Fizik, zamanın hareket etmediği bir dünya yaratmamızı engellese de, böyle bir dünyanın nasıl olacağını hayal etmek için fiziği kullanabiliriz.
Bir dakikalığına imkansızı başardığınızı ve zamanınızı durduğunuzu varsayalım. Bu senaryonun tamamen varsayımsal olduğunu unutmayın. Peki, nasıl bir şey? Etrafınızdaki tüm insanlar donmuş halde. Rüzgar esmiyor, su akmıyor ve Dünya dönmeyi durduruyor.
Bir bankayı soymadan ya da parmağınızı bir arkadaşınızın burnuna sokmadan önce, bilmeniz gereken bazı şeyler var. Tüm bunlar, sizi oluşturan her şeyin, tüm hücrelerin, mikropların ve atomların, zamandan etkilendiği varsayımı altındadır. Bu düşünce deneyini nispeten kolay tutmak için, doğa yasalarının hala yürürlükte olduğunu varsayalım. Yani, yasaların donmuş bir dünyada nasıl davranacağını, yasaların tamamen ortadan kalkmadığını düşüneceğiz. Bu hafif bir çelişki çünkü zaman durdurarak birkaç fiziksel yasayı çiğniyoruz. İlk örnekleri okuduğunda, taşlar yerine oturacaktır. Atmosfer donmuş durumdadır, böylece havada bulunan moleküllerin etrafında manevra yapamayacak şekilde pozisyonda sıkışırsınız. Nefes alamazsınız, çünkü ciğerlerinize hareketsiz havanın girmesinin bir yolu yoktur. Belki de yardım çağırmaya çalışırsınız (etrafınızdaki tek bilinçli kişi olduğunuzu unutarak) ve atmosferi ses dalgalarının bir vericisi olarak kullanamayan bir ortamın içinde rezonans edemezsiniz. Sonra donarak ölürsünüz, çünkü dünya herhangi bir ısı yaymayı bıraktı. Öyleyse, siz ve atmosferin hala hareket ettiğini veya belki de zaman / hareketi etkileşime girdiğiniz şeylere yeniden yerleştirme yeteneğine sahip olduğunuzu varsayalım. Böylece atmosferi yoldan çıkarabilir, normal günlük yaşamda yürürken veya oksijen için kullanabilirsiniz. Ayrıca size ısı veririz, böylece birkaç dakikadan daha uzun süre hayatta kalabilirsiniz. Bir düşününce, elektromanyetik spektrumun tamamını tekrar harekete geçirmeliyiz – ısı radyasyonu, görünür ışığımızın da uzandığı elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır – aksi takdirde fotonların hareket etmeyeceği gibi gözleriniz de göremez. Hareket etme yeteneğiniz varsa, ışığa doğru hareket edebilir ve ilerledikçe yakalayabilirsiniz, ancak ışık sürekli olarak her yöne doğru hareket eder, böylece etrafınızdaki her yönden ışığı yakalarsınız. Beyninizin bu bilgiyi deşifre etmesi muhtemel değildir. Böylece sıcağı, ışığı, sesi, nefesi ve hareket etme rahatlığını elde edersiniz. Başa çıkmamız gereken bir engel daha var, ancak bu ölümcül dondurma kadar kötü değil.
İmkansızlık
Şu ana kadar bahsettiğimiz şey, çoğunlukla, zamanın olmadığı bir dünyada iş yapma yeteneğinizi engelliyor, zamanınızdaki varlıklar. Ancak bu kavramın neden mümkün olmadığına dair mutlaka bir açıklama yapmıyorlar. Işık hızının – matematiksel olarak c olarak tanımlandığı – saniyede yaklaşık 300,000,000 metre olduğunu hatırlayın. İki saniye içinde ışık 600.000.000 metreye ulaşıyor. Sıfır saniyede, ışık sıfır metreyi geçer. Eğer zaman durursa, sıfır saniye geçiyordu ve böylece ışık hızı sıfır olacaktı. Zamanı durdurmak için sonsuz hızlı yolculuk yapıyor olman gerekirdi. Einstein’ın görelilik teorisine göre hiçbir şey, sonsuz kütle ve enerji almadan ışıktan daha hızlı (sınırsız hızda gidemez) gidemez.
Olasılık
Gerçekten zamanı tamamen durdurmamız gerekmiyor, ama belki de dünyanın çok yavaş bir hızla hareket ettiğini gözlemleyebilmeniz için yeterli. İşte nasıl yapılacağı. Bir yol, fizik yasalarının buna izin verdiği bir evrene gitmektir. Akla gelebilecek diğer bir yol, evreni dondurmak, böylece moleküler hareketi yavaşlatmaktır. Evreni bu şekilde tamamen durduramazsınız, çünkü şu an itibariyle, sıfır derece Kelvine (mutlak sıfır) ulaşılmadı ve bu mümkün olmayabilir. Bir diğer konu ise, ısının bir enerji olduğu ve enerjinin ancak hiç aktarılmadığı. Bu nedenle, ısıyı başka bir yere aktarmanız gerekir, fakat bunun evrenden başka bir yeri olabilirdi ve bunu nasıl yapabilirdiniz? Bu, ısının çoğunu nesnelerden uzaklaştırmak için de geçerlidir, hepsinden değil, bu nedenle moleküler hareketin daha yavaş olması için bir gezegeni veya yerel bir alanı teknolojik olarak dondurmanın bir yolunu bulabiliriz. Sorun şu ki, muhtemelen herkesi öldüreceksin; ve neredeyse tamamen donmuş bir arazinin ne kadar eğlenceli olacağını hayal edin.
Clockstoppers filminde yapılan bir şeyi yapalım. Bu filmde, bir insanın atomlarını hızlandırılır, böylece zaman çok yavaş hareket eder, ancak donmaz. Bununla ilgili sorun moleküler hareket ve ısının birbirine bağlı olmasıdır. Molekülleriniz hızla titriyorsa, siz de çok sıcak olacaksınız… Zamanın nasıl çalıştığı ve gerçekte ne olduğu hakkında anlaşılması gereken çok şey var, ancak yolculuk yapmak, algılamak ve durmak gibi şeyler hakkında düşünmek harika bir akıl egzersizi. Evrendeki en temel güç olduğu için, düşünülmeyi hak ediyor. Her şeyin var olmasına ve değişmesine izin veriyor ve onun dışında bir şeyi hayal etmenin bizim gibi zamana bağlı varlıklar için kolay olduğundan şüpheliyim.
İçinde bulunduğumuz 2019 yılı Uluslararası Astronomi Birliği(IAU)’nin kuruluşunun yüzüncü yılı. Tam tarihi ile 28 Temmuz 1919 yılında kurulan Uluslararası Astronomi Birliği, uluslararası anlamda astronomlar tarafından, yıldızların, gezegenlerin ve diğer gök bilimsel cisim ve olguların isimlendirilmesi konusunda sorumlu resmi makam ve astronominin resmi kurulu olarak kabul görmektedir.
Kuruluşunun 100. yılında IAU 100 isimli bir etkinlikler dizisi başlatmış olup, bu etkinliklerin içerisinde astronomiyle ilgili tüm kurum ve kuruluşların katılabileceği ”100 Saat Astronomi” adında bir etkinlik de yer almaktadır.
Bizler de ODTÜ Amatör Astronomi Topluluğu olarak ”100 Saat Astronomi” etkinliğine katılacağımızı buradan tüm gökyüzü severlere duyurmak isteriz! 2019 yılı içerisinde toplamda 100 saati bulacak etkinlikler ile ilgili detaylı bilgilere sosyal medya adreslerimizden ulaşabilirsiniz.
Pırıl pırıl bir gökyüzü altında geçireceğimiz astronomi ve bilim dolu 100 saatlik etkinliklerimize sizleri de bekleriz.
”Ayaklarınıza değil, gökyüzüne bakın… gördüğünüz şeylerin mantığını anlamaya çalışın. Evren’in neden var olduğunu düşünün. Meraklı olun.”
İsmini Romalıların Tarım Tanrısı Saturnus’tan alan Satürn, Güneş’e en yakın 6. gezegendir. Güneş ile arasındaki uzaklık 1.427 milyar kilometredir. Bu öyle bir uzaklıktır ki aradaki mesafenin 1.4 milyar kilometrelik bir yol olduğunu düşünürsek saatte 100 km hızla giden bir araba ile bu yolu geçmemiz 1500 yıldan fazla zaman alırdı! Bu uzaklık Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin 10 katıdır. Satürn çıplak gözle görebileceğimiz en son gezegendir. Kendi çevresinde dönmesi 10.7 saat sürer ve bu hızlı dönüş Satürn’ün ortasından çıkıntı yapmasına yol açar. Güneş’in çevresinde dönmesi ise 29 yıl sürer. Ortalama sıcaklığının -178 °C olması sebebiyle Satürn yaşama elverişli bir gezegen değildir ama uydularının yaşamı destekleme ihtimali olduğu düşünülmektedir.
Fiziksel Özellikler ve Yapı
Satürn, Jüpiter’den sonra Güneş Sistemi içerisindeki en büyük gezegen olup içine 764 Dünya sığabilecek büyüklüktedir. Bir gaz devi olduğu için katı bir yüzeyi yoktur. Güneş Sistemimizin oluştuğu Solar Nebula’nın ilkel haline benzer bir şekilde %75 hidrojen, %25 helyumdan ayrıca iz miktarlarda su, metan ve amonyaktan oluşur. Basıklık değeri en yüksek gezegen olup ekvator yarıçapı kutup yarıçapından %9.8 daha büyüktür. Satürn’ün ekvator çapı yaklaşık 120 bin kilometre genişliğe uzanır ve bu genişlik 9 tane Dünya’nın yan yana konulması kadar büyük bir genişlik demektir. Kütle olarak ise Dünya’nın 95 katıdır ve detaylı hesaplamalar sonucunda bu kütlenin %10’unun çekirdekte toplandığı düşünülmektedir. Satürn yoğun bir gezegen değildir.Çekirdek yoğunluğu daha fazla olsada ortalama yoğunluğu ele alındığında bu yoğunluk su yoğunluğundan %30 daha azdır yani Satürn’ü bir havuza yerleştirmeyi başarabilirsek Satürn o havuzda yüzebilir. Ayrıca Jüpiter ile birlikte Güneş Sistemi içindeki gezegensel kütlenin %92sini oluştururlar. Manyetik alanı ise dünyanın manyetik alanına göre 592 kat daha güçlüdür.
Atmosfer
Satürn atmosferi çok kalın bir gezegen olup atmosferinin %96.3’ü hidrojen, %3.25’i helyumdan ve küçük miktarlarda metan, amonyak ,hidrojen deuteride ve etandan oluşmaktadır.Atmosferinde 3 farklı katmanın var olduğu düşünülmektedir. En üstte donuk amonyak kristalleri içeren üst bulut katmanı, ortada amonyum-hidrosülfit içeren orta bulut katmanı, en altta ise su buzul kristalleri tarafından oluşturulan bir bulut katmanı yer alır. Satürn Güneş Sistemindeki en rüzgarlı yerlerden birisidir. Burada rüzgarlar saatte 1770 kilometre hıza ulaşabilir. Bu rüzgarlar Satürn’ün bulutlarını atmosfer etrafında iterler. Bu itmenin sonucunda ise bulutlar gezegeni sarmalayan kalın çizgiler olarak görünürler. Bazı fırtınalar kilometrelerce genişlikte olabilir. Süreleri ise günleri, ayları hatta yılları bulabilir.
İç Yapı
Yoğunluğun 0.01 g/m3’ün üzerinde olduğu durumlarda, hidrojen ideal olmayan sıvıya dönüşmeye başladığı için Satürn çoğunlukla hidrojen ve helyumdan oluşmasına rağmen kütlesinin çoğunluğu gaz halde değildir. Satürn’ün Jüpiter’in yapısına benzer bir şekilde taşsal bir çekirdek, sıvı metalik hidrojen tabakası ve moleküler hidrojen tabakasından oluştuğu düşünülüyor. 2004 yılında bilim adamları Satürn’ün çekirdek kütlesinin Dünya’nın çekirdeğinden 9 ile 22 kat arasında daha büyük olması gerektiğini söylemiştir. Satürn’ün Güneş’e olan uzaklığı gezegenin ortalama sıcaklığının düşük olmasına yol açsada çekirdek çok yüksek sıcaklıklara ulaşabilir hatta bu iç sıcaklık 11,700 °C’ i bulabilir.
Halkalar
Satürn’ün bir çok kişi tarafından bilinme nedeni gezegenin sahip olduğu halkalardır. Ancak Satürn halkalara sahip tek gezegen değildir. Jüpiter, Uranüs ve Neptün de halkalara sahiptir ama bu halkalar Satürn’ün halkaları kadar parlak ve büyük değildir. Şu ana kadar Satürn’e ait 8 adet halka keşfedilmiştir. Bu halkalar katı çemberler değildir. Her biri buz ve kaya parçalarından oluşmuştur. En büyük parçalar bir ev büyüklüğünde olabilirken en küçük parçalar ise bir kum tanesi kadar olabilir. Belirgin olan A ve B halkaları ile birlikte solgun olan C halkası dünyadan görülebilir. A ile B halkası arasındaki 4.700 kilometrelik boşluk Cassini Division olarak da bilinir. Satürn’ün sahip olduğu bu halkalar çok incedir. 250.000 kilometreden daha geniş olmalarına rağmen kalınlıkları 1 kilometrenin altındadır. Bu halkaların nasıl oluştuğuna dair ise 2 hipotez vardır. İlk hipotez halkaların Satürn’ün yok olan bir uydusunun kalıntıları olduğunu söylemektedir. İkinci hipotez ise halkaların Satürn’ün oluştuğu orijinal bulutsu materyalinin kalıntıları olduğunu söylemektedir. Son zamanlarda yapılan araştırmalarda ise Satürn’ün halkalarını çok hızlı bir şekilde kaybettiği ortaya çıkarıldı. Hawaii’de ki 10 metre çaplı Keck teleskobu ile yapılan kızılötesi gözlemler sonucu halkalarda bulunan buz haldeki suyun gezegene yağdığı ortaya çıktı. Su akış hızının 1.5 saatte bir olimpik havuz boyutunda olduğu tahmin ediliyor. Bu sonuçlar Satürn’ün halkalarını 300 milyon yıl içinde kaybedebileceğini gösteriyor.
Uydular
Satürn , 53 tanesi resmi ada sahip olan toplam 62 adet uyduya sahiptir. Satürn’ün büyük uyduları Ay gibi daha yuvarlak şekillerde iken daha küçük uyduları büyük kayalar şeklindedir. Bu uydular soğuk ve buzlu yerlerdir. Uyduların Satürn etrafında dönüş süresi yarım yıldan 4 yıla kadar değişiklik göstermektedir. Satürn’ün en büyük uydusu Titan’dır. Diğer bir çok uydu ise çok küçük boyutludur. Bu uyduların 34 tanesinin çapı 10 kilometreden küçük ve 14 tanesinin çapı ise 10 ile 50 kilometre arasında değişmektedir. Satürn’ün en büyük 3 uydusu sırasıyla Titan, Rhea, Iapetus’tur.
Titan:
Satürn’ün en çok bilinen uydusu Titan , Güneş Sistemindeki en büyük 2. doğal uydu olup Merkür’den bile büyüktür. Ay ile kıyaslandığında ise çap olarak yaklaşık %50 daha uzundur. Titan yoğun bir atmosfere sahip bilinen tek uydudur ve atmosferi Dünyanın atmosferinden 10 kat kalındır.
Rhea:
Satürn’ün 2. en büyük uydusu ve Güneş Sistemindeki en büyük 9. uydudur. Çapı Ay’a oranla %55 daha kısadır. Hassas ölçümlerle onaylanmış hidrostatik denge ile tutarlı şekle sahip , Güneş Sistemindeki en küçük 2. gövdedir. 1672 yılında Giovanni Domenico Cassini tarafından keşfedilmiştir.
Iapetus:
Satürn’ün bilinen en büyük 3. uydusu ve Güneş Sisteminin en büyük 11. uydusudur. Çap uzunluğu ayın %42’si kadardır. Aynı zamanda Güneş Sistemi içinde hidrostatik dengede olmadığı bilinen en büyük gövdedir. Kasım 1671’de Giovanni Domenico Cassini tarafından keşfedilmiştir.
Tarihi
Satürn ilk çağlardan itibaren bilinen bir gezegendir. Babilli astronomlar Satürn’ün hareketlerini sistematik bir şekilde gözlemlemeyi ve kaydetmeyi başarmışlardır.
Satürn’ü ilk defa 1610 yılında Galileo Galilei bir teleskop yardımı ile gözlemlemiştir. Satürn’ün garip görünüşünü not almış ve bu görünüş karşısında kafası karışmıştır.
1655 yılında ise Christiaan Huygens Satürn’ün en büyük uydusu olan Titan’ı keşfetmiştir. Daha sonra 1659’da ise Satürn’ün halkalarını doğru bir şekilde çıkarılmıştır.
1670 ve 80’lerde Giovanni Domenico Cassini , kendi adıyla anılan A ve B halkaları arasındaki Cassini Bölümü ile birlikte 4 tane yeni uydu keşfetti.
1789’da Sir William Herschel gezegenin basıklık derecesi hesapladı ve 2 adet yeni uydu keşfetti.
19.cu yüzyılın sonlarına doğru Edouard Roche, James Maxwell, Daniel Kirkwood halkaların yapısı üzerine olan görüşleri geliştirdiler.
Satürn bir uzay aracı tarafından ise 1979 yılında ziyaret edilmiştir.Pioneer-11 uzay aracı Satürn’ün yakınından geçerek gezegenin ve uyduların fotoğraflarının çekilmesinin yanı sıra yoğunluk ve kütle hesaplamalarının daha doğru ölçümüne olanak sağlamıştır. Ayrıca F halkası bu ziyaret sonucu keşfedilmiştir.
1980 ve 1981 yıllarında sırasıyla Voyager 1 ve Voyager 2 uzay araçlarının geçişi sayesinde ise gezegenin ve uyduların yeni görüntüleri elde edildi. Bu geçişler 4 yeni uydunun keşfine olanak sağladı.Halkaların yapısı ayrıntılı bir şekilde gözlenip D ve E halkalarının varlığı kanıtlandı ayrıca G halkası keşfedildi.
2004 yılında Cassini-Huygens uzay aracı Satürn’ün yörüngesine girerek gezegenin dönüş hızı ile ilgili bilgilerin doğrulanmasına imkan sağladı. Uyduların yüksek çözünürlüklü fotoğrafları çekilerek bilimsel gözlemler yapıldı. Satürn’e ait 4 yeni uydu keşfedildi. 2005 yılında ayrılan Huygens Sondası ise Titan’a iniş yaparak uydu hakkında veriler topladı.
Bize en yakın yıldız olan Güneş, 4.65 milyar yıl önce oluşmuş orta büyüklükte bir sarı cücedir ve 1 AB (astronomik birim=149.597.871 km, Dünya ve Güneş arası mesafenin baz alındığı uzunluk birimi) uzağımızdadır. Güneş ile Güneş’e 10⁵ AB uzaklığında bulunan ve yıldızlararası maddeye sınırı olan Oort Bulutu arasında bulunan gezegen, uydu, asteroit ve kuyruklu yıldız gibi çeşitli gök cisimleri için enerji kaynağı ve çekim merkezidir. Tüm bu gök cisimleri Güneş Sistemimizin toplam kütlesinin %0.02’sini oluştururken %99,8’ini Güneş’in kütlesi oluşturmaktadır.
Güneş, kendi ekseni etrafında 70.000 km/s hızla döner. Ekliptik düzlem normaliyle 7°15’ açı yapan ekseni etrafındaki dönüşünü ekvatorda 25.6, kutuplarda 33.5 günde tamamlar. Kademeli olarak dönmesinin sebebi, Güneş’in katı değil plazma halinde olmasıdır. Yüzeyinde çekim ivmesi 274 m/s², ortalama sıcaklık 5780 K°’dir.
Güneş’in kütlesi 2×10³⁰ kilogramdır ve bu da Dünya’nın kütlesinin 3.3×10⁵ katına tekabül eder. Aynı zamanda Güneş’in çapı Dünya’nınkinin 109, hacmi ise 1.3 milyon katına eşittir.
Nerede bu Güneş?
Günümüzde Kahraman kolu ve Yay kolu arasındaki Orion kolunun iç kısmında bulunan Güneş, Samanyolu galaksisinin merkezinin çevresinde yaklaşık 26.000 ışık yılı uzaklıkta döner. Galaktik merkez çevresinde bir dönüşünü yaklaşık 235 milyon yılda tamamlar. Yaklaşık yörünge hızı saniyede 220 kilometredir.
Nasıl ısınıyor, nasıl ısıtıyor?
Güneş, %75 Hidrojen, %24 Helyum ve %1 ağır elementlerden oluşur.Güneş’in çekirdeğinde gerçekleşen nükleer füzyon reaksiyonlarında hidrojen, helyuma dönüşür ve her saniye 4 milyon ton madde enerjiye dönüşür. Kütlesini hızla kaybeden Güneş’in yakıtı tükendikçe dış katmanlarının genişlemesi ve gezegenleri yutması beklenebilirdi fakat kırmızı dev aşamasındayken kaybettiği kütleyle orantılı olarak Dünya’nın yörüngesinin de genişleyeceğini ve Güneş tarafından yutulmayacağımızı biliyoruz. Ancak 900 milyon yıl sonra yeryüzünün yaşamı destekleyemeyecek kadar ısınacağını da söylemekte fayda var.
İçinde ne var hocam?
Çekirdek – Güneş yarıçapının en iç %20 – 25’i, nükleer füzyonun gerçekleşmesi için sıcaklık ve basıncın yeterli olduğu yerdir. Hidrojen helyumla birleşir, füzyon işlemi enerji açığa çıkarır ve helyum yavaş yavaş çekirdeğin içinde bir helyum iç çekirdeği oluşturmak için birikir.
Radyasyon bölgesi – Konveksiyon, Güneş’in yüzeyine çok yakın olana kadar gerçekleşemez. Bu nedenle, yarıçapın yaklaşık% 20-25’i ve yarıçapın% 70’i arasında, enerji aktarımının konveksiyon yerine radyasyon (fotonlar) yoluyla gerçekleştiği bir “radyasyon bölgesi” vardır.
Konvektif bölge – Güneş yarıçapının yaklaşık% 70’i ve görünür yüzeye yakın bir nokta arasında dışa doğru ısı transferi konveksiyon yoluyla olur.
Fotosfer – Güneş gaz halindeki bir nesne olduğu için açıkça tanımlanmış bir yüzeye sahip değil ve burası güneşin doğrudan görülebilir ışıkla gözlemleyebildiğimiz en derin bölümü.
Atmosfer – Güneşi çevreleyen, kromosfer, güneş geçiş bölgesi, korona ve heliosferden oluşuyor. Bunlar, örneğin güneş tutulması sırasında, Güneş’in ana kısmı gizlendiğinde gözlemlenebilir.
Güneş patlıyor diyorlar, doğru mudur?
Güneş lekeleri , yüzeydeki koyu renkli yapılanmalardır ve siyah görünmelerinin sebebi, çevrelerine göre daha soğuk (3000-4000 santigrat derece) olmalarıdır. Bu noktaların ısınamamalarının sebebi ise, güçlü manyetik alanın, içeriden gelen ısının yüzeye ulaşmasına izin vermemesidir. Güneş patlamaları, Güneş lekelerinin çevrelerinde, lekeyi oluşturan manyetik alan çizgilerini takip edecek şekilde yayılan sıcak plazmanın uzaya yayılması ile oluşur. Güneş’in manyetik alanındaki bu değişiklikler 11 senelik döngüler halindedir. 11 yıllık bu döngünün ortasında Güneş, maksimum aktifliğe ulaşır ve dev patlamalar meydana gelir. Güneş patlamaları, kutuplarda auroralar ile bize görsel şölen sunduğu gibi iletişimimizi engelleme gibi olumsuz etkileri de olabilir.
Aşağıda bulunan videoda Güneş’in atmosferinde (korona) oluşan manyetik alan çizgilerini ve patlamaları izleyebilirsiniz.
Mars Bilim Laboratuvarı ve rover merkezi, Curiosity, NASA tarafından yürütülen en hırslı Mars misyonu. Rover, 2012 yılında Mars’ın yaşam için uygun olup olmadığını öğrenmeye yönelik birincil bir görevine başladı. Bir başka amaç da Kızıl Gezegenin çevresi hakkında daha fazla bilgi edinmektir.
Mart 2018’de, Gale Krateri’nden Aeolis Mons’a (Keskin Dağ) ulaşarak dağın katmanlarına gömülmüş jeolojik bilgileri inceleyerek gezegende 2.000 solu (Mars gününü) kutladı. Yol boyunca, geçmiş su ve jeolojik değişimin kapsamlı kanıtlarını da bulmuştur.
SUV kadar büyük
Curousity’yi ön plana çıkaran özelliklerinden biri de onun büyüklüğüdür: Curiosity hemen hemen küçük bir SUV (arazi aracı) boyutundadır. 9 feet 10 inç (3 m) uzunluğunda 9 feet 1 inç (2.8 m) genişliğinde ve yaklaşık 7 feet (2,1 m) yüksekliğindedir. Ağırlığı 900 kilogramdır. Curiosity’nin tekerlekleri 20 inç (50,8 cm) çapındadır.
NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’ndaki mühendisler, roverı 25 inç (65 cm) yüksekliğe kadar olan engelleri yuvarlamak ve günde yaklaşık 660 feet (200 m) yol kat etmek üzere tasarladı. Rover’ın gücü, plutonyum-238’in radyoaktif bozunumunun ısısından elektrik üreten bir radyoizotop termoelektrik jeneratöründen geliyor.
Araştırma hedefleri
Curiosity’nin NASA’nın Mars araştırma programını desteklemede dört ana hedefi var:
Mars’ta hayat olup olmadığını belirlemek.
Mars’ın iklimini tanımlamak.
Mars’ın jeolojisini tanımlamak.
İnsanlı keşif için hazırlamak.
Hedefler birbiriyle yakından bağlantılıdır. Örneğin, Mars’ın mevcut ikliminin anlaşılması, insanların yüzeyini güvenli bir şekilde keşfedip keşfedemeyeceğinin belirlenmesine de yardımcı olacaktır. Mars’ın jeolojisini incelemek, bilim insanlarının Curiousitiy’nin iniş bölgesi yakınlarındaki bölgenin yaşanabilir olup olmadığını daha iyi anlamasına yardımcı olacaktır. NASA bu büyük hedefleri daha iyi bir şekilde algılamak için, bilim hedeflerini biyolojiden jeolojiye ve gezegensel süreçlere uzanan sekiz küçük hedefe ayırdı.
Bilimin de desteğiyle, Curiousitiy, çevreyi daha iyi incelemek için gemide şunları da içeren bir araç setine sahiptir:
Peyzajın veya minerallerin yakın planlarının fotoğraflarını çekebilen kameralar: Direkt Kamera (Mastcam), Mars El Objektifi Görüntüleyici (MAHLI) ve Mars İniş Görüntüleyici (MARDI).
Mars yüzeyindeki minerallerin bileşimini daha iyi karakterize etmek için spektrometreler: Alfa Parçacık X-Işını Spektrometresi (APXS), Kimya ve Kamera (ChemCam), Kimya ve Mineraloji X-Işını Kırınımı / X-Işını Floresans Cihazı (CheMin) ve Örnek Analizi Mars (SAM).
Radyasyon detektörleri, yüzeydeki radyasyonun ne kadar olduğuna dair bir bilgi edinir ve bu da, orada insanlı keşif yapılıp yapılamayacağını ve mikropların yaşayıp yaşayamayacağını anlamamıza yardımcı olur. Bunlar : Radyasyon Değerlendirme Dedektörü (RAD) ve Nötron Dinamik Albedosu (DAN).
Mevcut hava koşullarına bakmak için çevre sensörleri: Rover Çevre İzleme İstasyonu (REMS).
Temel olarak iniş sırasında kullanılan atmosferik bir sensör: Mars Bilim Laboratuvarı Giriş ve İniş Cihazı (MEDLI).
Karmaşık bir iniş
Uzay aracı, 26 Kasım 2011’de Florida’daki Cape Canaveral’dan fırlatıldı ve NASA’nın “Yedi Dakika Terörü” olarak adlandırdığı tehlikeli bir inişten sonra 6 Ağustos 2012’de Mars’a ulaştı. Curiosity’nin ağırlığı nedeniyle NASA, geçmişte kullanılan arazi torbalarıyla yuvarlanma yönteminin işe yaramayacağını belirledi. Bunun yerine rover, karaya inmek için son derece karmaşık manevralar dizisinden geçti.
Atmosfere ateşli bir girişten sonra, uzay aracını yavaşlatmak için süpersonik paraşütün devreye girmesi gerekiyordu. NASA yetkilileri, uzay aracının yüzeye çakılmasını engellemek için paraşütün 65.000 libre (29.480 kg) dayanması gerektiğini söyledi.
Paraşüt altında, MSL(Mars Science Laboratory), yüzeyde bir radar sabitlemesi yapmak ve yüksekliğini saptamak üzere altındaki ısı kalkanını çıkarır. Paraşüt, MSL’yi iniş için çok fazla olan 200 mil/saat (322 km/s) hıza kadar yavaşlatabilirdi. Mühendisler, paraşütten kurtulmak için bir yöntem tasarladı ve iniş sürecinin son kısmı için roketleri kullandı.
Yüzeyin yaklaşık 60 feet (18 m) üstünde, MSL’nin “skycrane” konuşlandırıldı. İniş takımı roketin altında 20 ft (6 m) bir urgan kullanarak sallandı. MSL, 2.4 km/s hızda düşüp Gale Kraterindeki yere hafifçe indikten sonra, skycrane bağlantıyı kopardı ve uçtu, yüzeye çarptı. NASA personeli, roverın inişini canlı izledi. Curiosity’nin güvende olduğuna dair bir onay aldıklarında, mühendisler yumruklarını kaldırım zafer edasıyla zıpladılar. İniş haberleri, gazete ve televizyon gibi geleneksel yayınlar ayrıca Twitter ve Facebook gibi sosyal medya aracılığıyla yayıldı.
Yaşam belirtisi aramak için araçlar
Roverın, yaşanabilirliği aramak için birkaç aracı vardır. Bunlar arasında, su elementlerinden biri olan hidrojen atomlarıyla karşılaştığında yavaşlayacak olan nötronlar ile yüzeyi bombardıman eden bir deney vardır
Curiosity’nin 2 metrelik kolları yüzeyden numuneler alabilir ve onları içeride pişirebilir,çıkan gazları koklayıp kayaların ve toprakların nasıl oluştuğuna dair ipuçları bulmak için onları analiz eder.
Curiosity’nin Örnek Analiz aracı, eğer organik materyal kanıtı toplarsa, bunu iki kez kontrol edebilir. Curiosity’nin önünde, folyo kaplamasının altında, yapay organik bileşiklerle dolu bir çok seramik bloklar bulunmaktadır. Curiosity, bu blokların her birine delebilir ve bileşimini ölçmek için numuneyi fırına koyabilir.
Geziciyi çevreleyen yüksek çözünürlüklü kameralar, hareket ettikçe resimler çekerek dünyadaki yerlerle karşılaştırılabilecek görseller sağlar. Bu, Curiosity bir dere yatağının kanıtını bulduğunda kullanıldı.
2014 Eylül ayında Curiosity onun bilim hedefine ulaştı, NASA gidişatı gözden geçirdikten kısa bir süre sonra roverın daha az sürüş yapması ve yaşanabilir yerler için daha çok arama yapası gerektiğini söyledi. Artık yokuşta ilerlerken yokuştaki katmanları dikkatle değerlendiriyor. Amaç, Mars ikliminin ıslak bir geçmişten günümüzün kuru ve asidik koşullarına nasıl dönüştüğünü görmektir.
Yaşam için kanıt: Organik moleküller ve metan
Curiosity’nin baş görevi, Mars’ın yaşam için uygun olup olmadığını tespit etmektir. Canlı formu kendisi bulmak için tasarlanmamış olsa da, rover, çevreye ilişkin bilgileri geri getirebilecek bir dizi araç taşır.
Curiosity, 2013’ün başında Mars’ın geçmişte yaşanabilir koşullara sahip olduğunu gösteren bilgileri gönderdiğinde turnayı gözünden vurdu.
Curiosity’nin Mars’ta bulduğu “yapı taşları” olarak kabul edilen kükürt, azot, hidrojen, oksijen, fosfor ve karbon elementlerini veya yaşamı destekleyebilecek temel unsurları içeren numunelerden alınan toz, yaşamın kendisinin kanıtı olmasa da, buluntu görevinde yer alan bilim adamlarına hala heyecan veriyordu.
NASA’nın Mars Keşif Programı bilim insanı olan Michael Meyer, “Bu görev için temel bir soru, Mars’ın yaşanabilir bir ortamı destekleyip desteklemeyeceğidir.” Dedi. “Elde ettiğimiz bilgilere göre, cevap evet.”
Bilim adamları ayrıca, 2013 sonlarında ve 2014 başlarında Mars’ta metan düzeylerinde, milyarda 7 parça (her zamanki 0,3 ppb’den 0,8 ppb’ye kadar) büyük bir artış saptadılar. Bu kayda değer bir bulguydu, çünkü bazı durumlarda, metan mikrobiyal yaşamın bir göstergesidir. Ancak jeolojik süreçlere de işaret edebilir. 2016 yılında, ekip metan artışının mevsimsel bir olay olmadığını belirledi. Lakin metandaki daha küçük arka plan değişiklikleri mevsimlere bağlı olabilir.
Curiosity, aynı zamanda, Aralık 2014’te açıklandığı gibi, Mars’ta organiklerin ilk kesin tanımlamasını yaptı. Organikler, yaşamın yapı taşları olarak kabul edilir, ancak kimyasal tepkimelerle de yaratılabildikleri için yaşamın varlığına işaret etmezler.
O sıralarda NASA şöyle bir açıklama yaptı:“Ekip, Gale Krateri’nde yaşam olduğunu söyleyemese de, keşif, eski çevrenin, yaşam için bir yapı taşı ve yaşam için bir enerji kaynağı olarak kullanılmak üzere azaltılmış organik moleküller sunduğunu gösteriyor”.
2015 yılında Lunar ve Gezegen Bilim konferansında yayınlanan ilk sonuçlar, bilim adamlarının Curiosity roverın içinde saklanan Marslı örneklerde karmaşık organik moleküller bulunduğunu, ancak beklenmedik bir yöntem kullanıldığını gösterdi. 2018’de, Curiosity’nin çalışmasına dayanan sonuçlar, Mars’ta yaşamın mümkün olduğuna dair daha fazla kanıt ekledi. Bir çalışma, 3,5 milyar yıllık kayalarda daha fazla organik molekülün keşfini tarif ederken, diğeri atmosferdeki metan konsantrasyonlarının mevsimsel olarak değiştiğini gösterdi. (Mevsimsel değişiklikler, gazın canlı organizmalardan üretildiği anlamına gelebilir, ancak bunun henüz kesin bir kanıtı yoktur.)
Çevreyi kontrol etmek
Yaşanabilirlik için araştırmanın yanı sıra, Curiosity, çevre hakkında daha fazla bilgi edinmek için tasarlanan diğer araçlara sahiptir. Bu hedefler arasında, mekanın nihai bir insanlı görevler için ne kadar uygun olacağını belirlemek için sürekli bir hava durumu ve radyasyon gözlem kaydı olması gerekmektedir.
Curiosity Radyasyon Değerlendirme Dedektörü, yerdeki ve atmosferdeki radyasyonu ölçmek için saatte 15 dakika çalışır. Bazı bilim adamları, “ikincil ışınları” (atmosferdeki gaz moleküllerine çarptıktan sonra düşük enerjili parçacıklar oluşturabilen radyasyon) ölçmekle ilgilenirler. Bu işlem tarafından üretilen gama ışınları veya nötronlar, insanlar için risk oluşturabilir. Ek olarak, Curiosity’nin güvertesine sıkıştırılmış bir ultraviyole sensörü sürekli olarak radyasyonu kaydeder.
Aralık 2013’te, NASA, Curiosity tarafından ölçülen radyasyon seviyelerini, gelecekte mürettebatlı bir Mars misyonu için yönetilebilir hale getirdi. Curiosity’nin Radyasyon Değerlendirme Dedektörü’nün belirlediğine göre Mars’a giderken 180 gün, yüzeyde 500 gün ve geri dönerken 180 gün süren bir görev, 1.01 sievert (canlı dokunun maruz kaldığı radyasyonun etkisini gösteren “doz eşdeğeri”nin SI sistemindeki birimi) dozunu yaratacak. Avrupa Uzay Ajansı astronotlarının toplam yaşam süresi limiti, kişinin yaşamı boyunca ölümcül kanser riskinde yüzde 5’lik bir artışa sebep olan 1 sieverttir.
Rover Çevre İzleme İstasyonu rüzgarın hızını ölçer ve yönünü çizer, aynı zamanda çevredeki havadaki sıcaklığı ve nemi belirler. 2016 yılına gelindiğinde, bilim adamları atmosferdeki basınç ve hava nemindeki uzun vadeli eğilimleri görebildiler. Bu değişikliklerin bir kısmı, kışın kutuplarda oluşan karbon dioksit buzulların ilkbaharda erimesiyle ve çok miktarda nemi havaya boşaltmasıyla meydana gelir.
Haziran 2017’de NASA, Curiosity’nin hedefleri kendisinin seçmesine izin verecek yeni bir yazılım güncellemesi olduğunu duyurdu. Autonomous Exploration for Gathering Increased Science (AEGIS) olarak adlandırılan bu güncelleme, yapay zekânın uzak bir uzay aracında ilk kez konuşlandırılmasını temsil etti.
2018’in başlarında, Curiosity, Mars’taki eski göllerden oluşturulmuş kristallerin resimlerini gönderdi. Bu kristaller için birden fazla hipotez vardır, ancak bir olasılık, kristallerin buharlaşan bir su gölünden konsantre edilmiş tuzlardan oluşmuş olmasıdır.
Rover ile ilgili sorunlar
Curiosity’nin yüzeye inmesinden kısa bir süre sonra, MTBSTFA (N-metil-N-tert-butildimetilsilil-trifloroasetamid) sıvısı ile çalışılan bir “ıslak kimya” deneyinden gelen buharlar, bir gaz kokusu analiz cihazını kirletmiştir. Bilim adamları, toplanan örneklerin buharla reaksiyona girdiğinin farkında olduklarından, buharı analiz ettikten sonra organik maddeleri ayrıştırmak ve korumak için bir yol bulmak zorunda kaldılar..
Curiosity, iniş yaptıktan sadece 6 ay sonra roverı Dünya’yla ile iletişimini sonsuza kadar yitirmesine sebebiyet verebilecek tehlikeli bir bilgisayar aksaklığı yaşadı. 2016’da gerçekleşen bir başka aksaklıkta rover bilim çalışmasını durdurdu, kısa süre sonra görevine kaldığı yerden devam etti.
İnişten sonraki aylarda, rover tekerleklerinin beklenenden çok daha hızlı aşındığı açıklandı. 2014 yılına gelindiğinde, deliklerin oluşmasını yavaşlatmak üzere denetleyiciler roverı yönlendirdi. Temmuz 2014 tarihli bir röportajda, NASA’nın Pasadena’daki Jet Propulsion Laboratory’deki (JPL) Curiosity proje müdürü Jim Erickson, “Curiosity hasar görüyor. Bu, geçen yılın sonunda aldığımın sürprizdi.” dedi. “Biz hep olduğu gibi tekerleklerde yeni delikler oluşmasını bekliyorduk. Deliklerin bizim gördüğümüz büyüklükte kalması büyük sürpriz oldu.”
NASA, 2015 yılının Şubat ayında Mount Sharp’ta yeni bir sondaj tekniğine öncülük etti ve bazı bölgelerdeki yumuşak kayalarla çalışma gereksinimini daha düşük bir ayarda gerçekleştirmeye başladı. (Daha önce, bir kaya örneği matkapla delindikten sonra paramparça oldu.) Cruiosity’nin matkap ucundaki iki sabitleme direği ile bağlantılı bir motorun çalışmasını engelleyen mekanik bir sorun vardı. NASA birkaç alternatif sondaj tekniğini denedi ve 20 Mayıs 2018’de matkap, ilk örneklerini 18 aydan daha uzun bir sürede elde etti.
İlgili görevler ve gelecekteki görevler
Kızıl Gezegen’de Curiosity’nin tek başına çalışmadığı unutulmamalıdır. Birçok ülkenin uzay araçları ona eşlik eder, çoğu zaman bilim hedeflerine ulaşmak için işbirliği içinde çalışırlar. NASA’nın Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), yüzeyin yüksek çözünürlüklü görüntülerini sağlar. MAVEN adlı başka bir orbiter (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN mission) Mars atmosferini atmosferik kayıplar ve diğer ilginç olaylar açısından inceliyor. Diğer yörüngedeki görevler arasında Avrupa’nın Mars Express’i, Avrupa ExoMars Trace Gas Orbiter’i ve Hindistan’ın Mars Orbiting Mission’ı yer alıyor.
2018’in ortalarından itibaren, Curiosity, 2004’ten bu yana yüzeye dolanan Opportunity adlı başka bir NASA roverı ile birlikte yüzey üzerinde çalışıyor. Opportunity başlangıçta 90 günlük bir görev için tasarlandı, ancak Mars’ta 14 yıldan uzun bir süredir aktif olmaya devam ediyor. Ovaları ve iki büyük kraterleri keşfederken geçmiş su kanıtlarını da buldu. Odyssey isimli NASA roverı, Curiosity ve Opportunity için bir iletişim rölesi görevi görürken, aynı zamanda su buzu aramak gibi kendi bilimin görevini de gerçekleştirir.
NASA’nın InSight misyonu – Mars’ın iç kısmını araştırmak için tasarlanmış bir probe- 5 Mayıs 2018’de Kızıl Gezegen için fırlatıldı ve 26 Kasım 2018’de karaya iniş yaptı. Avrupa Uzay Ajansı’nın ExoMars gezgini 2020’de Mars’ta eski yaşamın kanıtlarını aramak için başlatılacak. Ve NASA, aynı zamanda, Curiosity’nin tasarımına dayanan Mars 2020 adında bir varis rover görevini de planlıyor. Ancak Mars 2020, eski yaşamı daha iyi anlamak için farklı aletler taşıyacak. Ayrıca önümüzdeki yıllarda olası bir dönüş görevi için umut verici örnekleri saklayacak.
NASA daha uzak bir gelecekte, Mars’ta insanlı bir misyondan söz etti – belki de 2030’larda. Ancak 2017’nin sonlarında Trump yönetimi, ajansı öncelikle insanları Ay’a geri göndermekle görevlendirdi. Onun yönetimi ayrıca Uluslararası Uzay İstasyonuna yönelik fonların, Deep Space Gateway olarak adlandırılan bir ay uzay istasyonu girişimi için bütçe odası yapmak üzere, 2025’te sona ermesini istedi.
Karanlık enerji, astronomların düşündüğünden de gizemli olabilir.
Bilim adamları ilk olarak, evrenin genişlemesinin hızlandığına dair şaşırtıcı keşfi açıklamak için bu görünmez gücün, yani karanlık enerjinin, varlığını öne sürdüler (Bu bulgu 2011’de üç araştırmacıya Nobel Fizik Ödülü kazandırdı).
Evrimin ve evrenin yapısını açıklamada en çok kullanılan astrofiziksel model karanlık enerjiyi sabit olarak kabul eder. Doğrusu birçok astronom karanlık enerjinin, Einstein’ın 1917’de genel görelilik teorisinin bir parçası olarak gösterdiği kozmolojik bir sabit olduğuna inanmaktadır.
Ancak kuasar olarak bilinen büyük ve parlak kara delikler üzerinde yapılan yeni bir araştırma, karanlık enerjinin kozmolojik sabit ya da herhangi bir sabit olduğu konusunda bir yanlış anlaşılma olabileceğini gösteriyor. Araştırma ekibi üyelerini söylediğine göre, bu güç 13,8 milyar yıl önce evrenin doğumundan bu yana değişmiş olabilir.
Floransa Üniversitesi’nden yazar Guido Risaliti, bir demecinde: “Büyük Patlama’dan sadece bir milyar yıl sonraki kuasarları gözlemledik ve evrenin genişleme hızının o zamandan bu zamana kadar sandığımızdan çok daha hızlı olduğunu tespit ettik. Bu, kozmos büyüdükçe karanlık enerjinin daha da güçleneceği anlamına gelebilir.” dedi.
Kuasarlar, galaksilerin kalbinde hızla büyüyen süper kütleli karadeliklerdir. Kuasarların inanılmaz parlaklığı -kuasarlar evrendeki en parlak nesnelerdir- karadeliklerin etrafında dönen malzeme disklerinden kaynaklanır. Bu hızla dönen diskler, yakındaki sıcak gaz bulutlarında elektronlara çarpan yüksek miktarda ultraviyole (UV) ışığı üretir. Bu tür etkileşimler, UV ışınımını X ışını seviyesine yükselterek yüksek enerjili ışığın birden fazla dalga boyunda güçlü bir parlama oluşturur.
Risaliti ve Durham Üniversitesi’nden Elisabetta Lusso’nun belirlediğine göre, bu iki ışık türü arasındaki ilişki bir kuasara olan mesafeyi ortaya çıkarabilir. Yeni çalışmada ikili, bu ilişkiyi yaklaşık 1600 kuasarda incelemiştir. Bunu yaparlarken kuasarların X ışını ışığını gözlemlemek için NASA’nın Chandra X-Işını Gözlemevi’ni ve Avrupa Uzay Ajansı’nın XMM-Newton Uzay Aracı’nı kullandılar; ayrıca nesnelerin UV ışığı çıkışını analiz etmek için yer tabanlı Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması’nı da çalışmalarına dahil ettiler.
Risaliti ve Lusso, birçok kuasarın inanılmaz derecede uzak olduğunu tespit etti. Örneğin bize en uzakta bulunan kuasar, Büyük Patlama’dan yalnızca 1,1 milyar yıl sonra kozmosa büyük miktarda ışık yaymaktaydı.
Evren’in genişleme oranı üzerine önceki çalışma -1990’ların sonunda karanlık enerji kavramını tanıtan çalışmalar da dahil olmak üzere- genellikle süpernova patlamalarının “standart mumlar” olarak gözlemlenmesine dayanıyordu. Araştırmacılar, gerçek parlaklığı bilinen bu nesnelere olan uzaklığı belirlediler ve ışıklarının ne kadar “kırmızıya kaydığını” analiz ederek (daha uzun dalga boyuna gererek) Dünya’ya göre ne kadar hızlı hareket ettiğini belirlediler.
Süpernovalar, daha güçlü ve etkileyici olsalar da kuasarlardan çok daha az parlaklığa sahiptirler ve bu sebeple çok uzaktan gözlemlenemezler. Bu nedenle bu yeni çalışma araştırmacılara daha geniş bir zaman diliminde evrenin genişlemesini belirlemek için kullanılabilecek “başka bir” standart mum veriyor.
Ancak yine de Risaliti ve Lusso bazı süpernova ölçümlerine de baktı.
Lusso, “Bu yeni bir teknik olduğundan, bu yöntemin bize güvenilir sonuçlar verdiğini göstermek için fazladan adımlar attık.” Dedi. “Tekniğimizden elde ettiğimiz sonuçlarla 9 milyar yıl önceki süpernovaların ölçümlerinden elde ettiğimiz sonuçların eşleştiğini gösterdik, bu da sonuçlarımızın önceki sonuçlarda bile inanılır olduğuna dair bize güven verdi.”
Chandra X-Işını Gözlemevi’nin görüntülediği, bir karadeliğin dönüş hızını hesaplayarak karanlık enerjiye dair bilgiler elde etmek için PSS 0955+5940 objesine ait kare. Telif: NASA/CXC/Univ. of Florence/G.Risaliti & E.Lusso
Yeni sonuçlar, nispeten yakınlardaki süpernovaların daha önceki gözlemleriyle tutarlı. Önceki çalışma, görünüşe göre erken evreninkine kıyasla (Büyük Patlama’dan kalan eski ışık, mikrodalga arkaplanın ölçümlerinden türetildiği gibi) açıkça hızlandırılmış bir genişleme oranı buldu.
Risaliti, “Bazı bilim insanları, karanlık enerjini gücünün artması olasılığını da içeren bu tutarsızlığı açıklamak için yeni bir fizik gerekebileceğini öne sürdüler. Yeni sonuçlarımız bu öneriyle aynı fikirde.” dedi.
Yeni çalışma 28 Ocak Pazartesi günü Nature Astronomy dergisinde çevrimiçi olarak yayınlandı. Çevrimiçi yayın sitesi arXiv.org’ta ücretsiz olarak okuyabilirsiniz.
İsveç Doğa Tarihi Müzesi’nden Jeremy Bellucci ve meslektaşları, neredeyse yarım asır önce Apollo astronotları tarafından Ay’ın yüzeyinden toplanan kaya örneklerinde sıra dışı bir bulguya rastladılar.
Bilim insanları, 1971 yılındaki Apollo 14 görevinde toplanan örnek 14321’in bir parçası üzerinde yaptıkları araştırma sonrası buna ulaştılar. Kapsamlı jeokimyasal analizlerinden sonra bu kaya parçasının yüksek ihtimalle Dünya menşeili olduğu sonucuna vardılar. Bu kaya parçasının 4 milyar yıl önceki göktaşı çarpması sırasında Dünya’dan ayrılıp uzaya fırladığı ve ardından da Ay’ın yüzeyine indiği düşünülüyor. Eğer bu çıkarımlar doğruysa, bu kaya parçası Dünya’da oluşup başka gezegensel cisimde bulunan ilk göktaşı olmakla kalmayıp Dünya’ya ait en eski kaya parçalarından biri olmuş olacak.
9 kilogramlık bu kaya parçası: örnek 14321 ,diğer adıyla “Büyük Bertha” ve kendisi Ay’dan Dünya’ya getirilen en büyük üçüncü örnek. Astronotlar Alan Shepard ve Ed Mitchell onu ikinci Apollo 14 ay yürüyüşleri esnasında Cone Krateri’nin kenarında buldular.
Bilim insanları bu olayın, Dünya’da olağanüstü asteroit çarpışmalarının olduğu, Geç Dönem Ağır Bombardıman zamanında gerçekleştiğini söylüyorlar. Bu kaya parçasının aynı zamanda Ay menşeili olabileceğini de göz önünde bulunduran bilim insanları, daha önce hiç bu kadar düşük sıcaklıklarda ve bu kadar yüksek oksijen içerikli bir Ay kayasının bulunmadığını belirtiyorlar. Eğer ki bu kaya parçası Ay’da oluştu ise Ay’ın veya en azından Ay’ın bir bölümünün, geçmişte düşünülenden daha Dünya benzeri ve su açısından zengin olduğu ortaya çıkıyor.
Bu olasılıkların her ikisi de Ian Crawford ve Dirk Schulze-Makuch tarafından ortaya atılan önceden Ay’ın yaşanabilir olduğu ve hatta bir süreliğine mikrop düzeyinde yaşam olduğu hipotezini destekliyor. Eğer 14321 numaralı örnek gerçekten Dünya’dan ise, bu olayın Ay’ın Dünya’ya 3 kat daha yakın olduğu zamanda gerçekleştiğini de gösterir. Kaya parçasının yolculuğu Dünya’da yaşam başladıktan sonra da gerçekleşmiş olabilir ki bu bize astrobiyolojinin en büyük gizemini çözmede yardımcı olabilir: Dünya’da hayat nerede ve ne zaman başladı?
Eğer ki bu parça Ay’da oluştuysa (ki bunun olasılığı düşük görünüyor) bu durum, Ay’da bir zamanlar yaşanılabilir bir bölge olduğu ihtimalini arttırır. Ay’da suyla dolu göletler ve onun içinde yaşayan, üreyen mikroplar gerçek olabilir o zaman.
Her iki olasılıktan çıkarabileceğimiz kesin bir şey varsa o da: Ay’ı sandığımız kadar iyi tanımadığımız gerçeğidir. Hâlâ çözülmeyi bekleyen birçok soru var ki bazı cevaplar evrendeki yaşam anlayışımızı derinden etkileyebilir.
Ay’a gidip daha çok örnek toplamanın zamanı geldi!
Merkür, Güneş’e en yakın gezegendir ve Güneş etrafında diğer gezegenlerden daha hızlı dönmesi sebebiyle adını Romalıların haberci tanrısı Merkür’den ( kendisinin hızlı hareket eden kanatlı sandaletleri vardır) almıştır.
Merkür’ün fiziksel özellikleri ve yapısı
Merkür, Güneş’e o kadar yakındır ki uzun gündüzlerde sıcaklık kurşunu eritecek kadar yükselip 430 °C’yi bulabilir. Ancak atmosfer tabakası ince olduğundan ısıyı hapsedemez ve geceleri sıcaklık -180 °C’ye düşer. Güneş sistemindeki başka hiçbir gezegende bu kadar sıcaklık farkı görülmez. Ayrıca çarpmaları durduracak bir atmosfer tabakasına sahip olmadığı için gezegenin yüzeyi çukurlarla kaplıdır.
Merkür’ün, Dünya’dakine benzer (ancak %1’i şiddetinde) bir manyetik alana sahip olduğunu belirlenmiştir. Bu bilgiden de çekirdeğinin genel yapısının Dünya’nınkine çok benzer olması gerektiği söylenebilir. Merkür’ün manyetik alanı, aynen Dünya’nın manyetik alanında olduğu gibi (ancak daha küçük ölçekte) gezegeni saran bir yapıya sahiptir ve Güneş rüzgarı ile etkileşir. Bu etkileşme sonucu gezegenin çevresinde manyetosfer tabakası oluşur ve bu tabaka Güneş rüzgarı parçacıklarının gezegene yaklaşmasını önler. Bu nedenle Dünya’nın çevresinde görülen Van Allen ışınım kuşaklarına benzer yapılar Merkür çevresinde görülmez.
Merkür bazı uydulardan küçük olmakla birlikte, Dünya hariç tüm gezegenlerden daha yoğundur. Merkür gibi küçük bir gezegenin bu kadar yoğun olmasının sebebi gerçekten büyük bir demir çekirdeğe sahip olmasıdır. Ayrıca bu küçük gezegen, soğuyan bir demir çekirdeği üzerinde bulunan tek bir kıtasal plakadan oluşur ve çekirdek soğudukça katılaşır. Bu da gezegenin hacmini azaltır ve küçülmesine neden olur. Merkür yeterince küçük değilmiş gibi bugün de küçülmeye devam ediyor. Bu yüzden de yüzeyi buruştu, bazıları yüzlerce mil uzunluğunda ve bir mile varan derinlikte yarık ve uçurumlar meydana geldi. Örnek olarak Merkür’ün “Great Valley”si Büyük Kanyon’dan daha büyük ve Afrika’nın doğusundaki Büyük Rift Vadisi’nden daha derindir.
Merkür; kendi çevresindeki bir turu yaklaşık 59 Dünya gününde, Güneş etrafındaki yörüngesini ise 88 günde tamamlar. Fakat Merkür’de gün doğumu ile gün batımı arasındaki süre olması gerekenden farklıdır. Çünkü Merkür, oluşumundan bu yana Güneş’in etkisi altında küresel yapıdan sapmış ve bir dönel elipsoid şeklini almıştır. Bu yüzden de Güneş kendine yakın olan kenarı daha büyük bir kuvvet ile çeker. Ancak yörüngesinin elips olması nedeniyle Merkür’ün uzun ekseni sadece enberi noktası (Güneş’e en yakın noktası) civarında tam olarak Güneş’e dönüktür. Güneş’in kendine yakın olan kenara uyguladığı çekim kuvveti artan uzaklıkla hızla zayıflar. Dolayısıyla enöte noktasına (Güneş’e en uzak noktası) yaklaştıkça gezegenin ekseni etrafında dönmesi daha baskın çıkar ve uzun eksen Güneş’ten sapar. Daha sonra uzun eksenin Güneş’e bakan noktasının ters tarafındaki nokta Güneş’e yaklaşmaya başlar. Azalan uzaklıkla Güneş’in bu nokta üzerindeki çekim etkisi artacağından uzun eksen tekrar Güneş’e doğru yönlenmeye zorlanır ve sonuçta enberi noktasına ulaştığında uzun eksen yine tam olarak Güneş’i göstermektedir. Ancak bir önceki enberi konumunda Güneş’e bakan yüzün tam tersi bu sefer Güneş’e bakmaktadır. Bu yüzden Merkür’de gün doğumu ile gün batımı arasındaki süre yaklaşık 88 Dünya günü ve iki gün doğumu arasındaki süre ise yaklaşık 176 Dünya günüdür.
Güneş sisteminde yer alan diğer gezegenlerin çekim etkisi sonucunda Merkür yörüngesinin yarı büyük ekseni, Güneş etrafında çok yavaş bir şekilde dönmektedir. Güneş merkezinden bakıldığında enberi noktasının yüzyılda 574″ doğuya doğru hareketi olarak kendini gösteren bu olaya Merkür’ün enberi noktasının presesyonu denir. Güneş sistemindeki diğer gezegenlerin yörüngelerinde bu etki daha küçük ölçekte gözlenmektedir. Bu etkinin varlığı uzun zamandan beri biliniyordu ve Newton çekim yasaları ile kolayca modellenebiliyordu. Ancak Merkür’de izlenen 574″ lik enberi presesyonunun tamamı başlangıçta Newton çekim yasaları ile açıklanamamıştır. Çünkü 43″ lik bir artma söz konusuydu. 19. yüzyılın ortalarında Le Verrier bu artık presesyonu açıklamak için Güneş’e Merkür’den daha yakın bir gezegenin var olabileceğini söylemiştir. Daha gözlenmeden “Vulkan” adı verilen bu gezegenin Güneş önünden geçişlerinin görülmesi gerekiyordu. Ancak bu geçiş hiçbir zaman gözlenemediği için böyle bir gezegenin olmadığı kesin olarak anlaşılmıştır. Daha sonraları Albert Einstein’ın ortaya attığı genel görelilik kuramı 43″ lik bu artık presesyonu başarıyla açıklamış ve de bu olayla birlikte kendini deneysel olarak test etme olanağı bulmuştur. Bu olayın sebebi, Merkür’ün Güneş’e çok yakın ve yörünge dış merkezliğinin göreli olarak büyük olmasıdır. Diğer gezegenler ve uydularda bu koşullar gerçekleşmediği için de artık presesyon olayı görülmemektedir.
Merkür’ün gözlenmesi ve araştırılması
Merkür gözlemlerine dair bilinen ilk kayıtlar eski Babil gök cismi kataloglarına (MUL.APİN tabletlerine) dayanır. Merkür çıplak gözle görülebilmesine rağmen bu o kadar da kolay görülmez. Çünkü Merkür Güneş’e çok yakın ve küçük olduğundan şafak ve alacakaranlık (Güneş’in parlaklığının Merkür’e gölge düşürmediği zamanlar) dışında doğrudan gözlemlemek zordur. Ancak gözlemciler her yüzyılda 13 kez olan Merkür’ün Güneş’in önünden geçişini izleyebilirler. Bu nadir geçişler 8 Mayıs ve 10 Kasım arasında birkaç gün içinde gerçekleşir. 21. yüzyılda Merkür’ün ilk geçişleri 7 Mayıs 2003, 8 Kasım 2006 ve 9 Mayıs 2016’da gerçekleşti. Bir sonraki ise 11 Kasım 2019’da gerçekleşecek.
Galileo Galilei, Merkür’ü teleskopla gözlemleyen ilk bilim insanıdır. 1631 yılında Pierre Gassendi, Merkür’ün Güneş’in önünden geçişini izlemek için teleskop kullandı. 1639 yılında ise Giovanni Zupi, gezegenin Ay’ınkilere benzeyen evreleri olduğunu keşfetti.
Araştırmacılar Merkür’e bir uzay aracı göndermek istiyordu ama bu kolay bir iş değildi . Çünkü bir uzay aracının Merkür’e ulaşmak için hızlı gitmesi ancak gezegene vardığında ise yörüngeye oturmak için Güneş’in aracı daha da hızlandırmaya çalışan kütle çekiminin etkisine girmeden yavaşlaması gereklidir. Üstelik Güneş’in çekimi Merkür yakınlarında o kadar kuvvetlidir ki gezegenin etrafındaki yörüngeler kararsızken Güneş’e bu denli yakın olmak uzay aracının sabit sıcaklıkta kalmasını zorlaştırır. Yine de bu zorlu işi başardılar. 1974 yılında Merkür’ün araştırılması için ilk uzay aracı gönderildi. Bu aracın ismi Mariner 10’du ve bu araç gezegenin yüzeyinin yaklaşık yüzde 45’ini görüntülemiştir. Ayrıca Merkür’ün manyetik alanı oluğunu göstermiştir.
Merkür’ü ziyaret eden ikinci uzay aracı MESSENGER’dı (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging). MESSENGER, 2004 yılında fırlatıldı ama Merkür’ün yörüngesine varması 6 yıldan fazla sürdü ve 2011 yılında Merkür’ün yörüngesine oturan ilk uzay aracı oldu. Gezegenin büyük kısmının renkli haritasını çıkardı ve atmosferle manyetosfer tabakalarını inceledi. 2015’te MESSENGER’ın yakıtı bittikten sonra görevi sonlandırıldı. Daha sonra kasıtlı olarak gezegenin yüzeyine düşmesi sağlandı.
Geçtiğimiz Ekim 2018’de ise Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ile Japon Uzay Ajansı (Jaxa), Merkür’ün keşfine devam edilmesi için BepiColombo adlı aracı uzaya fırlattılar. Uzay aracının 2025’te Merkür’ün yörüngesine girmesi bekleniyor.
Mars gezegeni bir asırdan fazla bir süredir bilim insanlarını büyüledi. Bugün, Dünya’dan 100 kat daha ince bir karbondioksit atmosferine sahip soğuk bir çöl dünyası. Ancak kanıtlar, güneş sistemimizin ilk tarihlerinde Mars’ın bir okyanusun suyuna sahip olduğunu gösteriyor. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu gezegenin ıslaktan kuru hale geçişini ve bunun geçmiş ve şimdiki yaşanılabilirliği hakkında ne anlama geldiğini öğrenmek için çalışacaktır.
Mars, Washington, DC’deki Astronomi Araştırmaları Üniversiteler Birliği’nin (AURA) gezegen astronomu ve genel başkan yardımcısı Heidi Hammel tarafından yönetilen Garantili Zaman Gözlem (GTO) projesinin bir parçası olarak hedeflenecek. GTO programı, Webb’in bilim yeteneklerini geliştirmek için NASA ile birlikte çalışan bilim adamlarına geliştirme aşaması boyunca zaman sağlayacak. Hammel, 2003 yılında NASA tarafından JWST Disiplinlerarası Bilim İnsanı olarak seçildi. Mars, Döngü 1 olarak bilinen ilk işletme yılı boyunca Mayıs-Eylül 2020 arasında Webb’e görünecek.
Hammel, “Webb, Mars atmosferindeki son derece ilginç kimya ölçümlerini geri getirecek” dedi. “Ve en önemlisi, bu Mars verileri, gelecek dönemlerde Webb ile daha detaylı Mars gözlemleri planlamalarını sağlamak için gezegensel topluluğa hemen sunulacak.”
NASA’nın Washington’daki DCA Genel Merkezi Planet Bilimleri Bölümü direktörü Jim Green, “Hepimiz Webb’in Mars gözlemlerini dört gözle bekliyoruz. Sadece bu gözlemlerin olağanüstü bilimsel keşif potansiyeli ile fantastik olacağını biliyorum.” dedi.
Webb’in avantajları ve zorlukları
Mars, güneş sistemimizdeki diğer gezegenlerden daha fazla misyon tarafından ziyaret edildi. Şu anda altı aktif uzay aracı tarafından yörüngede iken, iki gezici yüzeyinde gezer. Webb bu yakın misyonları tamamlayan çeşitli yetenekler sunuyor.
Bir anahtar özellik, Webb’in Mars’ın tüm diskini tek seferde ve anlık olarak çekebilmesidir. Buna karşın, yörünge uyduları tam bir harita oluşturmak için zaman ayırırlar ve bu nedenle günlük değişkenlikten etkilenebilirler, geziciler ise yalnızca bir yeri ölçebilir. Webb ayrıca mükemmel spektral çözünürlükten (ışığın dalga boylarındaki küçük farklılıkları ölçebilme yeteneği) ve Dünya’dan ölçümler yapılmasına engel olacak rahatsız edici bir atmosferi olmamasından faydalanır.
Bununla birlikte, Mars’ı Webb ile gözlemlemek kolay olmayacak. NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Geronimo Villanueva, “Webb, son derece soluk ve uzak hedefleri saptayabilecek şekilde tasarlandı, ancak Mars parlak ve yakın.” Sonuç olarak, gözlemler, Webb’in hassas enstrümanlarını ışıkla mahvetmemek için özenle tasarlanacaktır.
Webb ile güneş sistemi programını koordine eden Stefanie Milam, “Çok önemli bir şekilde, Mars’ın gözlemleri, güneş sistemimizi araştırırken kilit öneme sahip olan, gökyüzünde hareket eden nesneleri izleme konusundaki Webb’in yeteneklerini de test edecek” dedi.
Su ve metan
Bir zamanlar Mars yüzeyinde bulunan suyun çoğu, güneşten gelen su moleküllerini ayıran ultraviyole ışığından dolayı zamanla kaybedildi. Araştırmacılar, Mars atmosferindeki iki hafif su türünün bolluğunu ölçerek ne kadar suyun kaybolduğunu tahmin edebilirler – normal su (H2O) ve ağır su (HDO). Zaman içinde daha hafif olan hidrojen kaçışının H2O’nun HDO’ya oranında yol açtığı çarpıklık uzaya ne kadar su kaçtığını gösterir. Webb bu oranı farklı zamanlarda, mevsimlerde ve yerlerde ölçebilecek.
“Webb sayesinde H2O’nun HDO’ya oranının Mars’ta gerçek anlamda ne kadar kaybedildiğini belirleyip doğru bir ölçüm elde edebiliyoruz. Suyun nasıl polar buz, atmosfer ve toprak ile yer değiştirdiğini de tespit edebiliyoruz. “dedi Villanueva.
Mars’taki suyun çoğu buzla sınırlı kalsa da, yeraltı akiferlerinde bir miktar sıvı su bulunma olasılığı devam etmektedir. Bu potansiyel rezervuarlar bile hayata ev sahipliği yapabilir. Bu ilginç fikir 2003’te, gökbilimciler Mars atmosferinde metan tespit ettiğinde bir destek aldı. Jeolojik işlemlerden de gelmesine rağmen metan, bakteri tarafından üretilebilir. Webb’in verileri bu metan eriklerinin kökeni için yeni ipuçları sağlayabilir.
James Webb Uzay Teleskobu, gelecek on yılın dünyanın önde gelen kızılötesi uzay gözlemevidir. Webb güneş sistemimizin gizemlerini çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyaların ötesine bakacak ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve içindeki yerimizi sorgulayacaktır. Webb, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Kanada Uzay Ajansı (CSA) ortaklığı ile NASA liderliğindeki uluslararası bir programdır.
Oumuamua, 19 Ekim 2017’de Hawaii Üniversitesi’nin Pan-STARRS1 teleskobu ile keşfedildi. Keşfini takip eden haftalarda Oumuamua’yı gözlemleyen teleskoplardan biri de NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu’ydu.
Eylül’ün başlarında Oumuamua Dünya’ya en yakın konumdayken Spitzer’in onu algılayamaması, nesnenin büyüklüğüyle alakalı yeni bir üst sınır koyuyor.
Oumuamua’da geçen yıl meydana gelen hafif hız ve yön değişikliklerinden gaz çıkışının sorumlu olduğunu öne süren araştırma raporu ile yeni boyut sınırı tutarlıdır. Çıkan gazın, nesneyi hareket ettiren küçük bir itici gibi davranması, bunun kuyruklu yıldıza benzer bir şekilde donmuş gazlardan oluştuğunu gösterdi.
Oumuamua, Güneş sistemindeki olağan kuyruklu yıldızlardan küçüktür. Birden fazla yeryüzü teleskobu ve NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan detaylı gözlemler, Oumuamua’nın yüzeyinden yansıyan Güneş ışınlarından hareketle, nesnenin maksimum uzunluğunun 2,600 feet (800 metre) olduğunu gösteriyor.
Oumuamua‘ nın Spitzer’in tespit etmesi için çok ufak olduğu gerçeği, nesnenin toplam yüzey alanı üzerinde bir sınır oluşturur. Bununla birlikte, daha kolay algılayabilmek için boyut sınırları, küresel olsaydı Oumuamua‘nın çapı ne olurdu diye sunulur. Boyutları algılamak için kızılötesi ve sıcaklık verilerini kullanan Spitzer’in ölçümlerine göre Oumuamua‘nın küresel çapı ‘1,440 feet (440 metre), 460 feet (140 metre) veya belki de 320 feet (100 metre) kadar küçük olabilir.
Yeni çalışma, Oumuamua‘nın güneş sistemimizde yer alan kuyruklu yıldızlardan 10 kat daha fazla yansıtıcı olabileceğini öne sürüyor. Kızılötesi ışık büyük ölçüde “sıcak” nesneler tarafından üretilen ısı radyasyonu olduğu için, bir kuyruklu yıldız veya asteroidin sıcaklığını belirlemek için hatta nesnenin yüzeyinin yansıtıcılığını(albedo) belirlemek için kullanılabilir. Güneş ışığındaki koyu bir tişört, hafif bir ışığa göre daha hızlı ısınırken, düşük yansıtıcılığa sahip bir nesne, yüksek yansıtıcılığa sahip bir nesneden daha fazla ısıyı korur. Yani daha düşük bir sıcaklık daha yüksek albedo anlamına gelir.
Bir kuyrukluyıldızın albedosu ömrü boyunca değişebilir. Güneş’e yaklaştığında, bir kuyruklu yıldızın buzu ısınır ve doğrudan gaza dönüşür, kuyrukluyıldızın yüzeyinin tozu gider ve daha yansıtıcı buz açığa çıkar. Oumuamua, yüzeyini yenileyebilecek herhangi bir yıldızdan uzak, milyonlarca yıl boyunca yıldızlararası uzayda seyahat ediyordu. Ancak, keşfinden beş hafta önce, Güneş’e son derece yakın bir konuma geldiğinde, yüzeyi bu tür bir “gazdan arındırma” ile yenilenmiş olabilir. Toz ve kiri temizlemenin yanı sıra, açığa çıkan gazın bir kısmı, Oumuamua‘ nın yüzeyini yansıtıcı bir buz ve kar tabakası ile kaplanmış olabilir.
Oumuamua güneş sistemimizden çıkış yolunda ve mevcut herhangi bir teleskobun ulaşabileceğinin çok ötesinde. “Genellikle, bir kuyruklu yıldızdan bir ölçüm elde edersek geri dönüp ne gördüğümüzü anlayana kadar tekrar ölçeriz” diyor JPL’deki Yakın Dünya Nesneleri Araştırma Merkezi’nden (CNEOS) Davide Farnocchia ve şunu ekliyor: “Ama bu sonsuza dek yok oldu, biz muhtemelen öğrenebileceğimiz kadarın tamamını biliyoruz.”
