuözellikdeyinebüyükölçekliEvreniçingeçerlidir.KüçükölçeklerdeEvrenhiçdehomojendeğildir.Gökadalarınvegökadakümelerininmilyonlarcaışıkyıllıkkenarlarıolanküpleriçindekidağılımlarıbilebenzerlikgöstermez.Birbaşkadeyişle küçük ölçekte eş büyüklükteki küplerin içinde belirgin biçimde farklı miktarda gökadabulunurvebunlarfarklıörüntüleroluşturur.Ancakölçekiyicebüyüdüğündegörünümhomojenleşir.Evren’in homojen ve izotropik olduğukozmoloji ilkesi adlı bir ilkeyle ortaya konur. Buna göreEvren’deki gökadaların yoğunlukları Evren’in her köşesinde aynıdır; konuma ya da yöne bağlıolarakdeğişmez.Evren’dekiheryerbirbirineeşittir;hiçbirözelyer,bölgeyoktur.Evren’in farklıbir bölgesi yoktur. Einstein bunu 1931’de “... Evren’de her yer birbirinin benzeridir...” diyereközetlemiştir. Kozmoloji ilkesi aslında Evren’in bir merkezinin ve kenarlarının olmadığını -eğerolsaydıkenarbölgelerileortabölgelerarasındafarklarolurdu-veBüyükPatlama’nıngerçekleştiğiözel bir yerin (merkezin) bulunmadığını gösterir. Kozmoloji ilkesinin doğruluğunu gösteren engüçlü kanıtlardan biriEvren’in ilk dönemlerinden kalan görüntüsü olan “kozmikmikrodalga arkaplanışıması”dır.

Evren’inküçükbirbölümünde(yanda)birmilyarışıkyılıuzaklıkiçinyapılanbutaramada,ikimilyongökadadabirernoktaolarakgörülüyor.

Bu,herhangibirbölgesindedikkatçekicibirboşlukyadagruplaşmaolmayan,pürüzsüz(izotropik)birgörüntüdür.

İzotropi, homojenlik ve genişlemeyi akılda canlandırabilmek içinMarkWhittle’ınyaptığıbirbenzetmeyebaşvurmadayararvar: “Çokbüyükbir

ormanda olduğunuzu düşünün. Çevrenizdeki ağaçların her biri bir gökadaya karşılık gelsin.Çevrenizebaktığınızdaheryöndeaynıörüntüyügörürsünüz;izotropi.Herhangibiryöndesaatlerceyürüyün.Orman ve ağaçlar aynıdır; yani homojendir.Bu çok büyük ormanın bir gezegenin bütünyüzeyinikapladığınıdüşünün.Hangiyöndenekadaryürürsenizyürüyün,ormanınyanigezegeninbirkenarınagelemezsiniz;çünküyoktur.Bunakarşınormanınyanigezegeninyüzeyininbellibiralanıvardır;sonsuzdeğildir.Aynışekildeormanda“merkez”olacak,diğerlerindenfarklıherhangibiryerde yoktur. Her yer birbirine eşittir. Bu varsayımsal gezegenin zamanla şiştiğini düşünün. Bu daEvren’in genişlemesine karşılık gelir. Her ağaç, yani her gökada birbirinden uzaklaşır. Ağaçlarınözellikleuzaklaştığıbirağaçyoktur;bütünağaçlarbirbirlerindenuzaklaşır.”

41-Kozmikmikrodalgaarkaplanışımasınedir?

Evren’in sıcaklığının Evren’in büyüklüğüyle doğrudan ilişkisi vardır. Evren büyüdüğünde, onuniçindeserbestdolaşanfotonlarınenerjileridedüşer,dalgaboylarıuzar.BirbaşkadeyişlegenişleyenEvren,içindekifotonlarındalgaboylarınıuzatır,enerjilerininazalmasınanedenolur.BüyükPatlamaanındansonraki380.000yılboyuncaEvren,plazmahalindeydi:Aşırısıcakveyoğunbirmadde-enerjiçorbasıgibiydi.Evren’desankiyoğunveparlayanbirsisvardı:Evrenopaktı.Budurumfotonlarınserbestçe ilerlemesineolanakvermiyordu.AmaoandansonraEvren’inortalamasıcaklığı3000Kelvin’inaltınadüştü.Elektronlarprotonlarcayakalanmayaveilkatomlaroluşmayabaşladı.Plazmahalisonaerdi;sisdağıldı,Evrensaydamlaştıvefotonlardarahatçailerleyebildiler.Ogünlerdeyüksekenerjilerleyolaçıkanbazıfotonlar13,75milyaryılboyuncasoğuyanvegenişleyenEvren’de enerjilerinin büyük bölümünü yitirdiler ve elektromanyetik tayfın görünür bölümündenöncekızılötesi bölümüne, sonradamikrodalgabölümünedüştüler.Enerjileri iyice azaldı vedalgaboylarıbüyüdü.Bu ışımabugünDünya’danmikrodalga şeklindeEvren’in her yanındangelenbir arka plan (fon)ışımasıolarakalgılanıyor.Zatenadıdaburadangeliyor:Kozmikmikrodalgaarkaplanışıması.KozmikmikrodalgaarkaplanışımasıBüyükPatlama’-nınengüçlükanıtlarındanbiridir;ondanartakalanışımadır;bunedenleona“fosilışıma”dadenir.Böylebirşeyinvarolmasıgerektiği1948’deGeorgeGamowveçalışmaarkadaşlarıRalphAlpherileRobertHerman’ınyayımladığıbirmakaledeortayaatılmıştı.GamowvearkadaşlarıBüyükPatlama’danmilyarlarcayılsonraEvren’ikaplayan~5K’likbirışımaolmasıgerektiğinihesaplamışlardı.Ancak o dönemde Büyük Patlama kuramı Evren’i açıklayan tek kuram olarak görülmüyordu;

Evren’inyapısınıvegelişiminiaçıkladığı ileri sürülenbazıbaşkakuramlardavardı.BunedenleodönemdeEvren’eyayılmışbirmikrodalga ışımakonusubilim insanlarınapek ilgi çekicigelmedi.Ayrıcamikrodalgaaraştırmalarıdadahaçokyenibaşlamıştı.SonuçolarakGamowvearkadaşlarınınortayaattığıbukonudaaraştırmayapılmadı.1964’te uydu haberleşmesi ve birtakım radyoastronomi deneyleri yapmaya çalışan -fakatradyoteleskoplarına Evren’in her yanından gelen hafif bir gürültüden kurtulmayı bir türlübaşaramayan- radyoastronomlar Arno Penzias ve Robert Wilson, Bell Laboratuvarları’nın NewJersey’deki güçlü radyoteleskopuyla bu ışımayı yanlışlıkla keşfettiler.Büyük Patlama’ya ilişkin engüçlü kanıtı keşfettikleri için 1978’de Nobel Fizik Ödülü’nü aldılar. Penzias ileWilson yaptıklarıölçümlerde kozmik mikrodalga arka plan ışımasının ya da kısaca Evren’in sıcaklığının 2,725 Kolduğunubulmuşlardı.Gamowve çalışma arkadaşları, 25yıl önce, temel atom fiziği yasalarındanyola çıkarak Evren’deki en büyük ölçekteki olguya, daha doğrusu onun 13,75 milyar yıllık birsürecininsonundakideğerineilişkinbirtahmindebulunmuşlarveyalnızca~2,3Kyanılmışlardı.Bukeşif sayesindeBüyükPatlamakuramı,ötekikuramlaragöreyerini çok sağlamlaştırdıvezamanlaEvren’iaçıklayantekkuramhalinegeldi.

1964’tegözlenenkozmikmikrodalgaarkaplanışımasıharitası.COBE’ningözlediğikozmikmikrodalgaarkaplanışımasıharitası.WMAP’ingözlediğikozmikmikrodalgaarkaplanışımasıharitası.

Kozmikmikrodalgaarkaplanışımasınıölçmekiçin,yergözlemleri, balonlugözlemler,uzaydanyapılangözlemlervebunlarınçeşitlikombinasyonlarınıiçerenbirçokdeneyyapılmıştır.BunlardanenönemlisiCOBEuydusuylayapılanvekozmikmikrodalgaarkaplandakisıcaklıkanizotropilerininsaptandığıdeneydir.WMAPuydusununverileriyleoluşturulankozmikmikrodalgaarkaplanharitasıdabugünekadareldeedilenlerineniyisidir.

Kozmikmikrodalgaarkaplanışımasıilkkeşfedildiğinde,aygıtlarınduyarlıklarıonuEvren’inheryanında aynı olarak algılayabilecek düzeydeydi. Kasım 1989’da fırlatılan ve Yer ’den 900 kmyukarıdabiryörüngeyeoturtulanCOBEuydusundakiçokduyarlıaygıtlarlakozmikmikrodalgaarkaplan ışıması yeniden incelendi. Işımanın aslında o kadar da pürüzsüz (her yanda tümüyle aynı)olmadığıortayaçıktı.GerçekteEvren’inbugünkütopaklanmışyapısındanyolaçıkılarakzatenuzakgeçmişte de böyle olması gerektiği düşünülüyordu. Yüz binde bir duyarlılıkla Evren’in ilkdönemlerindekibusıcaklıkfarklarıgözlemlendi;odönemdedeEvrenhomojenveizotropikti.Eldeedilen verilere göre Evren’in Büyük Patlama’dan 380.000 yıl sonraki haritası çıkartıldı. Bu haritaEvren’inodönemdekifarklıyoğunluktaolan,sıcakvesoğukbölgelerinigösteriyordu.COBEekibibu ikonik haritaya Evren’in bebeklik fotoğrafı adını verdi. Kozmik mikrodalga arka planışımasındakiçokçokküçükbuyoğunlukfarklarına,BüyükPatlamaanındansonraki10-36 saniyedebaşlayıp10-33ile10-32 saniyearasındasonaerenveEvren’inhacminin1078katbüyüdüğüşişme(enflasyon)evresindekikuantumdalgalanmalarınınyolaçtığıdüşünülür.BuharitadaaslındagünümüzEvren’ininodönemdeatılmış tohumlarıgörülüyordu.Evren’eşekilverenkütleçekimkuvvetisayesinde,ileride,oyüzbindebirdahayoğunolangölgelerde,ilkyıldızlarve gökadalar oluşacaktı. Gerçekten de çok değil yaklaşık 500 milyon yıl sonra, bunlar oluşmayabaşladı.

42-Evrennekadarbüyüktür?

1838’deAlmangökbilimciFriedrichBesselyakınyıldızlardanbazılarınınuzaklığınıilkkezdoğruölçenekadarEvren’innekadarbüyükolduğunailişkinhiçkimseninbirfikriyoktu.Bessel,61Cygniadlıyıldızın0,31saniyelikbirparalaksıolduğunu (artık0,287saniyeolduğunubiliyoruz)ölçtüveyaptığı hesaba göre 61Cygni’nin 93 trilyon kilometreden, yani 10 ışık yılından biraz daha uzakolduğunu buldu. Böylece geceleri gökyüzünde nokta kadar gördüğümüz yıldızların bize vebirbirlerineolanuzaklığıhakkındailkkezbirfikrimizoldu.20.yüzyılınbaşlarınakadardaEvren’inyalnızcaSamanyolu’ndakimilyarlarcayıldızdanoluştuğuvedurgunolduğudüşünüldü.Hubble 1923’te Andromeda Bulutsusu’nun Saman-yolu’nun içinde yer alamayacak kadar uzaktaolduğunukeşfedince,birgecedeEvren’imizinboyutlarıtrilyonlarcakatbüyüyüverdi.AndromedadatıpkıSamanyolugibibaşlıbaşınabirgökadaydıvemilyarlarcayıldızdanoluşuyordu.AslındasarmalbulutsusanılanyapılarınhepsiuzakbirergökadaydıveEvren’deonlardanmilyarlarcavardı.21.yüzyılageldikvearadanyaklaşıkyüzyılgeçmesinekarşın,gökbilimcilerEvren’intamolaraknekadarbüyükolduğunuhâlâbilemiyor;belkidehiçbilemeyecekler.Sonsuzbüyükolmaolasılığıvarama,biliminsanlarısonlubirbüyüklüğüolduğunudüşünmeeğilimindeler.Her ne kadar Evren’in bir sınırı yoksa ve sonsuz büyüklükte olabilirse de, bizim hakkında bilgisahibi olabildiğimiz (gelen ışıklar sayesinde gözleyebildiğimiz) sınırlı bir Evren bölgesi vardır.

Buna“gözlemlenebilirEvren”denir.GözlemlenebilirEvren,merkezindeDünya’nınbulunduğudevbir balon gibi düşünülebilir. Bunun içinde ışıklarının bize ulaşması 13,75milyar yıldan daha kısasürenbütüngökadalaryeralır.BudaEvren’invarolduğu-ilkışıklarınyolaçıktığı-süredir.

g%c3%bcnes.tif

GüneşSistemi

WilliamHerschel’in1785’teyaptığıbu“Samanyoluharitası”.ÇokuzunbirsüreEvren’inyalnızcaSamanyolu’ndanibaretolduğudüşünülmüştür.

Evren’in sürekli genişliyor olması, “uzaklık” olgusunu, özellikle uzak nesneler için oldukçakarmaşıklaştırır. Gökbilimciler büyük uzaklıkları anlatmak için genellikle ışığın yolculuk ettiğisüreyikullanırlar.Buda ışığın,kaynağını terkettiğianlabizeulaştığıanarasındageçenzamandır.AmaışığınyolculuğusırasındaEvrengenişlemiştir;yolalmaktaolan ışığınhemönündekihemdearkasındaki Evren. Bir başka deyişle o bize doğru gelirken Evren’in genişlemesi nedeniylearamızdaki uzaklık bir miktar artmıştır. O nedenle ışık, nesneyi terk edip bize doğru yola çıktığıanda, bizimle ışık kaynağının arasındaki uzaklık, ışık gözümüze geldiği andaki uzaklıktan dahakısadır-geçmişte.Bununlabirlikteışıkkaynağınınşuankikonumudagönderdiğiışığın,ışıkhızıylaaldığından daha da uzaktır. Çünkü o da gönderdiği ışık bize doğru ilerlerken olduğu yerde sabitkalmamış,Evrengenişlediğiiçintersyöndeilerlemiştir.BuhesaplamayöntemiylegözlemlenebilirEvren’inbüyüklüğühesaplanmıştır.Işığı13,7milyaryılönceyolaçıkmışvegözümüzeulaştığınıdüşündüğümüzbirnesneninşuankiuzaklığı46milyarışıkyılıdır. Bir başka deyişle gözlemlenebilir Evren’in (balonun) yarıçapı 46 milyar ışık yılıdır.Dolayısıylagördüğümüzbütüngökadalargerçekte(şuanda)92milyarışıkyılıçapıolanbirküreniniçindeyeralmaktadır.Amaenuzağıbize13,7milyarışıkyılıötedeymişgibigörünür.

OnbirmilyaryılönceXgökadasındançıkanbirışıkfotonuSamanyolu’nadoğruilerlemeyebaşlamıştır.Odönemdeikigökadaarasındakiuzaklıkyalnızca4milyarışıkyılıdır.AltımilyaryılsonrafotonhâlâSamanyolu’navaramamıştır;çünküoyolalırkenEvrengenişlemişveulaşmayaçalıştığıSamanyoluondanuzaklaşmıştır.FotonSamanyolu’naulaşmışveDünya’dakibirgözlemcideXgökadasını11milyarışıkyılıötedegörmüştür.AncakfotonSamanyolu’nadoğruilerlerkenEvren’ingenişlemesinedeniyleXgökadasıSamanyolu’ndandahadauzaklaşmıştır.FotonungözlemciningözüneulaştığıandaXgökadasıylaSamanyolu’nunarasındakiuzaklık18milyarışıkyılınaçıkmıştır.

fotonSamanyolu’nadoğruyolaçıktıfotonSamanyolu’nadoğruilerliyorfotonSamanyolu’navarıyoruzaklaşanXgökadasıXgökadasıhâlâuzaklaşıyor

XgökadasıSamanyoluSamanyoluSamanyolu11milyaryılönce5milyaryılönce4milyarışıkyılı

43-Evren’ingenişlemesinedemektir?

1929’da feşfedilen Evren’in genişliyor olduğu gerçeği, insanın kendi kökenine ilişkin (neredengeliyoruz?) enönemli keşiflerdenbiridir.Evren’ingenişlemesiBüyükPatlamamodelinin temelinioluşturur; onun çıkış noktasıdır. Peki, Evren’in genişlemesi ne demektir? Evren neyin içindegenişler? Evren’in genişlemesiGüneş Sistemi’nin, hattaDünya’nın da genişliyor, büyüyor olduğu

anlamınagelirmi?Genişleme,gerçekte iyibildiğimizbirkavramdır.Birülkeninsınırlarınıngenişlemesiniyadabirpetrol tankerinden sızan petrolün kirlettiği alanın genişlemesini kolayca anlar ve aklımızdacanlandırabiliriz.Ülkeninvedenizyüzeyindekipetrolünsınırları (kenarları)vebirmerkezivardır.Busınırlarınötesindedegenişlenebilecekbirbölgebulunur.AncakEvren’ingenişlemesibildiğimizşekilde olmaz. Bunun nedeni aslında Evren’in kendisinin, bildiğimiz şeylere pek benzemiyoroluşudur.ÖrneğinEvren’inbirmerkeziyadaonukuşatansınırlarıyoktur.Bununlabirlikte,Evren’indışındadagenişleyeceğibirbölgeyoktur.DahadoğrusuEvren’indışıdiyebiryerbulunmaz.Bütüngökadalardaki ve gökadalar arası uzaydaki madde, enerji, karanlık madde ve karanlık enerji hepEvren’in içindedir. Bir merkezi ve sınırları bulunmayan Evrenimiz de sürekli ve artan bir hızlabüyür,genişler.Evren’dehangi uzakgökadayabakarsakbakalım,onunbizdenuzaklaştığını görürüz.Ancakdahayakınolanlardahayavaşuzaklaşırken,uzaktakilerdahahızlıveenuzaktakilerdeenhızlıuzaklaşır.Bu durumun bazı istisnaları vardır. Yerel Grup gibi gökada gruplarındaki ya da kümelerdekigökadalar birbirlerine kütleçekimsel olarak bağlıdır.Grup içinde değişik yönlerde ilerleyebilirler.Gökadaların küme içindeki bu tür hareketleriEvren’indüzgüngenişlemesinden “sapma”lar olarakgörülür.BirbaşkadeyişlekümeiçindekikütleçekimetkileriEvren’ingenişlemesinekarşıişler.Aynıdurumgökadalarıniçindekimaddeiçindegeçerlidir.YanigökadalardakikütleçekimetkisiEvren’ingenişlemesinekarşıdururvehiçbirgökadagenişlemez.

Buçizimlerde,bellibirhacminiçindegerçekleşenkonvansiyonelbirpatlamamodellenmiştir.BüyükPatlamailebaşlayanEvren’ingenişlemesibuşekildeolmaz.Buçizimlerde,içerdiğiherşeylebirliktegenişleyenEvrengörülüyor.Genişlemebirmerkezdendışadoğrudeğil,heryerdeaynışekildeoluyor.Evren’indışındaysahiçbirşeyyok.

Bütün gökadaların bizden uzaklaşıyormuş gibi görünmesi garip bir durumdur. Sanki SamanyoluEvren’in merkezindeymiş ve bütün gökadalar ondan kaçıyormuş izlenimi uyandırır. Bir de eğerzamanı geri alabilsek, tüm gökadalar Samanyolu’nda buluşacakmış gibi gelir. Bir başka deyişleEvren’inmerkezindeymişizduygusunakapılırız.Nevarki,durumhiçdeöyledeğildir.Butümüylebiryanılsamadır.Konvansiyonelpatlamalardapatlamanınbirmerkeziolur.Merkezeyaklaştıkçamaddeyoğunluğu,sıcaklıkvebasınçartar.Merkezdenuzaklaştıkçamaddelerinsaçıldığıhacimbüyür,maddeyoğunluğu

ve sıcaklık düşer. Büyük Patlama’yla başlayanEvren’in genişlemesi, konvansiyonel patlamanın bubetimlemesine uymaz; çok farklıdır. Büyük ölçekte Evren’de herhangi bir bölgede maddeyoğunlaşmasıgözlenmez,Evrenhomojendir.Evren’insıcaklığıdaheryöndeaynıdır (2,7K).YaniEvren’inbirmerkezivesınırlarıyoktur.Evrenheryöndeaynıdır.BunedenleSamanyolu’nunEvren’inmerkezindeymişgibialgılanmasıbiryanılsamadır.Gerçektehangigökadadanötekigökadalarabakılsaaynımanzaraylakarşılaşılır:Bütüngökadalaruzaklaşıyorgörünür. Gökadaların birbirlerinden uzaklaşıyor olması bir balonun üzerine tutturulmuş kâğıttanminikgökadalarınbalonun(buörnekte ikiboyutlubirevrenekarşılıkgelir)şişirilmesiylebirlikte,birbirlerindenuzaklaşmasınabenzer.

AAABBB

Gökadalarınbirbirindenuzaklaşmahızıuzaklıklabirlikteartar.BuilişkiyeHubbleYasasıdenir.BugaripdurumSamanyolusankiEvren’inmerkeziymişgibi,hattaBüyükPatlama,Samanyolu’ndaolmuşdaonedenlebütüngökadalarbizdenuzaklaşıyormuşgibibirfikrekapılmamızayolaçabilir.Amadurumböyledeğildir.Çünkübütüngökadalardanbakıldığında,aynıgörüntüylekarşılaşılır.

YukarıdakiilkresimdeAgökadasındanbakıldığındasankiötekibütüngökadalarbizdenuzaklaşıyormuşgibigörülür.ŞimdiEvren’ebaktığımıznoktayıikincigökadayadoğrukaydıralım;ikinciresimdeikigökadanınortasındanbakılıyor.Ortanoktadayinebütün

gökadalarıbizdenuzaklaşıyormuşgibigörürüz.SonundaBgökadasınagelelimveoradanötekigökadalarabakalım.Yineaynışeyigörürüz:Bütüngökadalarınbizdenuzaklaştığını.

Genişleyen Evren kuramına göre, gerçekte Evren bir boşluğun ya da uzayın içinde genişliyordeğildir. Kendisi genişler. Evren’in dışında hiçbir şey yoktur; Evren’in dışı diye bir şey yoktur.Gökadalar da gerçekte Evren’de büyük hızlarla ilerlemez. Onlar aslında uzayda durur, ancakaralarındaki uzay genişler ve uzaklık Evren’in genişlemesinden dolayı artar. Bu durum, fırındakabaran bir üzümlü kekin üzümlerinin kendileri hareket ettiği için değil de, kek kabardığı içinbirbirlerindenuzaklaşmasınabenzetilebilir.

44-Evrenkaçyaşındadır?

Çok değil 20 yıl önce Evren’in yaşının 10-20 milyar arasında olduğu söylenirdi. Çünkü BüyükPatlama’nıngerçekleştiği tarih ancakbudüzeydebir kesinliklehesaplanabiliyordu.1990’lı yıllarınsonundakesinlikbirazdahaarttıve12-15milyararalığınagelindi.Ocak2003’tenbuyanaEvren’inyaşınınkaçolduğundanneredeyseeminiz.BuçokdeğerliveriyiWilkinsonMikrodalgaAnizotropiSondası’na (WMAP) borçluyuz. Onun taşıdığı aygıtların mikrodalga ışımasındaki sıcaklıkdeğişimlerine dayanarak çıkarttığı Evren haritası sayesinde, Evren’in yalnızca yaşına değil,genişlemehızına,hattatemeliçeriklerineilişkindeoldukçaduyarlıverilereldeedilmiştir.Evrenimizin genişlediğinin yaklaşık 90 yıldır farkındayız. Artık genişleme hızını da oldukça“kesin” biliyoruz. Evren’in bugünkü genişleme hızını geçmişe yönelik kullanarak, BüyükPatlama’nıngünümüzdennekadarzamanönceolduğunuhesaplayabiliyoruz.GökbilimcilerEvren’ingenişlemehızınıHubbleDeğişkeni (eskidenHubbleSabiti denirdi) diye adlandırdıkları bir sayıylaanlatırlar.Hubble Değişkeni, gökadaların uzaklıklarıyla hızları arasındaki ilişkiyi ortaya koyar ve H0simgesiylegösterilir.

genişlemehızı=H0xuzaklık

Evren’ingenişlemehızızamaniçindedeğişmiştir.OnedenleH0’dakisıfır,değişkeningünümüzdekideğerinigöstermekiçinkullanılır.Değişkenindeğerinibelirlemekoldukçazordur;çünkügökadalararası uzaklıkların ölçümüne dayanır. Gökadalar arası uzaklıkları duyarlı bir şekilde ölçmek degerçektenzorbiriştir.Edwin Hubble’ın kendi gözlemlerine dayanarak bulduğu ilk değer 150 km/s/milyon ışık yılıydı.1994’te Hubble Uzay Teleskopu’nun, yakın bir gökadaya yönelik gözlemleri sonucunda 24,5km/s/milyon ışıkyılıolduğuhesaplanmıştı.EnsongözlemlerdoğrultusundaHubbleDeğişkeni’nin22±2km/s/milyonışıkyılıolduğukabulediliyor.Buşuanlamagelir:Onmilyonışıkyılıötedekibirgökada, bizden saniyede 220 km’lik bir hızla uzaklaşır; 20milyon ışık yılı ötedeki bir gökadaysasaniyede 440km’lik bir hızla uzaklaşır; 300milyon ışık yılı ötedeki bir gökada da saniyede 6600km’lik bir hızla uzaklaşır. Hubble Değişkeni’nden yararlanarak yapılan basit hesapla (HubbleDeğişkeni’nin tersi,doğrudanEvren’in-kabaca-yaşınıverir),Evren’dekiherşeyin tekbirnoktadatoplandığıanın,yaniBüyükPatlamaanınıngünümüzden13,5milyaryılöncegerçekleştiğisonucunaulaşılır.BirbaşkadeyişleEvren’imiz13,5milyaryaşındadır.

BüyüklükTarihiUzaklık0artıyorsabitazalıyorZamanşimdiyaş<13,5milyaryaş<13,5milyaryaş<13,5milyar

Yukarıdakigrafiktegökadalararasıuzaklıklarınartışının-Evren’ingenişlemehızının-zamanladeğişimigörülüyor.Genişlemesabitbirhızla(22km/s/milyonışıkyılı)olsaydı,Evren’inyaşı13,5milyarolacaktı;eğergeçmiştenazalarakgelip,azalarakdevametseydi,o

zamanEvren’inyaşının13,5milyardanküçükolmasıgerekecekti;eğerartarakgelip,artmayadevametseydi,ozamanda13,5milyardandahayaşlıolmasıgerekirdi.Nevarkibuüçsenaryodagerçekleşmemiştir.Gerçekleşendurumgenişlemehızınınbelli

dönemlerdearttığıbellidönemlerdedeazaldığıkarmabirdurumdur.

Ancak bu hesap, büyük bir ön kabul ile birlikte yapılmıştır. O da Evren’in genişleme hızınınEvren’in başlangıcından bu yana hep aynı olduğu ön kabulüdür. Halbuki Evren’in genişleme hızızamanladeğişmişolabilir,kigerçektendedeğişmiştir.GökbilimcilerEvren’ingeçmiştebirdönemçok hızlı genişlediğini, sonra bu hızın yavaşlayıp bugünkü düzeyinin de altına indiğini ve sonrayeniden arttığını bulmuşlardır. Geçmişte Evren’in genişleme hızının düşük ve yüksek olduğudönemlerinaslındabirbirineyakınuzunluktaolduğuortayaçıkmıştır.SonuçtayapılanhesaplaragöreBüyükPatlama’nıngünümüzden13,75±0,11milyaryılönceolduğuanlaşılmıştır.BirbaşkadeyişleEvren’imizinyaşı13,75milyardır.

UzaklıkHız22km/sBüyükPatlamaŞimdiŞimdiZamanZaman

AzalıyorArtıyor00

AlttakigrafikteEvren’ingenişlemehızınınzamaniçindekideğişimigörülürken,üsttekigrafiktedebunakarşılıkgelenuzaklıkartışıgörülüyor.Bunagörebugün22km/s/milyonışıkyılıolanEvren’ingenişlemehızı,gelecektedahadaartacakvegökadalarbirbirlerindendahahızlıuzaklaşacak.1999’daortayaçıkanbuolguaslındabiliminsanlarınınçoğununkarşılaşmayıhiçbeklemediğibirolguydu.OnlarEvren’ingenişlemesininsüreceğini,amagenişlemehızınınyaazalacağınıya

dasabitkalacağınıbulmayıumuyorlardı.

45-Evren’dekiuzaklıklarnasılölçülür?

Evren’dekiuzaklıklarıolabildiğincekesinbilmeninbüyükönemivardır.Çünküuzaklıklarıdoğrubilmek yalnızca Evren’in ne kadar büyük olduğunu değil, aynı zamanda onun birtakım temelözelliklerini de anlamamızı sağlar. Her şeyden önce, bu sayede onun genişleme hızını ve yaşınıdoğrubiliriz.AyrıcauzaklıklarEvren’denekadargeçmişebaktığımızıdasöyler.Evren’deuzaklıklarışıkyılıbirimiyleölçülür.Birışıkyılıçokbüyükbiruzunluktur;yaklaşık9,4trilyonkilometreyekarşılıkgelir.Evren’dekiuzaklıklarda,onlarca,yüzlerce,hattamilyonlarcaışıkyılıdüzeyindedir.Acababukadarkolayyazılan,amagerçektebukadarbüyükolanuzaklıklarınasılölçüyoruz?Gecegökyüzündeyalnızcaküçükbirerışıknoktasıolarakgörünenyıldızlarınuzaklığınınasılhesaplıyoruz?Evren’de uzaklıklar ölçülürken tek bir yöntem kullanılmaz. Yakın gökcisimlerinin uzaklıklarınıölçerken kullanılan yöntemler ayrıdır, uzak gökcisimlerinin uzaklıklarını ölçerken kullanılanyöntemlerayrıdır.Bazıgökcisimlerininuzaklıklarıysahemyakınhemdeuzakölçümlerdekullanılanyöntemlerle bulunabilir. O zaman uzak gökcisimlerinin uzaklıklarını ölçerken kullanılan yöntem,yakınölçmeyöntemiylekalibreedilmişolur.Odadahauzakgökcisimlerininölçümündekullanılanyöntemlerin kalibrasyonunda kullanılır. Böylece birbirlerinin kesinliğine dayanan yöntemlerdenoluşan bir “uzaklık merdiveni” ortaya çıkar. Bu merdivenin en alt basamağında en yakıngökcisimlerininuzaklıklarınıölçmedekullanılanparalaksyadaüçgenlemeyöntemibulunur.

ParalaksyöntemiKolunuzu öne uzatın ve başparmağınıza önce sol gözünüzü kapatıp sağ gözünüzle bakın; sonratersini yapın. İki bakışınızda başparmağınızı arka plandaki nesnelere göre farklı noktalardagörürsünüz. Parmağınızı gözünüze yaklaştırdığınızda, bu iki nokta arasındaki uzaklık açılır,parmağınızı uzaklaştırdığınızda açıklık kapanır. Elinizde çok küçük tabanlı (göz açıklığınız), çokuzunbiryüksekliğiolan (kolunuz)veçokdaraçılıbirüçgenvardır.Lisegeometrisinedayanarak,bunlardanikisibilindiğinde,üçüncühesaplanabilir.Yakınyıldızlarınuzaklığıişte,bubasityöntemle

hesaplanır. Üçgene taban olarak Dünya’nın Güneş’e uzaklığının iki katı (yörünge üzerinde altı ayaraylabulunduğukonumlarınarasındakiuzaklık)kullanılır:2AB.Arkadakiyıldızlaragöreyakınbiryıldız belirlenir. Dünya, Güneş’in çevresinde dönerken altı ay aralıklı, Güneş’e göre simetrik ikinoktadan yıldıza bakılır ve arka plandaki yıldızlara göre değişen görüntülerinin arasındaki açıbelirlenir. Dünya’nın iki konumu arasındaki 2 AB’lik uzaklıktan ve bu aşırı küçük açıdanyararlanılarak, çok çok dar açılı üçgenin yüksekliği (yani Güneş’e olan uzaklığı) hesaplanır. Bu,kuramsal olarak son derece basit olmasına karşın, uygulaması çok zor bir yöntemdir. Çünkü çokküçükaçılarınbüyükduyarlılıklaölçülmesinigerektirir.

açıuzaklıktaban

Birçemberin360’dabirinebirderecediyoruz.Birderecenin60’dabiridakikadır.Birdakikanın60’dabiride,yanibirderecenin3600’debiribirsaniyedir.

1838’deAlmanmatematikçivegökbilimciFriedrichBesseldöneminenduyarlıgözlemaygıtlarınıson derece özenle kullanarak ilk paralaks ölçümlerini yapmıştı. Böylece en yakın yıldızların dabirkaçışıkyılıötedeolduğuortayaçıkmıştı.

1parsec1saniye

Dünya’nınyörüngesi1AB

Gökbilimcilerinışıkyılınıkullanmakyerinegenellikleyeğledikleribirbaşkauzaklıkbirimivardır:parsec(pc).Buterimparalaksvearcsecond(saniye)sözcüklerininbirleşimindenoluşanİngilizcebirkısaltmadır:par-sec.Birparsec,tabanı1ABveaçısıdabirsaniyeolanüçgeninyüksekliğine(yaniyıldızınuzaklığına)karşılıkgelirve3,26ışıkyılıdır.1parsec=3,26ışıkyılı=~30trilyonkilometre.

Enduyarlıaygıtlarlabileparalaksyöntemiyleuzaklıklarınıhesaplayabileceğimizyıldızlar(hernekadarsayılarımilyonlarıbulsada),gökadamızınancakküçükbirbölgesinioluşturur.

Dahauzakyıldızlarınuzaklıklarınıhesaplayacakbaşkayöntemlergerekir.

Uzaydakiuzakgökcisimlerininparalaksaçılarınıbulmakçokincebiriştir.Ancakbuişiçindeçokduyarlı bazı aygıtlar geliştirilmiştir. Atmosferin olumsuz etkilerine karşın, yeryüzünden yapılanölçümlerde, bir saniyenin yüzde biri büyüklüğündeki açılar ölçülebilmektedir. Atmosferin üstüneçıkıldığındaysabuduyarlılıkdahadaartar.1990’lıyıllardaESA’nınHipparcosadlıgözlemuydusu1000parsecçapındakibirkürede120.000yıldızınparalaksaçısını saniyeninbindebiriduyarlılıklaölçmüştür.2012’defırlatılacakolanGaeaadlıuyduysa,birmilyaryıldızı(gökadamızınyüzdebirini)inceleyecekvebirsaniyenin20milyondabiriduyarlılıktaölçümleryapacaktır.Uzaklıkmerdivenininbundan sonrakibasamakları,gökcisimlerininuzaklıklarının,parlaklıklarınagöre belirlenmesine dayanır. Birbirinin aynı, 100 Watt’lık beş ampulü birbirlerinden üçer metrearayla bir hizada dizelim. Gece olunca ampulleri yakalım. Bize uzak olan ampullerin uzaklıklaorantılı olarak parlaklıklarının da azaldığını hemen fark ederiz. Ampullerin gerçek (mutlak)parlaklıklarını bildiğimiz ve görünür parlaklıklarını da ölçebildiğimiz sürece, yine basit birdenklemleuzaklıklarınıhesaplayabiliriz.

Görünürparlaklık=mutlakparlaklık/4πd2

Bir yıldızın 10 parsec öteden algılanan parlaklığı o yıldızın mutlak parlaklığıdır. Gökbilimcilermutlak parlaklıklarını bildikleri yıldızları “standart ışık kaynağı” olarak kullanır. Aslında uzakgökcisimlerinin uzaklıklarının hesaplanmasında da bu yaklaşım kullanılır; ancak yararlanılanstandartışıkkaynakları,uzaklığagöredeğişir

SefeitdeğişkenleriyöntemiÇıplak gözle gece gökyüzüne baktığımızda, yıldızların parlaklıkları hep aynıymış, hiçdeğişmiyormuş gibi gelir. Halbuki bir dürbün ya da küçük bir teleskopla yapılan gözlemlerde,yıldızlardanbazılarınınparlaklıklarınınperiyodikolarakdeğiştiğihemen farkedilebilir.Parlaklığıdeğişen yıldızlardan en ünlüsü 1700’lü yılların sonunda keşfedilen, 891 ışık yılı ötedeki DeltaSefeus’turvekendiadıyla“sefeitler” (yada“sefeitdeğişkenleri”)olarakanılanbirgrupoluşturur.Bunlar yaşamlarının son evresine girmiş, kararsızlaşmış ve düzenli aralıklarla (periyodik olarak)küçülüpbüyüyen,biranlamda“zonklayan”yıldızlardır.Küçülüpbüyümedönemlerindedoğalolarakparlaklıklarıdadeğişir.1908’debuyıldızlarınparlaklıklarıyladeğişimperiyotlarıarasındabirilişkiolduğufarkedilmiştir:Parlakolanlaryavaşyavaşdeğişir,periyotlarıuzundur;sönükolanlarsahızlıdeğişimgösterir,periyotlarıkısadır.Buçokdeğerlibilgisayesindeuzakyıldızlarınuzaklıklarınıdaölçmekkolaylaşmıştır.Paralaksyöntemikullanılarakyakındakisefeitlerdenbazılarınıngerçekuzaklıklarısaptanmışvebuyeniyönteminkalibrasyonuyapılmıştır.Sefeitlerçokgüçlüyıldızlardır.Güneş’tenortalamaolarak100-1000katdahagüçlüdürler.ÖrneğinKutupYıldızı(Polaris)4günlükperiyottaparlaklığıyüzde10 değişen bir sefeittir. Sefeitler çok uzaktan görülebilir. Samanyolu’nun komşusu olangökadalardaki sefeitleri saptamak hiç zor değildir. Zaten Edwin Hubble da ünlü çalışmasındaAndromeda’nın Samanyolu’nun içindeki bir bulutsu olamayacak kadar uzakta yer aldığınısefeitlerden yararlanarak ortaya çıkartmıştır. Bu yöntemin zor yanlarından biri, yıldızlar arasıortamdaki tozun etkilerinin üstesinden gelmektir. Toz, yıldızın görünür parlaklığının daha azalgılanmasına yol açar. Farklı dalga boylarındaki ışıklarla yapılan gözlemler sayesinde bu sorungiderilir.

Uzakampulleringörünürparlaklıklarıuzaklıklabirlikteazalır.

GörünürparlaklıkUzaklık

HubbleUzayTeleskopu’nun(HUT)temelgörevlerindenbiri,yakıngökadalardakisefeitleribulupuzaklıklarınıhesaplamaktı.Onunsayesindesefeitleringörülebilmeuzaklığı10katarttı;yani1000katdaha büyük bir hacimdeki sefeitler görülebilir oldu. 1999’da sonlandırılan bu görevde HUT, 65milyonışıkyılıiçindeki18gökadada800sefeitsaptayıpuzaklıklarınıölçmüştür.Uzaklıklarıoldukçaduyarlı bir şekilde hesaplanan bu 18 gökada, uzaklık merdiveninde bir üst basamakta yer alanyönteminkalibrasyonundakullanılmıştır.

Tully-FischeryöntemiBrentTullyveRickFischer ’ingeliştirdiğiveTully-FischerYöntemiolarakbilinenuzaklıkhesabı,gökadalarınmutlak parlaklıklarıyla kendi eksenlerindeki dönüş hızları arasındaki ilişkiye dayanır.Büyük ve parlak gökadalar daha hızlı dönerken, küçük ve sönük gökadalar daha yavaş döner.Doppler etkisi kullanılarak gökadanın dönüş hızını saptamak kolaydır. O hızdaki bir gökadanınmutlak parlaklığı grafikten çıkartılır. Gözlem sırasında gökadanın görünür parlaklığı zaten eldeedilir.Basitdenklemimizsayesindeçokuzakgökadalarınuzaklıklarıdakolaycahesaplanır.

Uzaktakibirsefeidinparlaklığınınhangiperiyottadeğiştiğinigözlemlemekkolaydır.Periyodubilinensefeidinmutlakparlaklığıgrafiktençıkartılır.Gözlemsırasındaosefeidingörünürparlaklığıdaölçülür.Denklemsayesindeyıldızınuzaklığıbulunur.MutlakparlaklıkPeriyot(gün)104

103

102

131030100

Uzaktakibirsefeidinparlaklığınınhangiperiyottadeğiştiğinigözlemlemekkolaydır.Periyodubilinensefeidinmutlakparlaklığıgrafiktençıkartılır.Gözlemsırasındaosefeidingörünürparlaklığıdaölçülür.

Denklemsayesindeyıldızınuzaklığıbulunur.

Ne var ki Tully-Fischer yöntemiyle ancak birkaç yüz milyon ışık yılı içindeki gökadalarınuzaklıkları doğru hesaplanabilmektedir. Kuşkusuz bunlar çok büyük uzaklıklardır; ancakgözlemlenebilir Evren’in 13,7 milyar ışık yıllık yarıçapı göz önüne alındığında, ilk binde birlikhacimdenbileküçükbirbölgeiçindekaldıklarıgörülür.Gerçektenuzak,örneğin10milyarışıkyılıötedekigökadalarınuzaklıklarınıölçmekiçinmuazzamparlaklıktavemutlakparlaklığınıbildiğimizyenistandartışıkkaynaklarındanyararlanmakgerekir.

1atipisüpernovalarYaklaşık20yıl boyuncayürütülen araştırmaların sonundaböylebir ışıkkaynağıbulunmuştur: 1atipi süpernovalar ya da beyaz cüce süpernovaları. Bu tip süpernovalar eşsiz bir ışık kaynağıdır;milyarlarca ışıkyılıötedengörülebilirler.Birkaçgünboyuncaçokparlakkalırlar, sonrabirkaçayiçinde yavaş yavaş sönükleşirler. Zor olan şey, çok uzak gökadalarda gerçekleşen 1a tipisüpernovalarıyakalayabilmektir.Buamaçlabüyük teleskoplarbazengünlerboyuncaEvren’inbellibirköşesineodaklanırvesüreklifotoğrafçeker.Çekilenfotoğrafbiröncekiylekarşılaştırılır.Eğeraynılarsa, süpernova olmamış demektir. Eğer sonraki fotoğrafta ek bir ışık kaynağı görülürse, ozaman bir süpernova yakalanmış demektir. Hemen o ışığın tayfı incelenir ve parlaklık değişimgrafiğiçıkartılır.Eğer1atipisüpernovaysauzaklıkölçümündekullanılır.Evren’dekiuzaklıklarınölçümükozmolojiaçısındançokönemlidir.UzaklıklariçindeyaşadığımızEvren’in en temel özelliklerini bize söyler. Ama uzaklık ölçmek hiç de kolay değildir. Buyöntemleringeliştirilmesi veuzaklıkmerdivenininkurulması yüzyılı bulmuştur.Ölçümduyarlılığıda sürekli arttırılmıştır. Çok değil 20 yıl önce, ölçülen uzaklıklardaki hata payı yüzde 50’lerdüzeyindeydi;Evren’inyaşıiçin10-20milyararasındadeniyordu.GünümüzdeHipparkosastrometriuydusu gibi yüksek teknolojili gözlem aygıtları sayesinde bu oran yüzde 5-10 arasına çekilmiştir.Uzaklıkölçmekiçinyeniyöntemarayışlarısürüyor.Yeniyöntemlergeliştirildikçeeskileriyenidensınanıyorvekalibreediliyor.HergeçengünEvren’dekiuzaklıklardahakesinolarakhesaplanıyor.Üzerindeçalışılanbazıyöntemlerleonyıliçindeyüzde2’likhatapayınainilmesibekleniyor.

1atipisüpernovalar,yıldızlarındanbiribeyazcüceolanikiliyıldızsistemlerindegörülür.Büyükkütleliyıldızdanbeyazcüceyemaddeaktarımıolur.Beyazcücegiderekbüyür;amabubüyümeninfizikselbirüstsınırıvardır.1,4Güneşkütlesineulaşanbeyazcüceiç

dengesiniyitirirveçokparlakbirsüpernovaylabütünmalzemesiniuzayayayar;geridenebirnötronyıldızınedebirkaradelikkalır.Butürsüpernovalara

1atipisüpernovadenir.1atipisüpernovalarstandartışıkkaynağıolmayaçokuygundur.Çünküparlaklıklarınındoruğundaykenhepsideneredeyseaynımiktardaışıkyayar.

46-Evren’eilişkinbilgilernasıleldeedilir?

Gökbilim, en eski bilim dallarından biridir. Onu öteki bilim dallarından ayıran önemli bir yanıvardır.Ötekibilimdallarındabirtakımnesneleralınıpincelenir,analizedilir,bazıtestlerdengeçirilirveüzerlerindedeneyleryapılır.Nevarkigökbilimdedurumböyledeğildir.Gökbilimcileryüzlerce,binlercehattamilyonlarca ışıkyılıötedekinesnelerle,yıldızlarla,gökadalarla,bulutsularlauğraşır,onlarıgözlerveinceler.Çokazbirkaçistisna,Dünya’yadüşengöktaşları,Ay’dangetirilenkayalarve25143Itokawaadlıasteroittengetirilenkayaörnekleridışında,Evren’dekiherhangibirnesneninenküçükbir parçası bile eldeyoktur.Gökbilimciler araştırmalarındayalnızcagökcisimlerindençıkıpDünya’yaulaşanışıklardanyararlanır.Yıldızların,gökadalarınyapılarınailişkinbütünbilgiyibuazmiktardaki ışığı analiz ederek, o ışıkların taşıdığı bilgileri ortaya çıkararak elde ederler. Yıldızışıklarınıtoplamakiçindeteleskoplarıkullanırlar.1900’lü yılların başında, dönemin ünlü gökbilimcisi George Ellery Hale “Evren’e bakangözlerimiz,yani teleskoplarımıznedenlibüyükolursa,odenlinetvekeskinbirgörüşümüzolur”demişti. Hale iyi bir gökbilimci olmanın yanında, ikna yeteneği yüksek bir girişimciydi.Kurduğugüçlü bağlantılar sayesinde Kaliforniya’daki Wilson Dağı’na bir gözlemevi yaptırmış ve buraya1917’de dünyanın en büyük (ayna çapı 2,5 m olan) teleskopunu kurdurmuştu. Hale haklıydı.Gözlemevinde1919’daçalışmayabaşlayanEdwinHubble1922-1923yıllarındayaptığıgözlemlerle,teleskopunilk ışığınıgörmesindenyalnızcabeşyılsonra,Evren’ebakışımızı tümüyledeğiştirdi.Ogündensonradagiderekbüyükteleskoplaryapılmayabaşlandı.Teleskop mercekleri gerçekte 13. yüzyıldan beri var olan gözlük merceklerinden türemiştir. İlkteleskoputamolarakkimingeliştirdiğibilinemesede,buonurHollandalıHansLippershey’everilir.Ama onu gökbilimin temel aygıtı haline getiren kuşkusuz Galileo olmuştur.Merceklerden oluşanbasit ilk teleskoplardan yaklaşık 60 yıl sonra ışık toplama parçası olarak mercek yerine aynanınkullanıldığıilkyansıtmalı teleskopuNewton1668’deyapmıştır.1850’demetalaynalarınyerinicamaynalaralmıştır.1839’da keşfedilen fotoğrafın 1880’li yıllarda teleskoplarda kullanılması gökbilim açısından tambir devrim olmuştur. Çünkü bu sayede teleskop, gözlenen cisimleri kaydeden ve sonra yenideninceleme olanağı tanıyan bir alete dönüşmüştür. Ayrıca etki alanı da genişlemiştir. Uzun pozlamasüreleri sayesinde gözle hiçbir zaman görülemeyecek denli sönük cisimler de artık görülebilir,saptanabilirolmuştur.Gökbilimciler sürekliolarakEvren’indahanetgörüntülerinieldeetmeyeçalışmıştır.Dahabüyükteleskop aynaları demek, gökcisimlerindengelen ışıkların daha çoğunun toplanabilmesi, yani dahanet, daha parlak görüntü elde edilmesi demektir. Ancak atmosferin içinde hareketli birçok katmanvardır, sürekli hava hareketleri, türbülanslar olur. Bunlar uzaydan gelen ışıkları etkiler vegökcisimlerinin teleskoplardaki görüntülerini bulanıklaştırır. Onlarca yıl bu sorunun üstesinden

gelinememiştir. Bu nedenle de büyük teleskop yapımına ara verilmiştir. Onun yerine, eldekiteleskopların veriminin yükseltilmesine, gelen ışıkları daha iyi toplayabilecek, değerlendirebilecekaygıtlarıngeliştirilmesineçalışılmıştır.Bualandadabüyükbaşarılarsağlanmıştır;elektronikdevrimigökbilimde de devrime yol açmıştır. Fotoğraf plakalarının yerine, elektronik kayıt aygıtlarıkullanılmaya başlanmıştır. Bunlar plakalara göre aşırı duyarlı ve çok üstündür. 1990’lı yıllardayıldızlardangelenışığınyüzde80-90’ındanyararlanabilenCCD’ler(chargedcoupleddevice-düşenışığıelektrikgerilimineçeviren,ışığaçokduyarlıfotodiyotlardanoluşanaygıt)geliştirilince,uzunbiraradansonrayenidenbüyükteleskopyapımınabaşlanmıştır.

Fotoğrafınteleskoplabirleşmesimoderngökbilimin,birbaşkadeyişleHubble’ınbüyükkeşfininyolunuaçmıştır.Hubble’ınincelediğiAndromedafotoğraflarındanbirigörülüyor.Beyazzeminüzerindesiyahnoktalardahakolayseçildiğindengökbilimciler“negatif”ler

üzerindeçalışırdı.

Atmosferinyermerkezli teleskoplarüzerindebirçokolumsuzetkisivardır.Örneğinyermerkezliteleskoplarlaelektromanyetiktayfınyalnızcagörünebilirışıkbölümüileradyodalgalarınınbellibirbölümü ancak gözlemlenebilir.Çünküöteki bütün dalga boylarındaki ışınların yeryüzüne ulaşmasıatmosferdeki bazı moleküllerce engellenir. Örneğin morötesi ışınların büyük bölümü ozontabakasındakiozon(O3)moleküllerincetutulur.Kızılötesiışınlarınbirbölümünüdeatmosferdekisubuharıengeller.

IşıkElektrikEskiYunan’danberibilinir.EskiYunanlaryünkumaşlarasürttüklerinde,bazınesnelerikendineçekenvekıvılcımçıkartankehribara“elektron”diyorlardı.ManyetizmayıdaÇinliler1100’lüyıllardanberibiliyordu;pusulanınkullanıldığıilkÇingemileribuyıllardadenizlereaçılmıştı.Amadoğanınbuikigizemliolgusuarasındabirilişkiolduğu1820’deHansChristianØersted’inbirderssırasındarastlantıeserielektrikakımınınmanyetizmayıetkilediğinikeşfetmesinekadaranlaşılamadı.1860’lıyıllarboyuncaJamesClerckMaxwellelektriklemanyetizmaarasındakibuilişkiüzerineçalıştı.Birsüresonrabuikiolgununaslındatekbirolguolduğunubuldu:Elektromanyetizma.Sonraelektrikyüklerininbirbirininasılittiğini/çektiğini,manyetikkutuplarıntekbaşlarınaolamayacağını(hepçiftlerhalindeolduklarını),manyetizmadakideğişiminelektriküreteceğiniveelektrikseldeğişimindemanyetikalanoluşturacağınıdörtzarifformüllegösteriverdi.Bununyanındaelektromanyetikenerjininuzaydadalgalarhalindeyayıldığınıkeşfetti.Dahadailerigiderekbudalgalarınhangihızlailerlediğinibuldu.Hesaplarısonucundaulaştığıhızonuoldukçaşaşırttı;çünküelektromanyetikdalgalarboşluktaışıkhızıylailerliyordu,yanisaniyede300.000km.BöyleceMaxwell’inelektrikvemanyetizmaçalışmalarınınbirsonucuolarakışığındaaslındabirelektromanyetikdalgaolduğuanlaşıldı.

RadyoastronomiYeryüzünde,yaklaşık3,8milyaryıllıkevrimsürecinde,insanınvehayvanlarıngözleriyalnızcagörünürışığıalgılayacakşekildeuyarlanmıştır.AncakDünya’yagelenışıklaryalnızcagörünürışıkdeğildir.Uzaydan,özellikledeGüneş’tenherdalgaboyundaışıkgelir.Bunlardeğişikaygıtlarlaalgılanabilir.Butüraygıtlardageçenyüzyılınbaşındayapılmayabaşlanmıştır.Örneğinradyovetelevizyonantenleriradyodalgalarınıalgılar.Aynışekilderadyoteleskoplardauzaydangelenradyodalgalarınıalgılar.Uzayınradyoteleskoplarlagözlenmesi1930’luyıllardabaşlamıştır.Çoksayıda,küçükradyoteleskoplaeldeedilengörüntülerintekbirbüyükradyoteleskoptaneldeedilenleeşdeğerolduğununanlaşıldığı1940’lıyıllardansonraradyoastronomihızlagelişmiştir.Büyükradyoteleskopkomplekslerikurulmuştur.

Işıksözcüğüyleaslındabütünelektromanyetikdalgalaranlatılır.Bunlarınyalnızcaküçükbirbölümüelektromanyetiktayfınküçükbiraralığındakigörünürışıktır.Eğerelektromanyetiktayf2500kmuzunluğundabirfilmşeridiolsaydı,bununancakbirkaresigörünürışığakarşılıkgelirdi.Görünürışıkgerçektebirçokrenkiçerir:kırmızı,turuncu,sarı,yeşil,mavivemor.Herrenginfarklıbirfrekansıvardır.Endüşükfrekanslıolanıkırmızıışık(430pHz–saniyede430trilyontitreşim)veenyüksekfrekanslıolanıdamorışıktır(760pHz–saniyede760trilyontitreşim).Bufrekansaralığınındışındakiışıklarıgöremeyiz.Kırmızıışığınfrekansındandahadüşükfrekanslıışığakızılötesiışıkdenir.Bunlardüşükenerjiliışıklardır.Bütüncisimlersıcaklıklarınabağlıolarakkızılötesiışıkyayar.Hersıcaklığınkendineözgükızılötesiışığıvardır.Morışığınfrekansındanbüyükfrekanslıışığamorötesiışıkdenir.Bunlaryüksekenerjiliışıklardır.Canlılarınhücreleriiçintehlikelidirler.Güneş’inmorötesiışıkyayımıçokgüçlüdür.Stratosferde(atmosferin15-50kmarasındakibölümü)bulunanozon(O3)tabakasıbuışıklarısoğururveçokbüyükbölümününyeryüzüneulaşmasınıengeller.Elektromanyetiktayfınenyüksekfrekanslı,dolayısıylaenyüksekenerjiliveentehlikeliışıklarıgammaışınlarıdır.Bazıradyoaktifmaddelerinyanısıra,bazıgökadalardagammaışınıyayandoğalkaynaklarvardır.

Bunedenledaha1920’liyıllarda,AlmangökbilimciHermannOberth tarafındanuzay teleskoplarıgündeme getirilmiştir. 1970’li yılların başından beri çeşitli dalgaboylarında gözlem yapan 90dolayındauzayteleskopudeğişikyörüngelereyerleştirilmiştir.Bunlararasındakuşkusuzenpopülerolanı1990’dafırlatılanHubbleUzayTeleskopu’dur.Buteleskoplardangeleneşsizverilersayesinde,gökbilimson25yıldaaltınçağınıyaşamıştır.Yıldızların ışıklarıyalnızcaonlarıbizegöstermeklekalmaz.O ışıkların içindeçokdahabaşkaveçok değerli bilgiler de vardır. Bu bilgilerin bir bölümünün ortaya çıkartılması için ışıkların birprizmadan geçirilmesi ve tayfın incelenmesi gerekir. Tayf incelemelerinin sonucunda yıldızlarıniçerdiği elementler, yüzey sıcaklıkları, hangi hızla yakıtlarını tükettikleri ve hangi hızla hareketettikleri gibi birçok bilgiye ulaşılabilir. Çok uzun zamandır gökyüzü gözlemleri, teleskoplardanbakılarak yapılmıyor. Teleskopların arkasına değişik elektronik aygıtlar bağlanıyor vegökcisimlerindengelenışıklardakibilgilerortayaçıkartılıyor,toplanıyor;bilgisayarekranlarınavesabitdisklerineaktarılıyor.

NewMexico’da1980’deçalışmayabaşlayanVLA(VeryLargeArray-ÇokBüyükDizi)25mçaplı,27adetbüyükteleskoptanoluşur.

Bütüngüçlüteleskoplardünyanınenkuruhavalı,ışıkkirliliğindenveatmosferinolumsuzetkilerindenenazetkilenilenyerlerinekurulur.Yukarıda,Hawai’dekiMaunaKeaYanardağı’nakurulmuşçoksayıdagözlemevigörülüyor.

47-Karanlıkmaddenedir?

1970’li yıllarda ilk güçlü bilgisayarlar ortaya çıktığında, gökbilimde de onlardan yararlanılmayabaşlandı. Bilgisayarlara bazı evrensel yasa ve ilkelerle birlikte, Samanyolu’nun içeriği de girilipbirtakımbilimselcanlandırmalaryapıldı.Ancaksonuçlarbirazgaripti;çünkücanlandırmalaragöreSamanyolu’nunkısasüredeparçalanıpdağılmasıgerekiyordu.Gökadamızıbiraradatutabilmekiçingöründüğündendahaçokkütleyegereksinimvardı.Nevarki,gözlemleregöreSamanyolu’ndaöylefazladan bir kütle de yoktu. Öte yandan bilgisayar canlandırmaları ne derse desin, Samanyolu daolduğu yerde parçalanmadan dönüyordu. Bilim insanlarının karşısında bir türlügözlemleyemedikleri, ama var olması gerektiğini fark ettikleri bir şey çıkmıştı. Bu gözlenemeyenmaddeye “karanlık madde” adını verdiler. Yalnızca gökadaların bütünlüklerini koruması değil,gökadalarınkümeler içindekihareketlerideancakhesapların içinekaranlıkmaddegirinceanlamlıhalegelebiliyordu.

Atmosferinolumsuzetkilerininortadankaldırılmasınıneniyi,amapahalıyolu,uzayteleskoplarıkullanmaktır.Uzayteleskoplarıylabirlikteyenibirçağbaşlamıştır.HubbleUzayTeleskopu1990’dayörüngeyeyerleştirildiğinde,kısasürenbirşaşılıkdönemindensonra,

gökbilimiderindenetkileyecekveyermerkezlihiçbirteleskoplaeldeedilemeyecekbirçokfotoğrafçekmiştir.

Gerçektebudurumunfarkınailkkez1970’liyıllardadeğil,ondanyaklaşık40yılöncevarılmıştı.1933’teFritzZwickyadlıbirgökbilimcikaranlıkmaddedüşüncesine,kuramsalolarakyadabirtakımbilgisayar canlandırmalarının sonucunda değil (zaten o zaman bilgisayar yoktu), gökadalarınhareketlerini teleskopla inceleyerek ulaşmıştı. Zwicky 300 milyon ışık yılı ötede, binden çokgökadadanoluşanComakümesindekigökadalarınhareketleriniinceliyordu.Gökadaların,onlarıbirarada tutan kütleçekim kuvvetine göre çok hızlı hareket ettiklerini fark etmişti. Aslında birçoğudeğişikyönlerdeilerleyip,biranlamdafırlayıpkümedençıkmışolmalıydı;amaöyledeğildi.Zwickyortadaciddibirkütleçekimetkisiolan,amakendisibirtürlüteleskoplagörülemeyen,büyükbirşeyolduğunu anladı. Bunu da bilim dünyasına duyurdu. Ancak onun bu fikri o dönemde hiç kimseyeçekicigelmedi.

Gözlemlerartıkdoğrudanteleskoptanbakılarakyapılmıyor.Onunyerineteleskopuntopladığıışıklardeğişikamaçlıfotometreler,spektrograflarvedeğişikdalgaboylarındaçalışankameralarayönlendiriliyor.

Karanlıkmadde,1970’liyıllarınbaşındaJamesPeeblesveJeremiahOstrikeradlıikifizikçinindahailgisiniçektiveonunüzerineçalışmayabaşladılar.1974’teyayımladıklarıbirmakaleyle,gökadalarınkaranlık madde olmadan var olamayacağını duyurdular. Ama karanlık madde düşüncesi birazspekülatifbulunduvebilimdünyasıncayinekabulgörmedi.Gezegenlerin Güneş’in çevresindeki dönüş hızları, Güneş’ten uzaklaştıkça azalır. Güneş’inçevresindeenhızlıdönengezegenMerkür ’dür(saatte170.000km);enyavaşdönenseNeptün(saatte19.500 km). Bu, Güneş’in kütleçekim etkisinin uzaklıkla birlikte azalmasının bir sonucudur. FizikyasalarıEvren’inheryanındaaynıdır.GezegenlerinGüneş’inçevresindedönüşününbenzeri,başkayıldızların çevresinde dönen ötegezegenlerde ya da Samanyolu’nunmerkezindeki dev karadeliğinçevresindedönenyıldızlardadagörülür;görülmelidir.1970’liyıllarınbaşında,gökadalarındönüşleriüzerineçalışanVeraRubin,enyakınbüyükgökadaolan Andromeda’yı gözlüyordu. Andromeda büyük bir sarmal gökadadır. Onu oluşturan bütün

yıldızlarvebulutsularortadakişişkinbölgeninçevresindedöner;tıpkıGüneşSistemi’ndeherşeyinGüneş’inçevresindedönmesigibi.Rubin,ikiyılboyuncagökadanınkenarbölgelerindeki90kadaryıldızın hızını hesapladı.Ancak hiç beklenmedik bir durumla karşılaştı.Merkezden uzak yıldızlar,merkezdeki yıldızlara göre hiç de yavaş değillerdi; onlarla aynı hızda (saniyede 250 km)dönüyorlardı;kibu,evrenselkütleçekimyasasına tersbirdurumdu. İlerikiyıllardagözlenenbütüngökadalarda aynı durumla karşılaşıldı. Gökadalarla ilgili bilinenlerde bir eksiklik (açıklanmasıgerekenbireksiklik)vardı.Andromeda’nınkenarbölgelerindekiyıldızlaröylehızlıdönüyorlardıki,gökadanın kütleçekiminin onları tutabilmesi, onların uzaya savrulmasını engelleyebilmesiolanaksızdı.Ama yıldızların da bir yere gittiği yoktu.Onları kütleçekimsel olarak yörüngelerindetutanbüyükve“görünmeyen”birkütlevardı.Bukütle,OstrikervePeebles’ın-veonlarcayılöncedeZwicky’nin- karanlık madde dediği kütleydi. İki ünlü fizikçinin pek kabul görmeyen görüşü,gözlemden gelen güçlü bir kanıtla birleşince, ortada yeni ve gizemli bir şeyin olduğu hemenanlaşıldı. Kısa bir süre sonra birkaç yüz milyar yıldızdan oluştuğu bilinen Samanyolu’nun bileyaklaşık800milyaryıldızlıkbirkütleçekimetkisiolduğununfarkınavarıldı.Biliminsanlarıyaklaşık40yıldırEvren’dekibugörülemeyen,amakütleçekimetkisihissedilebilenmaddeyi arıyor. Son yıllarda gökbilimcileri ve fizikçileri giderek daha çok uğraştıran konulardanbiribuoldu.Dünya’nındeğişikyerlerindebirçokekipçeşitliyöntemlerlekaranlıkmaddeyiortayaçıkarmayaçalışıyor.Karanlıkmadde,öncelikleadıüzerindekaranlıktır.Görebildiğimizyıldızlar,gezegenler,bulutsularve gökadalar gibi değildir. Elektromanyetik ışıma yapmaz ve gelen ışımayı da soğurmaz ya dayansıtmaz. Bir başka deyişle elektromanyetik kuvvetle hiçbir şekilde etkileşmez. Bu durumda da,bildiğimiz anlamda atomlardan oluşuyor olamaz. Bununla birlikte, atomlardan oluşan maddeylekütleçekimkuvvetiüzerindenetkileşir.Yanimaddevekaranlıkmaddebirbiriniçeker...

Triangulum(M33)Gökadası’nındönüşeğrisiGözlenen51010050UmulanDönüşhızı(km/sn)

Yarıçap(kiloparsec)

Gökadanınmerkezindenuzaklaştıkça,yıldızlarıngökadaçevresindekidönüşhızlarınındüşmesigerekirken(kesikliçizgi),böylebirdüşmeninolmadığı,

kenarlardakiyıldızlarındaiçbölgelerdekiyıldızlarkadarhızlıilerlediği(normalçizgi)gözlendi.

İlkbaşlardakaranlıkmaddeninatomlardanoluşan,normalmaddeden (baryonikmadde)yapılmış,amaçoksönükolduklarıiçingöremediğimizgökcisimlerinden(karadelikler,nötronyıldızları,süperkütleli karadelikler, kahverengi cüceler vs.) oluştuğu düşünülmüştü. Bunlara MACHO (MassiveCompact Halo Object -büyük kütleli, yoğun hale nesneleri) denir. MACHO’ların hepsinin varlığıbiliniyor ve gözlenmeleri de çok zor. Ne var ki gözlemler, bunların hepsinin toplam kütlesininkaranlık maddenin yarattığı kütleçekim etkisini yaratmaktan çok uzak olduğunu ortaya koymuşdurumda.Karanlık maddeye ikinci aday da WIMP’lerdir (Weakly Interacting Massive Particles -zayıfetkileşimli büyük kütleli parçacıklar). Bunlar bildiğimiz atomaltı parçacıklardan farklı, henüzkeşfedilmemiş (varsayımsal) parçacıklardır. Zayıf bir etkileşimleri vardır; bildiğimiz maddeniniçindengeçerler.Aslındabunauygunbiradayolarakbirzamanlarnötrinogörülmüştü.Nötrino20.yüzyılın başında kuramsal olarak “icat edilmiş”, ama sonra varlığı keşfedilmiş bir atomaltıparçacıktır. Elektriksel olarak yüksüz ve kütlesizdir. Daha doğrusu uzun süre kütlesiz olduğusanılmıştır. 1998’de nötrinoların çok küçük de olsa bir kütlesi olduğu anlaşılmıştır.Gökbilimcileruzun zamandır Evren’deki toplam nötrinomiktarını biliyorlar. Ne yazık ki nötrinolar da karanlıkmaddeninoluşturduğukütleçekimetkileriniyaratacakdenliçokdeğil.

Karanlıkmaddenin“gözlenmesi”

Karanlıkmaddeninvarlığı,dolaylıyoldanbirkaçyöntemleanlaşılmıştır.Bunlardanbiridekütleçekimselmercekyöntemidir.ÇokuzakgökadalardanSamanyolu’nadoğruyolaçıkanışıklar,aradakimaddelerinkütleçekimkuvvetindenetkilenir.Omaddelerinçevresindentekbiryoldandeğilde,birkaçyoldangeçerekDünya’yaulaşırlar.Bugörüntüdeortadakigökadalarınçevresindeeğilmişgibigörünen,sankibirleştirilirlersebirçemberoluşturacakmışgibiduranışıklar,aslındatekbirgökadanınışıklarıdır.Buışıklarortadakikütletarafındanbükülmüş,deformeedilmiştir.Uzunyıllardırbukonudaçalışanbiliminsanlarıbuörüntüdegelenışıklarınaslındanasılbirgökadadangeldiğiniortayakoyabilir.Ancakyapılanhesaplarınsonucunda,ortadakigökadalarınkütlesininböylesi

birdeformasyoniçinyeterliolmadığıanlaşılmıştır.Yapılanbilgisayarcanlandırmalarısonucunda,aradakikütlenindağılımınıgösterenüçboyutlubirgrafikeldeedilmiştir.Bugrafiktesivriçıkıntılarınherbiribirgökadayakarşılıkgelir.Ortadakigenişkabarıklıksa,gözlenemeyenkaranlıkmaddeninkütlesidir.

Yüzyıldırbulunanhiçbirparçacık,karanlıkmaddeyioluşturduğudüşünülenparçacığıntarifinetamolarakuymuyor.Gerçifizikçilerinnötrinolardanbaşkabirdenötralinoveaksiyongibivarsayımsalikiadayıdahavarama,bunlarınvarlığıhenüzkanıtlanabilmişdeğil.Karanlıkmaddeninneolduğuhâlâbilinemiyor.Amaonunhakkındabilinenbazıbaşkaşeylerdevar.Örneğinkaranlıkmaddede,tıpkıbaryonikmaddegibitopaklıbiryapıgösteriyor.YaniEvren’inheryanınadüzgündağılmamış.Gökadalarıkuşatanvegökadalarınbaryonikmaddekütlesininyaklaşıkbeşkatıbüyüklüktebirkaranlıkmaddeninolduğubiliniyor.Bunlargökadaları,baryonikmaddegibidiskşeklindedeğilde,birküregibikaplıyor.Ayrıcakaranlıkmaddeninyalnızcagökadalardadeğil,Evren’dekihiyerarşininherdüzeyinde,baryonikmaddedendahaçokolduğudabiliniyor.UzunzamandırkaranlıkmaddeninEvren’intemelyapılarındanbiriolduğukabulediliyor.Peki,bukaranlıkmaddeninEvren’inevrimindenasılbirrolüolmuşolabilir?KozmikmikrodalgaarkaplanışımasındanEvren’in ilk dönemlerinin son derece düzgün, pürüzsüz olduğu, ama yine de çok çokküçük de olsa bazı yoğunluk farkları içerdiği biliniyor. Bu küçük farkların kütleçekim kuvvetininetkisiyle giderek büyüdüğü ve Evren’in bugünkü çok topaklı (bazı bölgeleri boşken, gökadalarınbulunduğubazıbölgelerimaddeaçısındanaşırıyoğun)yapısınadönüşmesinde,temelrolüoynadığıdüşünülüyor. Ancak bu dönüşümün hızı eğer ortamda karanlık madde olmasaydı bu denli yüksekolamayacaktı.BiliminsanlarınagörekaranlıkmaddeninbulunmadığıbirEvren’dehâlâtekbiryıldızya da gökada oluşmuş olamazdı. Olasılıkla da hiç olamayacaktı. Karanlık maddenin Evren’inbugünkühalinialmasındabüyükbirrolüolduğunainanılıyor.1990’lı yılların ortasında Evren’dekimaddemiktarı net olarak hesaplandı. Evren’in yüzde 4,6’sıbildiğimizbaryonikmaddedenoluşuyordu.Budurumdagerikalanyüzde95’idekaranlıkmaddedenoluşuyorolmalıydı.Nevarkihesaplar,Evren’dekikaranlıkmaddeninEvren’in içeriğininyalnızcayüzde22,7’sinioluşturduğunuortayakoydu.OzamanEvren’inyüzde72,6’sınıoluşturandahabaşkabirşeyolmalıydı.BirbaşkadeyişleEvren’iniçeriğinindörtteüçlükbölümünühenüzbilmiyorduk.

Yapılanayrıntılıincelemelerdensonra,karanlıkmaddeningökadalarıtıpkımaddegibidiskbiçimindedeğilde,küreşeklindesardığıanlaşılmıştır.

48-Karanlıkenerjinedir?

Hubble’ın Evren’in genişliyor olduğunu keşfetmesinden bu yana bütün gökbilimciler, Evren’ingenişlemehızının, içerdiğimaddeninkütleçekimetkisinedeniyle,yavaşlamasıgerektiğinidüşünmeeğilimindeolmuştur.Bunedenle1998ve1999yıllarında,birbirindenbağımsızçalışanikiekip(SaulPerlmutter ve Brian Schimidt’in liderliğindeki) Evren’in genişleme hızının arttığını keşfettiğinde,gökbilim dünyasında büyük bir şaşkınlık yaşanmıştı. Uzak gökadalardaki süpernovalar üzerindenyapılanhesaplaradayananbubulgu,daha sonra iki farklı ekip tarafındanbaşkagelişmişaygıtlarlayinelendi ve aynı sonuca ulaşıldı: Evren giderek daha hızlı genişliyordu. Gözlemler Evren’ingenişlemesineyolaçanbir“enerji”ninvarlığınaişaretediyordu.Peki,amaneydibuenerji?Bu sorunun en net yanıtı: “Bilmiyoruz”dur. Gerçekten de karanlık enerji karşısındakibilgisizliğimiz, karanlıkmadde karşısındaki bilgisizliğimizden bile daha büyüktür.Onun hakkındaneredeysehiçbirşeybilinmiyor.Karanlıkenerjiyeilişkinbilinentemelikiolguşunlardır:1)Evren’dedüzgünbirdağılımıvar.Heryerdehemenhemenaynıyoğunluktabulunuyor.2)Evren’ingenişlemesiylebirlikteyoğunluğuazalmıyor,sabitkalıyor.Tıpkı karanlık madde gibi karanlık enerji de görünmezdir. Ancak karanlık enerjinin kütleçekimetkisiEvren’in içineçökmesinidesteklemez; tersinegenişlemesinidestekler,onungenişlemehızınıarttırır. Bir başka deyişle karanlık enerji kütleçekime ters yönde işleyen, nesneleri birbirindenuzaklaştıranbirkütle-itimkuvvetigibidir.Elimizdeşimdilikkaranlıkenerjiyeilişkingeliştirilenbirbirindenfarklı,şu“olası”kuramlardan-düşüncelerdedenebilir-başkabirşeyyok:1)Karanlıkenerji,şiddetiçokdüşük,homojendağılımgösterenveuzayınkendisiyleilişkilibirtürenerjidir.Buna“vakumenerjisi”denir.2)Karanlıkenerji,vakumenerjisindenbirazfarklıolarakzamanavekonumagöredeğişenbirtürenerjiolabilir.Buna“beşincielement”denir.3) Aslında karanlık enerji diye bir şey yoktur; kütleçekim kuvvetinin kendi eksikliğindenkaynaklananamagöremediğimizbirdurumlakarşıkarşıyaolabiliriz.Budüşüncelerarasında,biliminsanlarıtarafındanentutulanışimdilik“vakumenerjisikuramı”dır.Boşluktahiçbirşeybulunmadığını,zatenbununiçinboşlukdendiğinibiliriz.Ancakgünümüzfiziği“boşluk”olgusunabirazfarklıbakıyor.Bunagörebizim“boş”dediğimizuzayda,birtakımatomaltı

parçacıklar ve karşı parçacıklar sürekli oluşup yok olur. Bunlar yeni bir dizi parçacık değildir;tersine hepsi de bildiğimiz parçacıklardır: fotonlar, elektronlar, pozitronlar vs. Bu süreç çok çokzayıfdaolsa,birbasınçyaratır.Çokçokzayıfolmasınakarşın,Evren’inenginbüyüklüğünedağılmışolduğundan,çoketkilibirkuvvetolarakkarşımızaçıkar.Peki,acaba tıpkıkaranlıkmaddegibikaranlıkenerjinindeEvren’imizinşekillenmesindebir rolüolmuş mudur? Son yapılan gözlemlere göre, ilk dokuz milyar yıl boyunca Evren’in genişlemehızının giderek yavaşladığı, amagünümüzdenyaklaşık beşmilyar yıl kadar önce yeniden artmayabaşladığıortayaçıkmıştır.İlkdokuzmilyaryılboyunca,Evren’ingenişlemehızınınyavaşlıyoroluşugökadaların birbirlerine daha yakın olduğu dönemlerde, kütleçekim kuvvetinin daha güçlühissedilmesindenkaynaklanır.AynızamandaEvrenküçükken,gökadalararasıboşluk,yanikaranlıkenerjininkaynağıdaküçüktü.Birbaşkadeyişlehemvakumenerjisininkaynağıküçüktü,hemdeonuntersiyöndeişleyenkütleçekimkuvvetidahaetkiliydi.AncakEvrengenişledikçe,budengedeğişmeyebaşladı:Kütleçekimkuvvetininetkisiazalırken,vakumenerjisigiderekgüçlendi.Yaklaşıkbeşmilyaryıl önceki bir “eşik anı”ndan sonra Evren’in genişleme hızı artmaya başladı. Bundan böyleEvren’imize asıl şekil veren güç karanlık enerji oldu. Şu anki resme göre Evren’imiz, eğerbilinmeyen bir nedenle günün birinde ters bir etki ortaya çıkmazsa, genişlemesini artan bir hızlasonsuzadeksürdürecek.

Tümüyleboşuzaydaaslındaatomaltıparçacıkvekarşıparçacıklarınsüreklioluşupyokolduğuvebuetkinliğindeçokçokzayıfolsadabir“basınç”yarattığıdüşünülüyor.

49-Evren’iniçeriğinedir?

AntikYunan’daherşeyintoprak,hava,ateşvesuyun,yanidört temelelementindeğişikoranlardabirleşiminden oluştuğuna inanılırdı. Bu düşünce kuşkusuz doğru değildi; ama altında yatan temelyaklaşımdoğruydu.Gerçektendeçevremizdekiherşeybellisayıdakitemelöğeden,onlarındeğişikoranlardaki birleşimlerinden oluşur. Biz bu temel öğelere “element” (kimyasal element) diyoruz.Doğada94elementbulunur.Herelementinkendineözgübiratomuvardır.Engüçlümikroskoplarlabile görülemeyecek denli küçük olan atomlar, merkezde proton ve nötron denen parçacıklardanoluşanbirçekirdekveonunçevresindedolanançokdahaküçükelektronlardanmeydanagelir.Ancakbiliminsanlarıbualandabirazdahailerigitmiş,maddeninyapısındabirtabakadahaderineinmiş ve atomu oluşturan parçacıkların da aslında daha küçük birtakım “temel” parçacıklardan(kuarklar) oluştuğunu keşfetmişlerdir. Artık elimizde bir dizi temel parçacık var. Bunlar değişikkuvvetlerinetkisiyleçeşitlişekillerdebirarayageliyorvebizlerioluşturan,sıradanmaddeyiyapıyor.

Bütünelementlerkuarklarveelektronlardan,çevremizdekiherşeydeelementlerdenoluşuyor.Biliminsanlarıtemelindekuarklarınveelektronlarınolduğu-bildiğimiz-maddeyebaryonikmaddediyor.Evren’e baktığımızda tümü de baryonik maddeden oluşan gökadaları, gaz ve toz bulutlarını,yıldızları,gezegenlerivs.görürüz.OnedenleEvren’denelervardiyesorulduğundakısacayıldızlar,gezegenler, gökadalar vs. deriz. Ne var ki Evren’de yalnızca baryonik madde bulunmaz. Peki,Evren’denelerbulunur?Evren’iniçeriğinedir?YadaEvren’ioluşturanşeylernelerdir?Evren’inbeştemeliçeriğivardır:-Baryonikmadde,-Işık(bütünelektromanyetikdalgalar),-Nötrinolar,-Karanlıkmadde,-KaranlıkenerjiHernekadarEvren’inbeş temel içeriği olsada, bunlar aslındakütle-enerji denenolgunun farklıbiçimleridir.Einstein’ınE=mc2eşitliğihertürlüenerjininvemaddeninbirbirinedönüştürülebileceğive gerçekte aynı “şey” olduğunu ortaya koyar.Kütle de enerji de kütleçekimsel bir etki oluşturur.Buradanmaddeninaslındaenerjininçokçokyoğunvekararlıbirhaliolduğudüşünülebilir.

BaryonikmaddeBiz tümüyle atomların egemen olduğu bir dünyada yaşıyoruz. Bizler ve çevremizdeki her şeyatomlardan oluşmuştur. Günümüz Evren’inde baryonik maddenin neredeyse tamamı yıldızlarda,yıldızlarınarasındakivegökadalarınarasındakisıcakgazbulutlarında,plazmahalindetoplanmıştır.Baryonik maddenin ancak yüzde 0,01’lik (on binde birlik) bölümü Evren’in yeterince serinyerlerindeatomlarhalindedir.Atomlarınbirleşerekbüyükmolekülleroluşturabileceğiyerlerse,bazıyıldızlarınçevresindebelliuzaklıktadolanangezegenlerdir.Buaçıdanbakıldığında-vebütünEvrengöz önüne alındığında- aslında çok ender bulunan bir bölgede yaşadığımız anlaşılır. Evren’dekitoplambaryonikmaddemiktarı 1051 kg ya da 1021Güneş kütlesi kadardır. Ne var ki bumiktar,Evren’iniçeriğininancakyüzde4,6’sınıoluşturur.

IşıkEvren’de her dalga boyunda ışık vardır. Hesaplara göre Evren’de ortalama 1 m3’te 400 milyonfotonbulunur.Budaherprotonayadaelektronakarşılık,yaklaşık1,5milyarfotondemektir.Nevarkiışık,Evren’iniçeriğininancakyüzde0,005’inioluşturur.

NötrinoNötrinolar foton benzeri parçacıklardır. Neredeyse hiç kütleleri yoktur. Işık hızına çok yakınhızlarla ilerlerler. Ama fotonlardan farklı bir yanları vardır: Baryonik maddeyle çok seyreketkileşirler.HersaniyeGüneş’tençıkan trilyonlarcanötrinobedenimizdengeçipgider, tıpkıbirsistabakasındailerleyenkurşunlargibi,amahiçbiribiretkileşimegirmez.Nötrinolarınvarlığı1930’daWolfgang Pauli tarafından kuramsal olarak ileri sürülmüştü. Gerçekten de var oldukları 1956’dagözlemselolarakkanıtlandıvegözlemiyapanFrederickReines’e1995’te(40yılsonra)NobelFizikÖdülü verildi. Nötrinoların gözlenmesi çok zordur. Gözlenebilmeleri için yeraltına çok büyüklaboratuvarlarkurulmuştur.Yıldızlarınürettiklerindenbaşka,BüyükPatlamasırasındadaçokbüyükmiktardanötrinooluşmuştur.OnlarhâlâEvren’imizdedir.Tıpkıfotonlarınkozmikmikrodalgaarkaplanışımasıgibi,aslındaBüyükPatlamanötrinolarınındakozmiknötrinoarkaplanıvardır.Amabunötrinolarındatıpkıfotonlargibienerjileriçokazalmıştırvesaptanmalarıçokgüçtür.

KaranlıkmaddevekaranlıkenerjiKaranlık madde ve karanlık enerji bilim insanları için hâlâ çok gizemli yapılardır. İkisi birlikteEvren’iniçeriğininyüzde95’likbölümünüoluşturur.Karanlıkmaddeyeyönelikeniyitahmin,onunBüyükPatlama sırasında oluşmuş, birkaç proton kütlesinde nötrinoya benzer atomaltı bir parçacıkolduğuyönündedir.Çünkükaranlıkmaddeparçacıkları da tıpkınötrinolargibibaryonikmaddeyleetkileşime girmezler. Bu nedenle saptanmaları da çok zordur. Dünya’da karanlık maddeparçacıklarınısaptamayaçalışanbirkaçekipvar.Yapılanhesaplaragöre,Evren’debaryonikmaddekütlesinin yaklaşık 6 katı kadar karanlık madde bulunuyor. Yeryüzünde de yaklaşık 1 kg kadarkaranlıkmaddebulunduğudüşünülüyor.Karanlıkenerjiyse,varlığıçokdeğil,daha1998’deortayaçıkmışbirolgudur.Tıpkıkaranlıkmaddegibionundaneolduğuhenüzbilinmiyor;hattahakkındahiçbirşeybilinmiyorbiledenebilir.Onunda varlığı dolaylı yoldan yine kütleçekimsel etkilerden anlaşılmıştır. Ancak karanlık enerjininyarattığı kütleçekim etkisinin bildiğimiz kütleçekim kuvvetine ters yönde işlediği ve Evren’ingenişlemehızını arttırdığı düşünülüyor.Karanlık enerjinin, uzayın (boşluğun) kendisiyle ilgili çokçokçokküçükbirenerjiolduğutahminediliyor.Onedenledezamanzaman“vakumenerjisi”olarakda adlandırılıyor. Bu enerjinin kütle cinsinden yoğunluğu 5 hidrojen atomu/m3 kadardır. Ama buenerjinin Evren’in her yanında olduğu göz önüne alındığında, Evren’in yüzde 73’ünün karanlıkenerjidenoluştuğuortayaçıkar.Evren’in tümü düşünüldüğünde, Evren’in ortalama yoğunluğu ortalama 5,8 hidrojen atomu/m3kadardır.Buyoğunluk,Dünyabüyüklüğündebirhacminiçindeyalnızca1kumtanesininbulunmasınakarşılıkgelir.BuradandaEvren’ingerçekteaşırıderecedeboşolduğuortayaçıkar.BuyoğunluğunEvren’ioluşturantemelöğelerarasındakidağılımışöyledir:karanlıkenerjiyüzde72,6karanlıkmaddeyüzde22,7baryonikmaddeyüzde4,6ışıkyüzde0,005nötrinolaryüzde0,0034Bu oranlar Evren’in tarihi boyunca aynı kalmamış, zamanla değişmiştir. Baryonik madde vekaranlık madde miktarı artmadığından, maddesel yoğunluk Evren genişledikçe sürekli azalmıştır.Bunun yanında karanlık enerji uzayla ilişkili olduğundan Evren’in genişlemesi onun miktarınıarttırmıştır;amayoğunluğuhepsabitkalmıştır.Yaklaşık5milyaryılöncemaddevekaranlıkenerjiyoğunluklarının aynı olduğudüşünülüyor.Dahaönceyse -yaklaşık 9milyar yıl boyunca-Evren’demadde egemendi. Hatta Evren’in ilk dönemlerinde karanlık enerji yok gibiydi. Nötrinoların vefotonlarınyoğunluklarıdaEvren’ingenişlemesiylebirliktesüreklidüşmüştürvedüşmektedir.AyrıcaEvren’in genişlemesi nedeniyle kızıla kaymaları bunların enerjisini de sürekli azaltır. Dolayısıylayoğunluklarımaddeyoğunluğundanbirazdahahızlıdüşer.BüyükPatlama’dan60.000yılsonrasınakadar ışığınegemenolduğudüşünülüyor.Sonra ışıkyerinimaddeyebırakmıştır.DokuzmilyaryılkadarsonradakaranlıkenerjiEvren’inişleyişindedeegemenolmuştur.

50-Evren’insonunasılolacak?

Yaklaşık80yıldırEvren’ingenişlediğibiliniyor.Uzunbir süreboyuncaEvren’in içerdiğimaddemiktarına bağlı olarak bu genişlemenin zamanla yavaşlayabileceği, ama durmayacağı ya da duruptersinedönebileceği (tıpkıhavayaatılanbir taşınhızınıngiderekazalması, bir noktadadurmasıvesonrageriyehareketetmesigibi)düşünülüyordu.BudurumdaEvren’insonu içinolası iki senaryoyazılmıştı. Birinci senaryoya göre Evren’in içerdiği madde miktarı yeterince çoktu ve onungenişlemesinidurdurupgeriyeçevirecek,Evrengiderekküçülecek,yoğunlaşacak, ısınacakve tıpkıdoğumundabir tekillikten çıktığı gibi yinebir tekillikte yokolacaktı.Bu senaryoyaBüyükÇökmedenir. İkinci senaryoya göre de Evren’in içerdiği madde miktarı onun genişlemesini durdurmayayetmeyecekveEvren’degiderekgenişleyecek,yoğunluğudüşecekve soğuyacaktı.Bunada büyükdonmadenir.UzunbirsüreEvren’dekimaddelerinkütleçekimkuvvetiylebir“fren”etkisiyaratacağıveEvren’ingenişlemehızınıyavaşlatacağıdüşünüldü.Nevarkiyapılantümgözlemlerevehesaplamalarakarşın,Evren’de onun genişlemesini yavaşlatacak kadar büyükmiktardamadde bulunamadı. Hatta tersine1998’de birbirinden bağımsız iki ekibin süpernovalar üzerine yaptığı çalışmalarda Evren’ingenişlemehızınıngiderekarttığıortayaçıktı.Buhızlanmayahangietkininyolaçtığıbilinmediğindenona“karanlıkenerji”dendi;buradaki“karanlık”sıfatı,oenerjihakkındahiçbirşeybilinmeyişindendolayıverilmiştir.Evren’in sonu senaryolarından hangisinin gerçekleşeceği Evren’in içeriğinin yüzde 73’ünüoluşturan ve hakkında neredeyse hiçbir şey bilinmeyen karanlık enerjinin doğasına bağlıdır. Eğerkaranlık enerji son beş milyar yıldır olduğu gibi Evren’in genişleme hızını arttıracak yönde“davranırsa”,Evren’insonubüyükdonmasenaryosundakigibiolacaktır.BunagöreüçmilyaryılsonraSamanyoluileAndromedagökadalarıbirleşecekvedahabüyükbirgökadaoluşturacaktır.100milyaryıl sonraYerelGrup’takibütüngökadalarkütleçekimkuvvetininetkisiyletekbirgökadadatoplanacaktır.Aynıdurumbütünötekigökadakümelerindedeyaşanacaktır.KaranlıkenerjininEvren’igenişletmesiyüzündenikitrilyonyılsonraYerelGrup’uniçindeolduğuYerel Süper Küme’deki gökadaların dışında hiçbir gökada görülemeyecektir; bizden hem çokuzaklaşmış olacaklardır hem de uzaklaşma hızları ışık hızını aşmış olacaktır.(5) Yüz trilyon yıliçinde bütün yıldızlar ölecek ve yeni yıldızları oluşturmak için yeterli hammadde olmayacağındanyıldızoluşumuduracaktır;yeniyıldızlaroluşmayacaktır.Evren’dekütlesienbüyükcisimlerolarakkaradelikler, nötron yıldızları, beyaz cüceler ve kahverengi cüceler kalacaktır. Toplam maddekütlesinin yüzde 90’ını iyice sönükleşmiş (siyahlaşmış) ya da sönükleşmekte olan beyaz cüceleroluşturacaktır. Sonunda hepsi de birer siyah cüceye dönüşecektir. Son yıldızların da sönmesindensonra Samanyolu -ve Evren’in her yanı- karanlığa bürünecektir. Ancak zaman zaman beyazcücelerdenbazıları çevreden topladıklarımaddeyle1,4Güneşkütlelik sınırı aşıp1a tipi süpernovayapacakvekısabirsüreiçinyakınçevresiniaydınlatacaktır.Yineenderolarakbirkahverengicücebirbeyazcüceyleçarpışacakvebirkırmızıcüceyıldızıoluşturacaktır.Busayedeyakınçevresini10trilyonyılkadardahaaydınlatabilecektir.1027yılsonragökadalardakibütünmaddemerkezdedevkaradeliklerde toplanacaktır.1040yıl sonra, kuramagöre, protonlar ve nötronlar bozunacak, dahabasitatomaltıparçacıklaradönüşecektir;böyleceEvren’deyalnızcakaradeliklerkalacaktır.BusıradaEvren’inortalamasıcaklığı10-20dereceolacaktır;neredeyse“mutlaksıfır”.Ancakkaradeliklerdesonsuza dek var olamayacaklardır. Yine kurama göre 1098 yıl sonra bütün karadelikler“buharlaşmış”olacaktır.Biliminsanlarınınçoğununbenimsediği“son”budur.Birde2003’teortayaatılanbüyükparçalanmakuramıvardır.Bunagörekaranlıkenerjininşiddeti

zamanlaartacaktır.20milyaryılkadarsonra,enzayıfkuvvetolankütleçekimkuvvetiniyenecektir.Bununsonucundabirbirinekütleçekimkuvvetiylebağlıduranbütünyapılarsırayladağılacaktır.Öncegökadakümeleridağılacak,sonragökadalarparçalanacak,ardındandaGüneşSistemigibigezegensistemleri ayrışacaktır. Son noktada yıldızlar ve gezegenler patlayacaktır. Karanlık enerji şiddetinidahadaarttırıp elektromanyetikkuvvetideyenecektir.Böylecemoleküllerve atomlar ayrışacaktır.Sonolarakkaranlıkenerjiatomuniçindekikuvvetleredebaskıngelecekveonlarıdaparçalayacaktır.Birbirinden ürkütücü bu olası “son”ların hepsi de elimizdeki kuramlara dayanılarak üretilmiştir.SözkonusuzamandilimleriBüyükPatlama’dangünümüzekadarolanmuazzamsürenintrilyonlarcakatıdır. Kuramlarımızın bu denli uzun zaman dilimleri (1027 yıl, 1040 yıl, 1098 yıl!) için geçerliöngörülerde bulunacak kadar “sağlam” olup olmayacağı ya da yerlerini başka kuramlarabırakmayacağı belli değildir. Ancak karanlık enerjinin Evren üzerindeki etkisinde bir değişiklikolmazsa,bütüngökadalarıyalıtılmışbirsonunbeklediğikesindir.