Jüpiter Nasıl Bir Gezegendir?

232
This full-disc image of Jupiter was taken on 21 April 2014 with Hubble's Wide Field Camera 3 (WFC3).

Dev gezegenler karasal gezegenlerden çok farklıdır. Her şeyden önce bunların hacimleri ve kütleleri çok büyüktür. Yoğunlukları karasal gezegenlerinkilere göre çok düşüktür. Çünkü ağırlıklı olarak hidrojen ve helyumdan oluşurlar; bu nedenle “gaz devleri” olarak da bilinirler. İçeriklerinin bileşimi, Evren’in bileşimini anımsatır ve Güneş’in içeriğine çok yakındır. Hacim ve kütlelerinin büyüklüğüne karşın, şaşırtıcı bir şekilde kendi eksenlerindeki dönüşleri çok hızlıdır. Dev gezegenler Güneş’ten çok uzaktır ve çok sayıda uyduları vardır. Bunlar arasında en büyüğü, aynı zamanda Güneş Sistemi’nin de en büyük gezegeni olan Jüpiter’dir.

Beşinci gezegen Jüpiter, gece gökyüzünde Ay ve Venüs’ten sonra en parlak cisimdir. Jüpiter’in parlaklığı büyüklüğünden kaynaklanır. Gezegen, adını Roma mitolojisindeki Tanrıların Kralından alır. Yörüngesi Güneş’ten 5 AB uzakta olan dev Jüpiter’in içine 1400 Dünya rahatlıkla sığabilir. Kütlesi de 318 Dünya kütlesi kadardır. Bir başka deyişle geri kalan 7 gezegenin toplam kütlesinin 2,5 katı kadar kütlesi vardır. Bu dev kütlenin yarattığı güçlü kütleçekim kuvveti nedeniyle yeryüzünde 80 kg gelen biri Jüpiter’de 187 kg gelir. Jüpiter’in içeriğinin neredeyse tamamını iki element oluşturur: 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 dönüş nedeniyle gezegen, tıpkı Dünya gibi ama ondan daha belirgin olarak, tam bir küre şeklinde değildir. Ekvatoru oldukça şişkin, kutupları da basıktır.

Birçok gökbilimci Jüpiter’i Güneş Sistemi’nin elektrikli süpürgesine benzetir. Güçlü kütleçekim alanı nedeniyle, küçük asteroit ve kuyrukluyıldızlar hep Jüpiter’e yönelir. Shoemaker Levy 9 kuyrukluyıldızının Temmuz 1994’te ve bir asteroitin de Temmuz 2009’da Jüpiter’e çarpması -ki çarptığı sonradan fark edilmiş-, bunun yaşanmış en yakın örnekleridir.

Eğer Güneş Sistemi’nde Jüpiter olmasaydı, bütün gezegenlere çok daha fazla asteroit ve kuyrukluyıldız çarpardı. Bu da yeryüzündeki yaşamın çok farklı şekillenmesine yol açardı. Jüpiter güçlü kütleçekim alanı nedeniyle, aslında Dünya’daki yaşamın bir anlamda koruyuculuğunu yapmıştır.

Jüpiter’in iç yapısına ilişkin elde ayrıntılı veriler yoktur. Kayadan olduğu tahmin edilen (ama asıl içeriği şimdilik bilinemeyen) ve 12-45 Dünya kütlesinde bir çekirdeği vardır. Bu çekirdeğin 30.000°C sıcaklıkta olduğu tahmin ediliyor. Merkezindeki bu ısı kaynağı nedeniyle Jüpiter, Güneş’ten kendisine ulaşan ısının iki katı kadarını uzaya yayar. Jüpiter ilk oluştuğunda çapı bugünkünün iki katı kadardı. Ama gezegen yaklaşık 4,5 milyar yıldır her yıl 2 cm kadar küçülür. Bu küçülme de gezegenin büyük miktarda ısı üretmesine yol açar.

Merkezdeki çekirdeği saran çok yoğun bir hidrojen tabakası vardır. Normal koşullarda hidrojen metal değildir; ısıyı ve elektriği iletmez. Ne var ki Jüpiter’deki bu tabakada aşırı sıcak ve çok yüksek basınç koşullarında, hidrojen çekirdekleri elektronlarından ayrışmış olarak, tıpkı bir iyon çorbası gibi bulunur. Burada hidrojen, metal özellikleri gösterir; ısıyı ve elektriği iletir. Yeryüzündeki laboratuvarlarda hidrojen o hale getirilemez. Ancak Jüpiter’in devasa kütlesinin yol açtığı muazzam iç basıncın ve sıcaklığın altında hidrojen böyle davranır. Hidrojenin bu haline metalik hidrojen denir. Metalik hidrojen tabakasının üstünde, yüksek basınç altında sıvı hidrojenden oluşan sıcak bir okyanus bulunur. Yaklaşık 20.000 km derinliği olan bu sıvı hidrojen okyanusunun da üzerinde, metan ve amonyak gibi başka gazların da bulunduğu atmosfer yer alır.

Dünya’da gazdan atmosfer ile sıvı okyanuslar ve katı karalar arasında keskin sınırlar vardır. Birinden diğerine geçiş keskin olur. Ama Jüpiter’de böyle sınırlar yoktur. Sıvı haldeki hidrojenden gaz halindeki atmosfere geçiş aşamalıdır.

Güneş Sistemi’ndeki en kalın atmosfer doğal olarak Jüpiter’inkidir. Gezegenin yüzeyi ile uzay ortamı arasında yaklaşık 5000 km kalınlıktaki atmosfer yer alır. Dünya’dan bakıldığında görülen, atmosferin üst tabakasındaki renkli bulut kuşaklarıdır. Jüpiter’in atmosferine ilişkin bilgiler 1995’te Galileo uzay aracından gezegene bırakılan atmosfer sondasıyla elde edilmiştir. Atmosferin üst tabakalarında saatteki hızları 500 km’yi bulan rüzgârlar eser. Alt tabakalardaki rüzgâr hızı saatte 1500 km’yi bulur. Bulut tabakasında değişik enlemlerde birbirlerine ters yönde esen şiddetli rüzgârlar nedeniyle kuşaklar bulunur. Jüpiter, Dünya’ya göre Güneş’e 5 kat daha uzaktır; yani Dünya’ya gelenin 25’te biri kadar Güneş enerjisi alır. Ama Jüpiter’deki fırtınalar Dünya’dakilerden çok daha şiddetli olur. Örneğin Jüpiter’in görünen en ünlü şekli, içine birkaç Dünya’nın sığabileceği büyüklükteki Büyük Kırmızı Benek’tir. Bu aslında ilk kez 350 yıl önce Giovanni Cassini tarafından gözlemlenmiş, ama belki çok daha önce oluşmuş dev bir fırtına sistemidir. Jüpiter’in atmosferinde bu denli büyük olmasa da daha birçok beyaz ya da turuncu renkli büyük fırtına sistemi bulunur. Bu dev fırtınaların temel nedeni Jüpiter’in ürettiği ısıdır. Atmosferin sonlanıp Jüpiter yüzeyinin başladığı yer, basıncın 1 atmosfere ulaştığı düzey kabul edilir. Ama bu düzeyde Jüpiter’in yüzeyinde ayak basacak bir kara yoktur. Jüpiter’in “yüzeyi” gazdandır; ama bu gaz yoğun ve opaktır.

jupiterin-kirmizi-lekesi

Shoemaker Levy 9 kuyrukluyıldızı Mart 1993’te gözlemlenmiş ve Temmuz 1994’te Jüpiter’e çarpmıştır. Bu çarpışma teleskoplu gözlemlerin yapıldığı 400 yıldır gözlenen ilk çarpışmadır. Jüpiter’in muazzam kütleçekim kuvveti nedeniyle kuyrukluyıldız parçalanıp 21 parçaya ayrılmıştır. Parçaların gezegene çarptığı bölgede oluşan 12.000 km çaplı karartı aylarca kalmıştır.

Jüpiter’in çok güçlü bir manyetik alanı vardır. Bu alanın, gezgenin eksenindeki çok hızlı dönüşü sırasında metalik hidrojen tabakasındaki hareketlerden kaynaklandığı düşünülüyor. Bu manyetik alan Güneş rüzgârıyla şekillendirilir. Ortaya çıkan garip şekilli manyetosfer o kadar büyük ve uzundur ki Satürn’e kadar uzanır.

Jüpiter ve uyduları aslında başlı başına bir sistem oluşturur. Dev gezegenin dördü büyük olmak üzere 63 uydusu vardır. En büyük dört uydusunu 1610’da Galilei keşfetmiştir; bu nedenle onlara Galileo Ayları da denir. 7 Ocak 1610’da Galileo, teleskopuyla Jüpiter’e baktığında, çevresinde duran dört parlak nokta gördü; önce bunların yıldız olduğunu düşündü. Sonraki geceler Jüpiter’i gözlediğinde, bu noktaların yer değiştirdiğini fark etti. Noktalar Jüpiter’in çevresinde dönüyordu. Bu gözlem, o dönemde Dünya’nın Evren’in merkezi olduğu ve gökyüzündeki her şeyin yalnızca Dünya’nın çevresinde döndüğü görüşünü yıkan önemli kanıtlardan biri olmuştur. Jüpiter’in şimdilik bilinen 59 uydusu daha vardır. Bunlar, çapları 1-250 km arasında değişen çok küçük uydulardır. Belki çapı birkaç kilometre olan ve keşfedilmeyi bekleyen daha yüzlerce uydusu olabilir.

Jüpiter’in bir de bütün gaz devlerinde olan çok ince bir halka sistemi de vardır. Halkayı oluşturan parçacıklar milimetreden küçük boyutlardadır.

Jüpiter’e yönelik bakış açımızı değiştiren şey, uzay araçlı araştırmalar olmuştur. İlk çarpıcı bilgileri Voyager I ve Voyager II uzay araçları göndermiştir. Onlardan yaklaşık 20 yıl sonra gönderilen Galileo uzay aracıysa, hem Jüpiter hem de onun uyduları hakkındaki bilgilerde çok büyük bir artış sağlamış, yalnızca Jüpiter sistemine değil, tüm Güneş Sistemi’ne bakış açımızda bir devrim yaratmıştır.

Kaynak: 50 Soruda Evren- Çağlar Sunay

PAYLAŞ
Önceki İçerikAsteroit Nedir?
Sonraki İçerikSatürn Nasıl Bir Gezegendir?
36 yaşındayım. Yıldız Teknik Harita Mühendisliği mezunuyum. Taşınmaz değerlemesi yapıyorum. Bilim,uzay, tarih,arkeoloji konularına ilgi duyuyorum. Ön Türk Tarihini araştırmaktan keyif alıyorum. Yüzüklerin Efendisi ve Türkler üzerine (Orta Dünya'nın Analizi) kitap çalışmam tamamlandı. Yakın zamanda yayımlanacak.

HENÜZ YORUM YOK

CEVAP VER