Satürn Nasıl Bir Gezegendir?

834

Güneş Sistemi’nin ikinci büyük gezegeni olan Satürn, gece gökyüzünde çıplak gözle fark edilebilen son gezegendir. Bu nedenle tarih öncesi dönemden beri insanlar tarafından bilinir. Teleskoplu gözlemlerde hiçbir gezegen güzellikte onunla yarışamaz. Güneş Sistemi’nin kuşkusuz en fotojenik gezegenidir. Uzay araçlarından gelen her Satürn fotoğrafı sanki bir kartpostal gibidir.

Satürn’e ilişkin bilgilerimizin neredeyse tümünü 1997’de fırlatılan Cassini adlı uzay aracıyla elde ettik. Cassini de tıpkı Galileo ve Voyager 2 gibi Güneş Sistemi hakkındaki bilgilerimizi çok arttıran, düşüncelerimizde devrim yaratan ve yeni kuramların ortaya atılmasını sağlayan uzay araçlarından biridir. Cassini, yedi yıl süren 1,4 milyar kilometrelik bir yolculuktan sonra Satürn sistemine ulaşmıştır.

Satürn, Güneş’e, Jüpiter’den yaklaşık iki kat daha uzaktır. Çapı, Dünya’nın çapının neredeyse 10 katıdır. Bu da onu hacim olarak Dünya’nın 765 katı büyük yapar. Tıpkı Jüpiter gibi o da bir gaz devidir. Ne var ki kütlesi yalnızca 95 Dünya kütlesi kadardır. Sonuç olarak 0,69 g/cm3 yoğunlukla Güneş Sistemi’nin yoğunluğu en düşük gezegenidir.

Satürn’ün iç yapısı, Jüpiter’in iç yapısına benzer. Ancak ondan biraz daha küçük olduğundan metalik hidrojen tabakası o kadar kalın değildir. Tıpkı Jüpiter gibi Satürn’ün de merkezinde 10-20 Dünya büyüklüğünde, ama Dünya’dan daha yoğun, katı bir çekirdek olduğu düşünülmektedir. Satürn, Jüpiter’den daha soğuktur. Hem Güneş’ten daha uzak olduğu için daha az enerji alır, hem de ürettiği iç ısısı Jüpiter’den daha düşüktür. Ama atmosferinde oluşan rüzgârlar ve jet akımları Jüpiter’inkilere benzer, hatta onlardan daha hızlıdır. Ekvatorda esen rüzgârların hızı saatte 1500 km’yi bulur.

Gezegenin yüzeyi Jüpiter’inki kadar renkli değildir. Bulut tabakasının üstünde hidrojen, amonyak ve metandan oluşan bir sis tabakası sürekli bulunduğundan dev gezegen hep sarımsı görünür. Satürn’ün atmosferinde de tıpkı Jüpiter’in atmosferinde olduğu gibi bulut kuşakları vardır. Bulutların üstündeki sıcaklık ortalama -180°C kadardır.

Atmosferinde tıpkı Jüpiter’dekilere benzeyen, ama daha küçük boyutlu, yine de Dünya’dakilerin yüzlerce katı büyüklükte fırtınalar olur. Jüpiter’dekilerden farklı olarak Satürn’deki fırtınaların yapısı yeryüzündekilere benzer (Başka gezegenlerdeki fırtınaları incelemek, onları araştırmak yeryüzünde gerçekleşen fırtınaları daha iyi anlamamıza yardımcı olur). Ancak bu fırtınaların güçlerini nereden aldığı hâlâ tam olarak bilinememektedir.

Satürn’ün de bir manyetik alanı vardır. Bu alanının varlığı Pioneer 11 uzay aracının 1979’da gezegenin yakınından geçişi sırasında anlaşılmıştır. Güneş rüzgârının şekillendirmesiyle büyük bir balon şeklini alan bu manyetik alan (yani manyetosfer) Satürn’e yakın bütün gökcisimlerini etkiler. Ancak Jüpiter’in güçlü manyetosferinin neredeyse 20’de biri gücündedir; basıncın 1 atmosfer olduğu yükseklikteyse yaklaşık Dünya’nınki kadardır. Satürn’ün manyetosferiyle etkileşen Güneş rüzgârı, gezegenin kutuplarında auroraların oluşmasına yol açar. Dünya’dakinden farklı olarak Satürn’ün manyetik kutupları gezegenin ekseniyle neredeyse tam örtüşür.

saturn-nasa-fotosu

Hiç kuşkusuz Satürn’ün en dikkat çekici özelliği halkalarıdır. Gezegenin ekvator düzleminde yer alan bu halkalar küçük bir teleskopla bile görülebilir. Onları ilk gören kişi Galilei olmuştur. Ama Galilei’nin teleskopu çok güçsüz olduğundan, o, gördüklerinin halka olduğunu anlayamamıştır. Ondan 45 yıl sonra Christian Huygens halkaları görmüş ve bir bütün olmayıp birçok bölümden oluştuklarını fark etmiştir. Halkalar uzaktan, tek parça katı diskler gibi görünür. Gerçekten de uzun bir süre onların katı birer cisim olduğu düşünülmüştür. Ancak 1857’de James Clerck Maxwell halkaların çok küçük parçalardan oluştuğunu kanıtlamıştır. Halkalar trilyonlarca küçük parçadan oluşur. Bu küçük parçalar su buzundandır. Boyutları milimetrenin binde birinden 10-15 m’ye kadar değişir. Genellikle santimetre ya da metre ölçeğindedirler. Halkaları oluşturan parçalar, Satürn’ün çevresinde saatte ortalama 30.000-60.000 km hızla döner. Bu dönüşler sırasında sürekli birbirleriyle çarpışa çarpışa ufalanmışlardır ve ufalanmaya devam ederler.

Halka sisteminin genişliği Satürn’ün yarıçapı kadardır: 60.000 km (Dev gezegenden halkaların ucuna kadar olan aralığa her iki yanda da beşer Dünya sığar). Halkaların kalınlığıysa şaşırtıcı derecede küçüktür: Yalnızca 100 m. Böylesine büyük çaplı, ama aynı zamanda bu denli de ince bir sistemi göz önünde canlandırmak için çapı 1,2 km olan (ama kalınlığı aynı kalan) bir müzik CD’si düşünebilirsiniz. Halkalardaki madde miktarı da gerçekte çok azdır. Bütün parçalar, parçacıklar toplanabilseydi; çapı ancak 600 km (İstanbul’dan Antalya’ya kadar olan) buzdan bir küre oluştururlardı. Halkalardaki parçaların, bir türlü oluşamamış bir uydu ya da Satürn’e çok yaklaşmış bir kuyrukluyıldızın döküntüleri olduğu düşünülmektedir.

Her gezegenin çevresinde, gezegenin kütlesine göre değişen uzaklıkta, Roche sınırı diye bilinen bir sınır vardır. Bu sınırda ve sınırın altında, gezegenin kütleçekimi nedeniyle oluşan gelgit kuvvetleri öyle büyük olur ki, çevredeki parçacıkların bir araya gelip bir bütün oluşturmasını engeller. Satürn’ün halkaları, bu dev gezegenin Roche sınırının içinde yer alır.

Bazı gökbilimcilere göre halkalar, Satürn’ün oluşumu sırasında 4,56 milyar yıl önce oluşmuştur. Ancak halkalar Satürn ile birlikte oluşmuş olsaydı, onların çoktan ortadan kalkmış olması gerekirdi. Çünkü halkaları oluşturan parçacıklar sürekli ve yüksek hızlarla birbiriyle çarpışır. Bu çarpışmaların sonucunda 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 de gençtirler. Örneğin yalnızca birkaç yüz milyon yıllıktırlar ve yok olma süreçlerinin başında olabilirler. Gerçekten de birçok gökbilimci halkaların sonradan oluştuğunu düşünmektedir. Ama ne zaman oluştukları hakkında pek net öngörüler yoktur. Benzer bir şekilde birkaç yüz milyon yıl içinde halkaları oluşturan küçük parçaların, sürekli birbirleriyle çarpışmalarının sonucunda çok küçülecekleri ve Satürn’e düşecekleri ya da uzaya fırlatılacakları düşünülmektedir.

Bir başka olasılık da, parçacıkların ufalanıp yok olma sürecine, bir de şimdilik bilinmeyen bir yenilenme sürecinin eşlik ediyor olmasıdır. Yani çevreden gelen küçüklü büyüklü asteroit ve kuyrukluyıldızlar parçalanarak halkalara sürekli yeni malzeme sağlıyor olabilir.

Satürn, büyüklüğü ve sıra dışı halka sistemiyle gerçekten de etkileyici bir gezegendir. Aslında onun uyduları da onun kadar ilginç ve etkileyicidir. 62 uydusuyla Satürn de tıpkı Jüpiter gibi başlı başına bir sistemdir. Uydularının büyük bölümü buzdandır. 13’ünün çapı 50 km’den büyüktür. Geri kalan 49 uydu arasında 1 km çaplı olanlar bile vardır. Yörüngesi saptanmış 62 uydudan başka yüzlerce minik uydusu daha olduğu tahmin ediliyor. Uyduların 24’ü düzgün, sıradan (Satürn ile birlikte oluşmuş) uydulardır. Yörüngeleri ve hareketleri incelendiğinde, geri kalan 38 uydunun yakalanmış asteroitler olduğu düşünülmektedir.

saturn-uydusu-titan

Satürn’ün uyduları arasında en ilginç olanı kuşkusuz Titan’dır. Aslında Güneş Sistemi’ndeki büyük uyduların hepsi de birbirinden farklı özellikler taşıyan sıra dışı uydulardır ve hepsi de çok ilginçtir. Satürn’ün en büyük, Güneş Sistemi’nin de ikinci büyük uydusu olan Titan (Ay’dan yüzde 50 daha büyüktür) yoğun bir atmosferi olan tek uydudur. Ayrıca yüzeyinde Dünya’dan başka sıvı olduğu bilinen ikinci gökcismidir. Titan’dan gelen ışıkların spektrumlarından, uydunun azot ağırlıklı bir atmosferi olduğu uzun zamandır biliniyor. Uzay araçlarının gözlemlerine göre, atmosferinde yüzde 98,4 oranında azot ve metan bulunur. Güneş Sistemi’nde Dünya’dan başka azot ağırlıklı kalın bir atmosferi olan tek gökcismi Titan’dır. Uydunun yüzey basıncı da yeryüzündekine çok yakındır: 1,5-2 atmosfer. Ne var ki ortalama yüzey sıcaklığı -180°C’tır. 

Temel hedeflerinden biri Titan’ı incelemek olan Cassini uzay aracı, uyduyu değişik dalga boylarında gözlemlemiştir. Kalın bulut ve sis tabakasını geçemeyen görünür ışık ışınlarına karşın, kızılötesi ışınlarla ve radyo dalgalarıyla yapılan gözlemlerin sonucunda, Titan yüzeyinin haritası çıkartılmıştır. Ay’dan başka Güneş Sistemi’nde özel olarak incelenen ve bir uzay sondası gönderilerek araştırılan ikinci uydu Titan’dır.

14 Ocak 2005’te Cassini’den ayrılan Huygens adlı sonda Titan’a indirildi. İniş sırasında bir yandan atmosfer incelendi, bir yandan da fotoğraflar çekildi. Çekilen fotoğraflar ırmak benzeri yapıların yanı sıra, kıyı şeridine benzeyen oluşumların ve bulutların olduğunu ortaya koydu. Huygens paraşütleri sayesinde yüzeye yumuşak bir iniş gerçekleştirdi. Titan yüzeyinin yeryüzüne çok benzediği anlaşıldı. Tıpkı Dünya’da olduğu gibi Titan’ın yüzeyinde de dağlar, vadiler, düzlükler hatta çöllerde görülen dev kumullar vardı. Ama belki hepsinden de önemlisi Titan’ın yoğun ve Dünya’nın oluşumundan kısa bir süre sonra oluşan ikinci atmosferine (ilki Ay’ın oluşumu sırasında yok olmuştu) benzeyen bir atmosferinin oluşuydu. Ne var ki Dünya’nın ilk dönemlerindeki koşullarla günümüz Titan’ının koşulları arasında önemli bir de fark vardı: yüzey sıcaklığı. Güneş’ten 1,4 milyar kilometre uzak olan Titan’ın yüzeyinde sıvı halde su bulunamaz. Çünkü ortalama sıcaklık -180°C kadardır. Ancak Titan’ın kalın atmosferi tıpkı Dünya ve Venüs’te olduğu gibi sera etkisi yaratır ve yüzey sıcaklığının olması gerekenden yüksek olmasına yol açar. Gerçekten de Titan bulunduğu konuma göre çevresindeki cisimlerden daha sıcaktır. Uydunun yüzey şekillerini yeryüzündekiler gibi oyup şekillendiren sıvı, su değil metandır. Cassini ve Huygens’ten alınan verilere göre, Titan’da metan yağmurları yağıyor, metan ırmakları akıyor ve bu ırmaklar da metan göllerine dökülüyor olmalıydı. Bu durum da bilim insanlarına, sıvı metanın içinde bir tür yaşamın ortaya çıkmış olabileceğini düşündürmektedir.

NASA ve ESA, Titan’ı incelemek ve olası yaşam biçimlerini araştırmak için 2020’de bir uzay aracı göndermeyi planlıyor. Bu uzay aracında Titan’ın çevresinde yörüngeye girecek bir uydu, göllerden birine dalacak bir sonda ve atmosferde dolaşacak bir balon yer alacak.

Cassini görevinin en etkileyici gözlemlerinden bazıları da Satürn’ün bir başka uydusu Enceladus’a yönelik olanlardı. Enceladus yaklaşık 500 km çapında büyükçe bir uydudur. Gerek Voyager’ın gerekse Cassini’nin gönderdiği fotoğraflara göre, Enceladus’un albedosu yüksekti; yüzeyinde az sayıda krater vardı, yani yüzeyi gençti. Ama Cassini 2005’te Enceladus’ta daha önce hiç bilinmeyen, sıra dışı bir volkanik etkinlik gözlemledi. Yüzeyi buzdan olan uydunun güney yarımküresindeki bir bölgede, yüzeyden binlerce kilometre yükseğe gaz püskürmeleri oluyordu. Yüzlerce yanardağ (belki gayzer demek daha doğru olur) lav yerine gaz ve buz parçaları püskürtüyordu. Analizlerin sonucunda püskürtülen gazın su buharı olduğu ortaya çıktı. Cassini’yi yönlendiren ekip, uzay aracını Enceladus’a yöneltti. Uydunun 25 km kadar üstünden geçen Cassini, gayzerlerden püsküren maddelerin içinde azot, metan, amonyak ve başka bazı organik maddeler olduğunu gözlemledi. Enceladus’ta herhangi bir jeolojik etkinlik yoktu. Ancak bu minik uyduda yaşam için gereken hemen her şey bulunuyordu: Enerji kaynağı, su, azot ve organik maddeler. Bu gözlemden sonra Enceladus, Güneş Sistemi’ndeki yaşam araştırması yapılacak gökcisimleri listesinin başlarında bir yer ediniverdi.

enceladus-merl

Enceladus’un iç bölgelerinde sıcak magma bulunmasının nedeninin, tıpkı Io’nun Jüpiter’in gelgit kuvvetlerinin etkisinde kalması gibi, Enceladus’un da Satürn’ün güçlü gelgit kuvvetlerinin etkisinde kalması olduğu düşünülüyor. Bilim insanlarının planlarını yapmaya başladıkları şeylerden biri de bir gün Satürn’e gönderilecek bir uzay aracının Enceladus’a bir sonda bırakması; bu sondanın yüzeydeki buzu delerek sıvı su rezervuarlarından birine ulaşması ve orada yaşamın izlerini araştırmasıdır. Suyun olduğu yerde mikroorganizma düzeyinde yaşamın bulunma olasılığı hep vardır. Ayrıca Enceladus’un buz tabakası Europa’nın buz tabakasından çok daha incedir.

Kaynak: 50 Soruda Evren

PAYLAŞ
Önceki İçerikJüpiter Nasıl Bir Gezegendir?
Sonraki İçerikCüce Gezegen Nedir?
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