Big Bang’dan sonra yaşanan en büyük patlama bilim insanları tarafından keşfedildi. Bu eşi olmayan patlama, 390 milyon ışık yılı uzaklıktaki Ophiuchus galaksi kümesinin merkezindeki süper kütleli kara delikte meydana geldi ve kendisinden önceki rekor patlamadan 5 kat daha fazla enerji saldı.
Bu patlama o kadar güçlüydü ki kara deliğin etrafını saran sıcak plazmada bir oyuk açmayı başardı. Washington DC’de Birleşik Devletler Deniz Araştırma Laboratuvarı’nda çalışan ve bu konuda başyazar olan Simona Giacintucci “Bu patlama bir bakımdan 1980’de St. Helens Dağı’nda meydana gelen yanardağ patlamasının dağın tepesini parçalamasına benziyor. Buradaki temel fark patlamanın ‘kraterine’ on beş tane Samanyolu Gökadası’nı sığdırabiliriz’’ dedi.
Astronomlar bu keşfi NASA’nın Candra X-ışını Gözlemevi, ESA’nın XMM-Newton X-ışını Teleskobu, Avustralya’daki Murchison Widefield Array (MWA) ve Hindistan’daki Giant Metrewave Radyo Teleskobu (GMRT) aracılığıyla elde edilen X-ışını ve Radyo dalgaboyu verilerini kullanarak yaptılar.
2016’da Chandra’da yapılan gözlemler sonucu elde edilen veriler bu devasa patlamanın ipuçlarını ortaya çıkarmıştı. Norber Werner ve ekibi Chandra’nın çektiği fotoğraflardaki yıldız kümesinde alışılmadık bir kavisli kenarın bulunduğunu keşfettiler ve bu kısmın süper kütleli kara delikteki jet patlamaları[1] sonucu oluşup oluşmadığını araştırmaya başladılar. Fakat bu olasılığı yok saydılar çünkü kara deliğin böyle bir oyuğu oluşturması için çok büyük miktarda enerji gerekirdi.
Simona Giacintucci ve ekibi yaptığı son çalışma ile bu devasa patlamanın ‘’gerçekten’’ yaşandığını kanıtladı. Giacintucci ve ekibi öncelikle bu kavisli kenarın XMM-Newton’la da saptandığını gösterdi ve böylelikle Chandra gözlemlerini doğruladı. Ekibin en önemli adımı ise bu kavisli kenarın aslında oyuğun ‘’duvarının’’ parçası olduğunu MWA ve GMRT arşivlerindeki yeni radyo verilerini kullanarak göstermeleriydi. Bu duvarlar radyo ışımalarıyla dolu bir alan oluşturuyorlardı. Bu ışıma ise ışık hızına yakın bir hızda hareket eden elektronlar tarafından oluşturuluyordu. Bu karadelik patlamasının şu ana kadar sona erdiği tahmin ediliyor çünkü bilim insanları elde ettikleri radyo verilerinde yeni oluşan jetlerin izlerine rastlamıyor. Chandra verileri bize bu ani kesilişin sebebini açıklayabiliyor. Bu veriler bize X-ışınları sayesinde görülen en yoğun ve soğuk gazın şu anda merkez gökadadan farklı bir konumda bulunduğunu gösteriyor
Koronavirüs, COVID-19, tüm dünyaya yayılırken böyle bir virüsün uzayda yayılması durumunda neler olabileceğini düşünmek ilginç olabilir.
Tarih boyunca uzayda hasta olan astronot sayısı oldukça azdır. NASA’nın Uzay Mekiği programında altı kez cerrah olarak görev yapmış, günümüzde ise Baylor Tıp Fakültesi Uzay Tıp Merkezi’nde nöroloji ve uzay tıbbı alanında doçent olan Jonathan Clark, Space.com’a verdiği demeçte Dünya’dan çok uzaklarda süzülüren astronotların üst solunum yolu enfeksiyonlarına (ÜSYE) veya soğuk algınlığına, idrar yolu enfeksiyonlarına ve cilt enfeksiyonlarına katlandıklarını belirtti.
1968’deki Apollo 7 görevi sırasında mürettebat uzayda soğuk algınlığına yakalanmış ve Clark’a göre bunun “önemli bir etkisi” olmuş. Büyük ihtimalle Komutan Wally Schirra, mekiğe hafif bir soğuk algınlığı varken gelmiş ve hastalığı mürettebatın geri kalanına bulaştırmış. Clark, astronotların ellerindeki bütün ilaç ve peçeteleri bitirdiklerini ve atmosfere geri giriş yaparken kasklarını giymeyi reddettiklerini söylüyor.
Hep birlikte soğuk algınlığı geçiren Apollo 8 ve Apollo 9’daki astronotlar da benzer zorluklar yaşamış. NASA, bu görevlerin ardından mürettebatın sağlığını ve güvenliğini sağlamak için diğer insanlarla sınırlı ve kontrollü temas gerektiren bir uçuş öncesi karantina uygulamasına geçmiş.
Peki uzay uçuşunun ilk günlerinden ve bu uzay hastalıkları vakalarının ilk günlerinden beri işler nasıl değişti? Astronotların bir gün potansiyel olarak daha zorlu dünya dışı ortamlarda daha ciddi hastalıklarla mücadele etmesi gerekebilir mi?
Hastalıkların uzaydaki farkı
Tıbbi acil durumlar söz konusu olduğunda, astronotlar şimdiye kadar Dünya-uzay iletişiminde artan imkanlar sayesinde tıbbi yardıma uzaktan erişebildiler. Hatta dünyadaki tıp uzmanları bir keresinde uzay istasyonunda kan pıhtısı sorunu yaşayan bir astronota bile yardım etmeyi başardılar.
Bununla birlikte, insanlar uzaya gittiğinde enfeksiyonların yayılma yollarıyla virüslerin ve hastalıkların vücutta davranış şekilleri değişime uğrar. Fırlatmanın fiziksel etkilerinden Dünya’nın yer çekiminin olmadığı kapalı bir ortamda yaşamaya kadar pek çok etkenden dolayı soğuk algınlığı gibi “sıradan” hastalıklar bile astronotlar için oldukça farklı görünebilir.
Uzay uçuşu, insan vücudunda bilim insanlarının hala tam olarak anlamaya çalıştığı bazı garip değişimlere sebep olur. Akla ilk gelen örneklerden birisi olarak fiziksel açıdan çok zorlayıcı bir eylem olan Dünya’dan roketle fırlatılmayı verebiliriz. Fırlatma, hareket hastalığına neden olabilir, uzamsal yönelim ve koordinasyonu etkileyebilir. Uzaya çıktıktan sonra stres hormonu seviyelerindeki değişiklikler ve uzay uçuşunun diğer fiziksel yansımaları bağışıklık sistemimizde değişikliklere neden olur. Dünya’da “iyi bir bağışıklık sistemine” sahip olmaya alışık bir astronot, uzaydayken hastalıklara ve hatta alerjik reaksiyonlara daha duyarlı olabilir.
Clark’ın açıkladığı gibi, grip ve hatta koronavirüs gibi virüsler de Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki gibi bir mikro yer çekimi ortamında daha kolay bulaşabilir. “Yer çekiminin olmaması parçacıkların çökmesini engeller, böylece parçacıklar havada asılı kalırlar ve daha kolay bulaşabilirler. Bunu önlemek için bölmeler havalandırılır ve HEPA filtreleri parçacıkları ortamdan uzaklaştırır.”
Ek olarak, bilim insanları “uyuyan” virüslerin uzay uçuşunun oluşturduğu koşullara tepki verdiğini ve herpes simpleks gibi virüslerin uzay uçuşu sırasında yeniden aktifleştiğini veya “uyandığını” buldular. Ayrıca Clark’ın dediği gibi, devam eden çalışmalar uzayda artan bakteriyel virülansın (mikroorganizmaların hastalığa neden olma yeteneği) antibiyotik tedavilerinin etkisini azaltabileceğini gösteriyor.
Clark, sözlerine “Aynı Dünya’daki viral salgınlarda olduğu gibi, bu durumda da viral yayılmayı önlemek için kullanılabilecek antiviral ilaçlar var. Ayrıca, gezegensel görevler söz konusu olduğunda mürettebat, tıpkı Ay’dan dönen ilk görevlerdeki mürettebata yapıldığı gibi, Dünya’ya döndükten sonra izole edilirdi, ” şeklinde devam etti.
Peki astronotlar ne yapardı?
İster uzay istasyonundaki kapalı alanda ya da gelecekteki Ay veya Mars habitatlarında olsun, salgın hastalıklar önceki nesillerin astronotlarında olduğu gibi gelecekteki astronotlar için de çok gerçek tehditler oluşturacaktır.
Peki, bizler COVID-19 olarak bilinen koronavirüs hastalığının dünyaya yayılmasını en iyi nasıl durduracağımızı bulmak için debelenirken astronotlar uzayda ne yapardı? Belirttiğimiz gibi, bu tür virüslerin uzayda daha kolay yayılabileceğini ve tedavilerin daha farklı şekillerde işleyebileceğini biliyoruz. Uzayda hasta bir astronotu karantinaya almanın ek zorlukları olsa da, Clark bunun muhtemelen uygulanacak prosedürlerden biri olacağını öne sürüyor.
Clark, “Dar alanlarda karantina uygulamak zordur, fakat ÜSYE hastası bir astronot, hastalık belirtisi gösterdiği sürece uyuduğu yerde izole edilirdi. Hastalığın yayılmaması için maske takardı ve uygun tedaviye karar verebilmek için gerekli tahliller yapılırdı,” diye belirtti.
Astronotların uzay istasyonunda karantinaya alınması gerekmesi durumunda, ISS’in ABD bölümünde HEPA filtrelerinin olduğunu, ayrıca bütün yüzeylerin düzenli olarak temizlendiğinin yanı sıra mikrobiyal izleme yapıldığını da sözlerine ekledi.
Bununla birlikte, gelecekteki Ay veya Mars habitatlarında bir salgın söz konusu olması halinde tam olarak ne olabileceğini söylemek şu an için imkansız, çünkü henüz Ay’a geri dönmüş veya Mars’a insanlı bir görev göndermiş değiliz. Ancak, Clark’ın önerilerini ve Apollo döneminin tarihsel örneklerini göz önünde bulunduracak olursak, astronotlar da büyük olasılıkla karantina gibi Dünya’da aldıklarımıza benzer önlemler alırlardı demek mümkün.
15 Şubat tarihinde Catalina Sky Survey(CSS) astronomları Kacper Wierzchos ve Teddy Pruyne Dünya’ya ait yeni bir uydu keşfettiler. 2020 CD3 olarak bilinen ve Dünya’dan 300,000 kilometre uzakta olan bu yeni uydunun parlaklığı ise 20. kadirden bir yıldız kadar. Elde edilen parlaklık ve uzaklık bilgilerinden yararlanan astronomlar uydunun çapını 2-3.5 metre olarak hesapladılar, yani tıpkı bir fil kadar!
Lemmon Dağı’nın zirvesinde bulunan Catalina Survey Teleskobu’yla yapılan gözlemler ve Amerika ile Avrupa’da bulunan gözlem evlerinde yapılan ölçümlerden sonra asteroitin Güneş’in etrafında dönmediği anlaşıldı. Aksine, asteroit Dünya’nın etrafında dönüyor, fakat bu sadece geçici bir süreliğine. Asteroitin yörüngesi üzerindeki geriye dönük çalışmalar sonucunda astronomlar, 2016 veya 2017’de Dünya’nın kütle çekiminin uyduyu etkisi altına aldığı sonucuna ulaştılar. Bu etki sonrası artık geçici bir minik uydumuz olmuştu.
Bu uzay taşının, gezegenimizin kütle çekimine yakalanışında önemli olan iki faktör: Dünya’dan görece yavaş hareket etmesi ve Güneş’ten sadece biraz uzak bir yörüngede dolanması. Uzun bir süre boyunca tespit edilememesinin sebebi ise çok küçük ve sönük oluşuna ek olarak Dünya etrafında değişen eksantriklikte ve değişen eğimlerde dönmesiydi.
Ard arda çekilen bu 4 karede, 2020 CD3’ün izlediği rotayı ve Dünya’nın kütleçekim etkisiyle nasıl kıvrıldığını görebilirsiniz.
Görünen o ki, bir süreliğine Dünya da Mars gibi iki uyduya sahip olacak; fakat yeni uydumuza yaptığımız ev sahipliği kısa sürecek. Gezegenimiz bu ziyaretçi uyduyu Nisan civarlarında serbest bırakacak. Uydumuz normal yörüngesine dönerken Dünya da eski tek uydulu hayatına dönecek.
Keşfin ilk zamanlarında asteroitin bir roket ek motoru olduğuna dair şüpheler yörünge bilgisinin ve spektrumunun ayrıntılı analizi sonucunda açıklığa kavuştu. Bu analizler sonucunda minik uydumuzun Güneş radyasyonu kaynaklı basınçtan az miktarda etkilendiği bulunmuştur. Böyle bir sonuca ulaşabilmemiz için incelediğimiz objenin büyük bir uzay çöpü değil de yoğun ve kayaç bir parça olması gerekiyordu.
Dünya’ya yaklaşan her asteroit için küçük de olsa bir çarpışma ihtimali vardır. Neyse ki şu sıralar böyle bir şeyin yaşanmayacağını söyleyebiliriz. Minik uydumuzun önümüzdeki iki ay içinde Güneş-Ay ikili sisteminden çıkarak tekrar Güneş etrafında bir yörüngeye girmesi sürecinde böyle bir çarpışma tehlikesi bulunmuyor.
Jet Propulsion Laboratuvarının Sentry projesindeki bir analiz, önümüzdeki yüzyıl için çarpışma olasılığını %3 olarak açıklamıştır. Muhtemelen, tıpkı Dünya’ya yaklaşan diğer asteroitlerde olduğu gibi, asteroitin yörüngesi üzerinde yapılacak olan yeni gözlemler çarpışma tehditinin daha az olduğunu gösterecektir.
Gelecekte 2020 CD3 ile gezegenimiz arasında ne olacağı sadece tahminlerden ibaret. İhtimaller arasında asteroitin Dünya’nın kütle çekimine yeniden yakalanması ve serbest kalması var. Ya da belki de bir çarpışma! Merak etmeyin, eğer Dünya’ya çarparsa bundan zarar görmeyeceğiz. Ziyaretçi uydumuz boyutundaki asteroitler genellikle atmosfere giriş yaptıkları zaman küçük parçalara ayrılırlar. Elimizdeki en kötü senaryo, asteroitin küçük bir meteorit olarak yeryüzüne inmesi.
Aslına bakılırsa, 2020 CD3 Dünya’nın ilk minik uydusu değil. 2006 yılında Catalina Sky Survey astronomu Eric Christensen 2006 RH120 uydusunu keşfetmişti. O da tıpkı 2020 CD3 gibi gezegenimizin kütle çekimine yakalanmıştı. Neredeyse bir yıllık bu yakalanıştan sonra yollarımız ayrıldı.
2006 RH120 ve 2020 CD3 gezegenimizin ilk yıllarından itibaren kütle çekimi tarafından yakalanan ve bırakılan minik uyduların sadece küçük bir kısmını temsil ediyor. Bazı astronomlar 9 Şubat 1913 yılında gerçekleşen büyük göktaşı yağmurunun, Saskatchewan’dan Bermuda’ya kadar görülebilen bir göktaşı geçişi, eski bir minik uydunun parçalanışı sonucu gerçekleştiğinden şüpheleniyor.
Umuyoruz ki bu iki minik uydu hakkında gelecekte yapılacak olan çalışmalar bizlere daha çok şey gösterecek. Belki de bir sonraki uydu ile yolumuz kesiştiği zaman sadece bu uyduya adanmış bir uzay göreviyle onu tespit edebilecek ve üzerinde ölçümler yapıp örnekler toplayabileceğiz. Sonuçta ona ulaşmak için fazla yol gitmemize gerek olmayacak.
Eğlenceli bir kısım olarak amatör astronom David Branchflower insanların uydumuz için en sevdikleri ismi oylamaları amacıyla bir anket düzenledi. 464 kişinin katıldığı bu ankette en çok sevilen isim ‘’Mini-Moo’’ olurken onu ikinci sırada “Moon 2” takip etti.
2020 CD3, bu ay itibariyle Çoban takımyıldızının önünden geçerken hızlıca sönükleşiyor (23 kadir). 11-12 Mart tarihlerinde şişkin ay (ya da Moon 1 mi demeliydik) uzaktan da olsa küçük kardeşi ile aynı yerde, Başak takımyıldızının 40 derece güneyinde, olacak. Gezegenimizin bu ziyaretçi uydusu gözlerimizi kamaştıracak kadar veya romantik şiirlere ilham verecek kadar parlak olmayabilir, ama en azından bir an için yukarı bakıp orada iki tane uydunun olduğunu hayal edebiliriz. Tabii bunun için fazla zamanımız yok, çabuk olmalıyız!
Dünya’nın uydusu Ay’ı nasıl elde ettiği uzun zamandır tartışılan bir soru. Ay’ın vaktiyle Dünya ile Theia adı verilen kayalık bir cismin çarpışmalarından ortaya çıktığını savunan dev çarpışma teorisi ise olası açıklamalar arasında en öne çıkan aday. Ancak bunun nasıl gerçekleştiğine dair ayrıntılar belirsiz ve bilim insanlarının hala açıklayamadıkları birçok gözlem var.
Çarpışmaya dair en büyük gizemlerden birisi Ay’ın neden Theia’dan ziyade Dünya’nın neredeyse tıpatıp aynısı olduğuydu. Şimdi ise Nature Geoscience’da yayınlanan yeni bir çalışma geçmişe ışık tutuyor.
Dev çarpışma teorisine göre, Theia kabaca Mars büyüklüğünde veya biraz daha ufak, Dünya’nın çapının yarısı kadar bir cisimdi ve 4,5 milyar yıl önce henüz gelişmekte olan Dünya’ya çarptı. Bu çarpışma sonucunda magma okyanuslarını oluşturmak için yeterli miktarda ısı ortaya çıktı ve Dünya’nın yörüngesine ileride Ay’a dönüşecek olan çok fazla toz ve döküntü püskürdü.
Teori, Dünya ve Ay’ın birbirleri etrafında dönme şeklini ve hızını açıklıyor. Dünya ve Ay gelgitsel şekilde birbirlerine kilitliler, yani Dünya’nın etrafında dönerken Ay’ın hep aynı yüzü ona dönük oluyor. Zaten bu nedenle Çinlilerin Chang’e 4 adlı uzay araçlarını 2019’da Ay’ın karanlık yüzüne indirmeleri çok büyük bir başarıydı. Ay’ın bu yüzüyle Dünya’dan direkt iletişim kurmak asla mümkün değildir.
Ay ve Dünya’nın kompozisyonları neredeyse aynıdır. En önemli farklılıklar Ay’da demirin ve su üretmek için gerekli olan hidrojen gibi daha hafif elementlerin daha az miktarda var olması. Dev çarpışma teorisi bunun nedenini açıklıyor. Ağır demir elementi Dünya üzerinde kalırdı, çarpışma ve uzaya fırlatma sırasında üretilen ısı ise hafif elementleri kaynatırken, Dünya ve Theia’nın geri kalanı birbirine karışırdı.
Ay’ın oluşumuna yol açan olaylar, bilgisayar modelleriyle yeniden canlandırıldı. Tüm gözlemlere en iyi şekilde uyan modeller, Ay’ın yaklaşık %80 oranında Theia kökenli malzemeden oluşması gerektiğini gösteriyor. Öyleyse Ay neden bu kadar çok Dünya’ya benziyor?
Bu durum Theia ve Dünya’nın başlangıçta aynı bileşime sahip olmasıyla açıklanabilir. Fakat bu çok olası görünmüyor, çünkü Güneş sistemimizdeki bildiğimiz bütün gezegenlerin kendilerine has bileşimleri var ve cismin Güneş’ten ne kadar uzakta oluştuğuna bağlı olarak küçük farklılıklar gösteriyorlar.
Başka bir açıklama, iki cismin birbirine karışmasının beklenenden çok daha yoğun olması ve böylece Ay’da Theia’nın imzasının daha silik olarak kalması. Ancak bu durum da gerçekte olandan çok daha şiddetli bir çarpışma gerektireceği için olası değil.
Yeni çalışma, bu ikilemi Dünya’nın ve Ay’ın daha önce düşünüldüğü kadar birbirine benzemediğini göstererek çözüyor. Araştırmacılar, Apollo astronotlarının Ay’dan getirdikleri taşlardaki oksijen elementinin izotoplarının dağılımını çok yüksek bir hassasiyetle incelediler. Kimyada, herhangi bir elementin atom çekirdeği, protonlar ve nötronlar olarak bilinen parçacıklardan oluşur. Bir elementin izotoplarının çekirdeğinde aynı sayıda proton vardır, ancak nötron sayısı farklıdır. Bu durumda, sekiz protonu ve on nötronu olan oksijen izotopu O-18, sekiz protonu ve sekiz nötronu ile çok daha yaygın O-16’dan biraz daha ağırdır.
Çalışma, Dünya ve Ay’ın oksijen izotop bileşimlerinin aslında hiç de aynı olmadığını, yani arada küçük bir fark olduğunu gösteriyor. Dahası, Ay yüzeyinden veya kabuğun altındaki bir katman olan mantodan alınan kaya örneklerine baktığımızda fark iyice artıyor. Buradaki oksijen izotopları Dünya’dakilerden daha hafif. Bu çok önemli, çünkü karışık döküntüler nihayetinde kabuğa çökmüş olmalı, derin iç kısımlarda ise daha fazla Theia parçası yer almalı.
Yani Theia ve Dünya aynı değildi, Ay ve Dünya da aynı değil. Ancak bu sonuçlar bize Theia’nın kendisi hakkında da biraz bilgi veriyor. Yer çekimi nedeniyle, Güneş’e daha yakın olan ağır izotoplardan biraz daha fazla olması beklenebilir. Dünya ile karşılaştırıldığında, Theia’nın hafif oksijen izotoplarına sahip olmasını bekliyoruz. Bu da Dünya’ya nazaran Güneş’ten daha uzak bir noktada oluştuğu anlamına geliyor.
Bu çalışmadan elde edilen sonuçlarla dev çarpışma teorisi, Ay’ımızın oluşumunu açıklamada başka bir engeli daha aştı, üstelik Theia’nın kendisi hakkında bir şeyler daha öğrenmiş olduk.
(Christian Schroeder’in The Conversation’daki yazısından çevrilmiştir.)
11 Kasım tarihinde transit adını verdiğimiz Merkür Geçişi gerçekleşti. Gözleme fırsatı buldu iseniz Güneş’in yüzeyinde sanki küçük bir noktanın ilerleyişi karşısında sizler de hayran olmuşsunuzdur. En azından öyle tahmin ediyorum. Aslında kısa süre önce, 2016 yılında da gerçekleşen bu olaya bir daha 2032 yılında denk geleceğiz. E tabi ki Merkür ve Dünya’nın yörüngeleri örtüşmediği ve Merkür’ün iç gezegen olmasından kaynaklı Güneş’in önünden tın tın tın ilerleyişini görebilirsiniz.
NASA’nın Günün Gökbilim Görüntüsü (APOD) sitesinden (linke tıklayarak ulaşabilirsiniz) aldığım aşağıdaki fotoğraf, 10 Kasım 2019 tarihinde paylaşılmış ve Belçika’da çekilmiş. 7 Mayıs 2003 tarihindeki Merkür geçişine ait olan fotoğraf, 15 dakika arayla 23 pozlamadan oluşmaktadır. Zaten bu geçiş 5 saat sürmüştü. Fotoğrafta sağ tarafta görünen siyahlıklar ise Güneş lekeleri.
Gelelim 11 Kasım’da gerçekleşen geçişe. NASA’nın APOD sitesinde 13 Kasım tarihinde yayınlanan aşağıdaki büyüleyici görseli inceleyelim. Ortasında gördüğünüz küçük, siyah noktamız aslında Merkür. Yüksek çözünürlüklü teleskopik fotoğraf, 61 renklendirilmiş net video karesinden oluşmuştur. Üzerinde düzensiz bir şekilde bulunan, fotosferik konveksiyon* ile enerji ileten hücremsi yapıları görebilirsiniz. E tabi bu karmaşada Merkür’ün silüeti göz önüne çıkıyor. Bu manzarayı sadece Merkür ile değil diğer bir iç gezegen olan Venüs ile de gözleyebiliriz. Güneş’in 200 kat küçük yarıçapına sahip bu silüeti ise 21.yüzyılda 14 kez gözlemleme fırsatı bulurken, bunlardan dördüncüsünü Pazartesi günü gözledik. Bir sonraki için 13 Kasım 2032’de görüşmek dileğiyle. Gökyüzünüz açık olsun !
Fotosferik Konveksiyon: Fotosfer, yıldızların ışık saçan tabakalarına verilen isimdir. Konveksiyon ise bir ısı(enerji) iletim yoludur. Yıldızlarda konveksiyon ve radyasyon bölgesi gibi enerji iletim bölgeleri bulunur, fotosferik konveksiyon denilen olayda ise enerji konveksiyonel olarak aktarılır ve yıldızların ışık saçmasına sebep olan fotonlar üretilir.
“Gerçek şu ki: Dünya’da işleri berbat ediyoruz ve burada işimiz bittiğinde başka bir gök cisminde yaşayabileceğimiz fikrini hevesle sahipleniyoruz.” Bu ifade, bu seneki Nobel fizik ödülünün sahiplerinden biri olan ve Güneş türünde bir yıldızın yörüngesinde dönen ötegezegen keşifleri nedeniyle bu ödüle layık görülen astrofizikçi Michel Mayor’un fikri.
“Ötegezegenlerden(Güneş sistemi dışındaki gezegenler) bahsediyorsak daha net konuşmalıyız: Oralara göç etmeyeceğiz.” diyor Mayor, Agence France-Presse’ye verdiği röportajda. “Eğer bir gün Dünya’da yaşam mümkün olmazsa başka gezegenlere gideriz.” argümanlarını bitirmesi gerektiğini düşündüğünü söylüyor.
Bilinen bütün ötegezegenlere ulaşmanın çok zor olduğunu belirtiyor. “En iyimser bakış açısıyla bakarsak yaşamaya elverişli gezegenler o kadar da uzakta değil. Mesela birkaç ışık yılı uzak diyelim, ki bu çok da uzak sayılmaz; hala mahallemizde sayılır, ama oraya gitmek için gereken zaman kayda değer derecede fazla.” diye devam ediyor Mayor.
1995 Ekiminde Didier Queloz ile beraber yaptıkları ilk ötegezegen keşfi nedeniyle bu sene Nobel ödülünün yarısını paylaştılar. Güney Fransa’daki Haute-Provence Gözlemevinde o dönem yeni geliştirilmiş olan cihazları kullanarak Jüpiter’e benzer bir gaz devi gezegen keşfettiler ve ismini de 51 Pegasi b. koydular.
O zamandan beri Samanyolu Gökadası’nda 4 binden fazla ötegezegen keşfedildi, ama görünen o ki hiçbiri ulaşılabilecek mesafede değil.
Kaliforniya Üniversitesi’nden Gezegen Astrofiziği profesörü Stephen Kane de Mayor ile aynı fikirde. “Üzücü gerçek şu ki, insanlık tarihinin bu safhasında bütün yıldızlar bize sonsuz uzaklıkta. Dünya’nın uydusuna ulaşmakta bile, insanlar olarak zorlanıyoruz.” diyor Kane.
“Önümüzdeki 50 yıl içerisinde Mars’a insan gönderebiliriz belki, ama insanlık gelecek birkaç yüzyıl içerisinde Jüpiter’in yörüngesine gidebilse gerçekten çok şaşırırdım.” diyor Kane. Güneş Sistemi dışındaki en yakın yıldızın uzaklığı, Jüpiter’e olan uzaklığımızın 70 bin katı olduğu için “şu anda bütün yıldızlar bize ulaşılamaz uzaklıkta.”
Tabii, insanlar diyebilir ki: Ulaşana kadar her şey ulaşılmaz geliyordu, kıtalar arası uçuşlar gibi. Fakat “Bu durumda yıldızlara ulaşmak için gerekli olan fiziğe hakim değiliz, ki eğer varsa: Kütle, ivme ve enerji arasındaki ilişkide kökten bir değişime ihtiyacımız olacak.” diye ekledi Kane.
“Sonuç olarak işte burada Dünya’dayız, ve çok uzun bir zaman bunun değişmesi olası değil. Gezegenimize iyi bakmalıyız, o çok güzel ve kesinlikle hala yaşanılabilir.” diyor Mayor, AFP’ye.
Kaliforniya’daki Foothill Koleji Astronomi Bölümü eski başkanı Andrew Fraknoi de yakın gelecekte bu yıldızlara ulaşamayacağımıza katılıyor ama ekliyor: “Ben asla, yıldızlara ve yaşanabilir gezegenlere hiçbir zaman ulaşamayacağımızı söylemezdim. Kim bilir teknolojimiz 1 milyon yıllık bir süre içinde nasıl evrilecek. “
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.
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.”
Astrofizikçiler, gök adaların oluşumları ve evrimleri hakkında yeni bilgilere ulaştı.
Astrofizikçiler; kara deliklerin, karanlık maddenin dağılımını nasıl etkilediğini, ağır metallerin nasıl oluştuğunu ve evrende dağıldığını, ve manyetik alanların nerede başladığını hesapladılar. Bunu mümkün kılmak için geliştirilen yeni evren simülasyonu, şu ana kadar yapılmış en geniş kapsamlı simülasyon olma özelliğini taşıyor.
Çökmüş karanlık madde yapılarının (turuncu ve beyaz renklerde) etrafındaki kozmik gazların (mavi renkte) içindeki şok dalgalarının yoğunluğunun gösterimi.
Ses patlamasına benzer bir şekilde, şok dalgalarının içindeki gazlar, kozmik ipliklere ve gök adalara çarparken, oluşan sarsıntıyla ivmelenirler. Her gök adanın merkezinde bir süper kütleli kara delik bulunur. Yeni bir bilgisayar modeli ise, bu kütleçekim canavarlarının, evrenimizi ne denli büyük bir ölçüde etkilediğini gösteriyor. Araştırma ekibinde ise, Heidelberg Enstitüsü (Heidelberg Institute for Theoretical Studies / HITS), Max-Planck Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü (Max-Planck-Institutes for Astronomy and for Astrophysics / MPIA, Heidelberg / MPA, Garching), Birleşik Devletler’in Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (Massachusetts Institute of Technology / MIT), Harvard Üniversitesi (Harvard University) ve New York’taki Bilgisayımsal Astrofizik Merkezi’nden gelen bilim insanlarından oluşuyor. Yürüttükleri simülasyon “Illustris — The Next Generation” (IllustrisTNG), şu ana kadar yapılmış en geniş kapsamlı simülasyon olma özelliğini taşıyor. Basit fizik yasalarına dayanan bu simülasyoni evrenimizin Büyük Patlama’dan beri nasıl evrimleştiğini gösteriyor. Ondan önceki Illustris projesine ek olarak IllustrisTNG, bu evrimleşmede önemli rol oynayan fiziksel süreçleri içinde barındırıyor. IllustrisTNG’nin ilk bulguları “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” dergisinde 3 makale olarak paylaşıldı. Bu bulgular, kozmolojinin temel sorularını cevaplanmasında yardımcı olabilir.
Bilgisayardan Gerçekçi Bir Evren
IllustrisTNG’nin tahminince, kozmik gaz ağlarının ve karanlık maddenin birleşme noktalarındaki gök adaların boyutu ve şekli, gerçek gök adalarınkiyle benzer. Tarihte ilk defa, hidrodinamiksel simülasyonlar uzaydaki gök adaların ayrıntılı kümelenme modellerini hesaplayabilir. En yeni araştırmalarla birlikte, gözlemsel verilerin karşılaştırılmasıyla, IllustrisTNG’nin yüksek derecedeki gerçekçiliği ortaya çıkıyor. Bununla beraber, simülasyonlar, özellikle karanlık madde kozmosunun ‘omurgası’ konusunda, kozmik ağların zamanla nasıl değiştiğini de tahmin ediyor. Heidelberg Üniversitesi’nden Prof. Volker Springel şöyle diyor:
“Büyük ölçekte süper kütleli kara deliklerin maddenin dağılımındaki etkisinin bu denli kesinlikle tahmin edilmesi çok heyecan verici. Bu, ileride kozmolojik hesaplamaların doğruluğu için çok önemli.”
Gök adaların yaşamları boyunca yaşanan en önemli değişim
Bir başka araştırmada Dr. Dylan Nelson (MPA), kara deliklerin gök adalara olan önemli etkileri ortaya koydu. İçinde bulunan genç yıldızların yaydığı ışıkla mavi renkte parıldayan gök adalarda meydana gelen ani bir değişim yıldız oluşumunu sonlandırır, bundan dolayı da gök adanın içi yaşlı, kırmızı yıldızlarla kaplanır, ve “kırmızı ve ölü” gök adalarla dolu bir mezarlığa katılır. Dr. Nelson, bu olayı şöyle açıklıyor:
“Geniş eliptik gök adalardaki yıldız oluşumlarını durdurabilecek tek fiziksel varlık, merkezlerindeki süperkütleli kara deliklerdir. Bu kütleçekim tuzaklarının yarattığı boşalmaların hızı, ışık hızının yüzde onuna ulaşır; görece küçük kara delikten milyarlarca kat büyük yıldız sistemlerini etkileyebilir.”
Yıldızların parladığı yer: Gök adaların yapıları hakkında yeni bulgular
IllustrisTNG, araştırmacıların gök adaların oluşumundaki düzeni daha iyi anlamasını sağlıyor. Kuramcılara göre, ilk önce oluşan küçük gök adalar, kütleçekim etkisiyle birleşerek daha büyük nesnelere dönüşüyor. Gök adaların çarpışması, bazı gök adaları parçalıyor ve içindeki yıldızları, merkezi yeni oluşmuş büyük gök adalar olmak üzere, geniş yörüngelere oturtuyor. Tahmin edilen bu solgun yıldız çemberleri düşük yüzey parlaklığından dolayı gözlemlenmeleri çok güç, fakat IllustrisTNG astronomların hangi verilere bakmaları gerektiğini tamamen gösterdi. IllustrisTNG hakkındaki çalışmaları yürüten Dr. Annalisa Pillepich (MPIA) bunu şu şekilde açıklıyor:
“Artık tahminlerimiz düzenli bir biçimde gözlemciler tarafından denetleniyor. Bu da onu gök adalarınn oluşma düzeni hakkındaki kuramsal modelin önemli bir denetleyci haline getiriyor.
Özel kodlu astrofizik ve süper bilgisayar
Araştırmacılar proje için AREPO adlı yüksek ölçüde paralel hareketli ağ kodunun daha güçlü bir versiyonunu geliştirdi ve bunu Almanya’nın Stuttgart şehrindeki Yüksek Performansla Hesaplama Merkezi’nde bulunan en hızlı 19. anaçatı bilgisayarlar olan Hanzel Hen makinesinde kullandılar. IllustrisTNG, kozmik yapıların oluşumunu incelemek için oluşturulan şu ana kadarki en büyük hidrodinamik simülasyon. İki ana simülasyonlardan birini başlatmak için, 2 ay içerisinde 24 binden fazla işlemci kuruldu; bu sayede evreni temsil eden, bir milyar ışık yılı genişliğinde bir bölgede milyonlarca gökada oluştu. Volker Springel bu durum hakkında şunu söylüyor:
“German Gauss Centre for Supercomputing’den elde ettiğimiz fazladan hesaplama zamanı sayesinde bu alandaki teknoloji harikası ürün artık bizim eliimizde. Yaptığımız bu simülasyon sayesinde elimizde 500 terabitten fazla yeni veri var. Bu kadar fazla verinin hepsini incelememiz bizi uzun süre meşgul etmesiyle beraber, farklı astrofiziksel olaylara değişik bakış açılarıyla bakmamıza vesile olacak.”
Bu haber Science Daily adlı sitedeki haberden çevrilmiştir.
