Güneş Sistemi

Boşlukta 12 milyar km çaplı bir disk düşündüğümüzde; bu diskin içinde, merkezde Güneş dediğimiz bir yıldız, etrafında dolanan 9 büyük ve yüz binlerce küçük gezegen, gezegenlerin etrafında dolanan çok sayıda uydu, donmuş hidrokarbonlardan oluşan ve Güneş’e yaklaştığında ışınım yayan kuyruklu yıldızlar, Dünya atmosferine girdiklerinde sürtünmeyle yanarak kayan yıldızları oluşturan meteorlar ve nihayet Güneş’ten yayılıp bu diski tamamen dolduran gaz ve toz hepsi birlikte Güneş Sistemini oluştururlar.

1960 yılından bu yana biriken gözlemsel veriler ışığında, Güneş Sistemine dışardan bir bütün olarak baktığımızda öncelikle hemen hemen tüm Güneş Sistemi üyelerinin Güneş etrafında hareket ederlerken trafik kuralları gibi belli kurallara uyduklarını görüyoruz. Bu kurallar öz olarak;

1. Hareket yörüngelerinin çember veya çembere yakın elipsler olması,
2. Yörüngelerinin hemen hemen aynı düzlemde (Ekliptik düzlemi) olması,
3. Yörünge hareketlerinin aynı yönde olmasıdır.

İlk bakışta gezegenler ikiye ayrılabilmektedir. A) Dünya benzeri gezegenler ve B) Dev veya Jüpiter benzeri gezegenler. Dünya benzeri gezegenler Dünyadan başka Merkür, Venüs, Mars ve kesin olmamakla beraber belki Pluto’yu içermektedir. Diğer gezegenler ise çoğunluğu gaz olan, hacim ve kütlece Dünyadan oldukça büyük dev gezegenlerdir. Bu ayrım, gezegenlerin oluştukları sıradaki koşulların (özellikle sıcaklık ve bölgesel yoğunlaşma ölçeği gibi) yerel farklılıklar göstermesinden kaynaklanmaktadır.

Gezegenler Güneş etrafında rasgele dağılmamışlardır. Bu dağılımların da bir yasası vardır. (Titius-Bode yasası) Ayrıca belirtmek gerekir ki dev gezegenlerin uyduları ve halkaları da aynı kurala uymakta ve cisim ne kadar büyük kütleli ise kurallara uyum o kadar doğal olmaktadır. Örneğin Dünyanın yakınından geçen küçük gezegenlerin çoğu, kısa dönemli kuyruklu yıldızlar ve hatta diğer büyük gezegenlere göre küçük olan Merkür ve Pluto gezegenleri yukarıdaki ilk iki kurala diğer daha büyük kütleli üyeler kadar iyi uymazlar. Bu uyumsuzlukların nedenleri olarak söz konusu küçük kütleli üyelerin şiddetli çarpışmalar geçirmiş olduğu düşünülmektedir. Buradan anlaşılmaktadır ki Güneş sistemi üyeleri içinde aynen canlıların evriminde olduğu gibi bir doğal seçilim yasası geçerlidir. Yukarıdaki dinamik kurallara uymayan üyeler ya diğer üyelerle çarpıştıkları için yok olmakta ya da yörüngeleri üzerinde diğer üyelerin artan tedirginlikleriyle sistem dışına fırlatılmaktadırlar. Bu olguyu kuyruklu yıldızlarda daha net görmekteyiz. Kuyrukluyıldızların bir çoğu, özellikle uzun dönemli (100 yıldan fazla) olanlar dev gezegenlerin çekim etkisiyle yukarıdaki dinamik kurallara uymaya zorlanırlar. Eninde sonunda dev gezegenlerin etkisiyle ya küçük dönemli kuyruklu yıldız olup yörüngelerini değiştirerek Güneş Sistemi içinde kalırlar ya da parabolik veya hiperbolik yörüngelere oturtulup sistem dışına atılırlar. Uzayın derinliklerine fırlatılan uzay araçları da bu yasalara uymak zorundadır. Bu yasalar gök mekaniği yasalarıdır.

Bugün Güneş’in %71 hidrojen, %26,5 helyum ve %3,5 diğer elementlerden oluştuğu bilinmektedir. Dünya ve benzeri gezegenlerin kabuklarında ve yere düşen meteor taşlarında bol miktarda rastlanan demir, magnezyum, krom gibi ağır elementler Güneş Sisteminde yüzde 0,3 kadarlık bir kütle teşkil etmektedir. Güneş’te özellikle gezegenler oluşmadan önce nükleer reaksiyonlarla hidrojen helyuma dönüştürülürken hiçbir ağır element oluşmadığı kuramsal olarak bilindiğine göre sistemdeki hidrojen ve helyumun dışındaki elementler (özellikle %0,3’lük ağır elementler) süper nova patlamalarıyla oluşmuş olabilir.

Güneş sisteminde hidrojen ve helyumun dışındaki maddenin çoğunluğunu karbon, azot ve oksijen oluşturur. Bu gazlar bol miktarda hidrojenin varlığı halinde metan, amonyum ve suyu meydana getirirler ve soğuk ortamda (dış gezegenlerde) donmuş halde bulunurlar, düşük sıcaklıklarda buharlaşırlar. Bu gazlara Dünya, iç gezegenler ve Mars’ta çok az miktarda rastlanmıştır. Bu ise bu gezegenlerin sıcak bir ortamda oluştuklarının delilidir. Sıcak ortamda kütleleri de dev gezegenlere göre küçük olan bu gezegenlerden uçucu gazlar buharlaşıp daha dış gezegenlerin bulunduğu ortama kaçmıştır. Bu nedenle yoğunlukları fazla olan iç gezegenler magnezyum, silikon, demir, alüminyum, kalsiyum ve krom gibi elementlerden oluşan kaya yapılı bir kompozisyonda kalmışlardır. Yere düşen meteor taşları da benzer kimyasal kompozisyona sahiptir. Güneş’ten çok uzaklarda bulunduklarında kuyruklu yıldızlar da merkezdeki kaya yapılı çekirdeğin etrafında donmuş halde uçucu gazlara sahiptir. Yakın geçmişte anlaşılmıştır ki dev gezegenlerin uyduları ve hatta bu gezegenlerin etrafında halkaları oluşturan parçacıklar aynı yapıya sahiptir: Merkezde kaya yapılı madde ve etrafında donmuş metan, amonyum ve su. Uranüs Neptün ve Pluto’nun yoğunlukları Dünya benzeri gezegenlerin yoğunlukları ile Jüpiter ve Satürn’ün yoğunlukları arasında bulunduğundan dış gezegenlerin Pluto’ya doğru gittikçe artan miktarda kaya yapılı madde ile azalan donmuş uçucu gaz katmanı içerdikleri düşünülmektedir.

İki dev gezegen Jüpiter ve Satürn kimyasal yapı bakımından Güneş’e en benzer iki gezegendir. Ancak iç yapıları incelendiğinde ağır element bolluklarının Güneş’e göre fazla oldukları anlaşılır. Buradan görülüyor ki gezegenlerdeki hidrojen ve helyum bolluğu kütle ile ilgilidir. Aslında bu miktar önceden belirtildiği gibi oluşum sırasındaki koşullara da bağlıdır. Dev gezegenlerde ağır elementlerin kaya yapılı bir çekirdek oluşturup oluşturmadığı bilinmemektedir. Belki de ağır elementler bu gezegenlerin yüksek sıcaklıktaki merkez bölgelerinde konvektif hareketlerle genişçe bir hacimde hareketli olabilirler. Hidrojen gazı ise bu çok yoğun merkez bölgenin dışında yüksek basınç altında bir metalik hidrojen katmanı oluşturmaktadır. Dev gezegenlerde gözlenen güçlü manyetik alanların kaynağı bu katmanların gezegenlerin hızlı dönmesiyle dinamo etkisi oluşturmasıdır. Satürn’ün manyetik alanı Jüpiter’inkinden 10 kat daha zayıftır. Bu da, Satürn’deki metalik hidrojen katmanının çok daha ince olduğunu göstermektedir. Bu gezegenlerde metalik hidrojen katmanının üzerinde sıvı bir katman, onun üzerinde de atmosfer vardır. Sıvı katmanlarda koşulların yaşam oluşması için uygun olduğu düşünülmektedir. Uranüs, Neptün ve Pluto’da atmosfer altındaki katmanın donmuş halde uçucu gazlardan oluştuğu sanılmaktadır. Satürn gezegeninin suda yüzecek kadar az yoğun olması atmosfer katmanının büyüklüğündendir. Aynı şekilde Uranüs de Neptün’e göre daha kalın bir atmosfer sahip olduğundan yoğunluğu Neptün yoğunluğuna göre daha azdır. Jüpiter’in güçlü manyetik alanıyla Güneş rüzgarının etkileşmesi sonucu kutup ışımaları ve Van Allen kuşakları oluşturmaktadır. Ayrıca bu etkileşmeden radyo dalgaları da yayılır. Benzer olaylar daha az yoğun olmakla beraber diğer dev gezegenlerde de oluşmaktadır. Dev gezegenlerin tüm uyduları buz katmanlarıyla kaplıyken Jüpiter’in Io uydusunun sıcak ve aktif volkanlarla hareketli olmasının nedeni güçlü manyetik alanı içindeki bu uyduya gezegenden enerji aktarımıdır. Aslında Io volkanik olarak Güneş sistemindeki en aktif uydudur.

Uydulardan bazılarında ortalama yoğunlukların düşük olması yüzeylerindeki buz katmanlarının kalın olmasındandır. Büyük uyduların buz katmanları altında sıvı birer katmanın da olabileceği düşünülmektedir. Donmuş halde bulunan uçucu gaz katmanları dışında bu uyduların yapı bakımından Yer benzeri gezegenlere benzediği, ancak gaz atmosferlerinin bulunmadığı bilinmektedir. Buna karşın Satürn’ün uydusu ( Güneş sisteminin 2. büyük uydusu ) Titan ile Neptün’ün uydusu Triton ‘da atmosfer olduğu yakın geçmişte keşfedilmiştir. Dev gezegenlerin uydularından birçoğu özellikle dış uydular biçimsiz şekillere sahiptirler. Bunlar büyük olasılıkla gezegenlerin çekimlerine kapılmış küçük gezegenlerdir (asteroid). Mars’ın iki uydusunun da aynı şekilde asteroid olduğu sanılmaktadır. Bugün daha çok Mars ile Jüpiter yörüngeleri arsında bulunan küçük gezegenlerden bazılarının Mars yörüngesinin iç kısımlarında, bazılarının da Jüpiter yörüngesinin dış kısımlarında dolandığı bilinmektedir. Yapı olarak irili ufaklı göktaşlarına benzeyen bu cisimlerin Mars-Jüpiter arasında ya büyük bir çarpışma geçirerek parçalanmış büyük bir gezegenin parçaları ya da gezegen oluşturamamış küçük gezegen öncesi parçalar olması gerekmektedir. Büyük gezegenler 4,5 milyar yıllık evrimleri boyunca bu parçaların bombardımanına uğramıştır. Dünya benzeri gezegenlerin yüzeylerindeki irili ufaklı kraterin hemen hemen hepsi bu bombardımanların sonucunda oluşmuştur. Dünya yüzeyinde bu tür kraterlerin yok denecek kadar az olmasının nedenleri;

Atmosferin koruma etkisi ve yüzey şekillerinin doğa şartları ile hızlı aşınmasıdır. Rüzgarların yanında hızlı aşınmayı sağlayan su ve su buharıdır.

Çağrı Erdoğdu hakkında

Ankara Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri mezunudur.
Çağrı Erdoğdu tarafından tarihinde gönderildi

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*

Şu HTML etiketlerini ve özelliklerini kullanabilirsiniz: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>