Güneş sisteminde bulunan ve büyük kısmı gazlardan meydana gelmiş dört gezegen: Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün. Satürn’ün ismi geçince akla ilk gelen etrafındaki o muhteşem halkalar (rings) oluyor. Dünya’dan basit bir teleskop ile baktığımızda görebileceğimiz bu halkaları astronomlar A, B ve C şeklinde 3 gruba ayırırlar. A halkası en dışta bulunur ve B halkası arasında Cassini Ayrımı diye adlandırılan bir boşluk vardır. A halkasının yarı çapı Satürn’ün yaklaşık 2-2.3 katı kadardır. B halkası ise ortada bulunur ve en parlak görünüşe sahiptir. C halkası ise en iç kısımdadır ve soluk bir rengi vardır. Bu halkalar dışında daha yakından bakıldığı zaman 4 adet daha halka görülür ve D, E, F, ve G şeklinde isimlendirilir.
Halkalar Satürn’ün ekvator çizgisi etrafındadır ve gezegenin kendi etrafındaki dönüş ekseni eğik olduğu için yerküremizden bakıldığı zaman farklı görünebilirler, buna bağlı olarak parlaklıkları da değişebilir. Bazı zamanlarda halkalar bakış açımıza tam yatay denk gelirse görülmeleri çok zor olabilir. Bunun sebebi ise çok ince olmalarıdır. Evet, yarıçapları yaklaşık 74 bin ile 300 bin km arası değişen halkaların kalınlıkları bir kaç yüz metreyi geçmez.
HALKALARIN İÇERİĞİ
Halkaları oluşturan parçalar gezegenlerin uyduları gibi çok büyük cisimler değildir. Satürn halkalarının içeriği çok küçük katı parçacıklardır, hatta uydularına göre toz taneciği kadar küçük göründüklerini söyleyebiliriz. Çok parlak olmaları bazılarının sudan oluştuğunu önermekteydi, yapılan kızıl ötesi ölçümler buz oranının yüksek olduğunu onayladı. Gezegeni daha yakından inceleyen Cassini uzay aracı halkalarda çamur benzeri küçük parçacıklar ve toz karışımı olduğunu öne sürdü. Radar incelemeleri sonucunda ise bu parçacıkların milimetre ile onlarca metre boyutu arasında değiştiği anlaşıldı.
HALKALAR NASIL OLUŞTU?
Bu soruya cevap bulabilmek icin önce Ay’a benzer bir uydu düşünelim. Bu uydu Satürn’e yaklaşıyor olsun. Uydulara gezegenler tarafından uygulanan gelgit kuvveti (tidal force) vardır. Bu kuvvet, uydu yaklaştıkça artacaktır ve arttıkça uydu, iki ucundan çekiliyormuş gibi uzayacaktır. Bir noktaya geldiği zaman uyduyu bir arada tutan iç kuvvetler, gezegenin gelgit kuvvetine eşitlenir. Artık bu noktadan sonra uydu daha da yaklaşırsa, gezegenin çekim kuvveti tarafından parçalara ayrılır (bkz. aşağıdaki illüstrasyon). İşte bu parçalar, halkaları oluşturan küçük parçalar halinde gezegenin etrafında dönmeye devam eder. Daha küçük boyutta parçaların oluşmasında da kendi aralarındaki çarpışmaların etkisi vardır.
İşte bir gezegen ile bir uydu arasındaki bu kritik mesafeye Roche Limiti adı verilir. İlk defa 1847 de Fransız bilim adamı Edouard Roche tarafından matematiksel olarak hesaplanmıştır. Uydu, kendi yer-çekimsel kuvveti olacak kadar büyük ise ve yoğunluğu gezegene yakın ise, Roche limiti gezegenin yarıçapının yaklaşık 2.4 katıdır. Örneğin, Satürn yarıçapı 60,000 km ise Roche limiti gezegenin merkezinden 144,000 km kadar uzaklıktadır. Bu uzaklık en başta bahsettiğimiz A, B ve C halkalarını içinde bulundurur, yani Roche’un hesaplamasını desteklemektedir.
Peki böyle bir limit var ise dünyaya geri dönen bir uzay aracı Roche limitini geçince parçalanmaz mıydı? Cevap hayır, çünkü uzay araçları büyük uydular gibi kendi yer-çekimsel alanı olmayan cisimlerdir. Uzay aracı gibi bir cisim atomlar arası (elektromanyetik) kuvvetler tarafından bir arada tutulur, ve gezegenin yer-çekimsel alanı bu kuvveti aşıp aracı parçalayamaz.
DÜNYADAN GÖREMEDİĞİMİZ HALKALAR
Şimdi gelelim dünyadan göremediğimiz halkalara. Bildiğimiz gibi güneş sistemindeki ilk dört gezegen (Merkür, Venüs, Dünya ve Mars) karasal gezegenler olarak adlandırılır ve yapısal olarak birbirine benzer özellikler gösterirler. Son dört gezegen Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün’de Jovian gezegenler olarak bilinir ve yine yapısal benzerlikleri vardır. Örneğin, hepsinin büyük bir kısmı gazlardan oluşmuştur. Fakat Satürn etrafında bulunan halkalar neden diğer Jovian gezegenlerde yoktur? Gerçekten yok mudur?
Dünyadan bazı halkaları çok nadir olarak görmek mümkündür fakat günümüze kadar bu gezegenlerin yakınlarına sehayat eden Voyager 1, Cassini, Pioneer 11 ve Voyager 2 isimli uzay araştırma araçları dünyadan detaylı keşfedilememiş halkaları bize göstermişlerdir. Yani Jüpiter, Uranüs ve Neptün’de Satürn gibi halkalı gezegenlerdir.
NASA’nın art arda yolladığı Voyager 1 ve 2 Jüpiter’in yanından geçerken yerküremizden görünmeyen Jüpiter halkasını keşfetmişlerdir. Bu halka çok soluk renklidir ve gezegenin ekvatoral düzleminde bulunmaktadır. Kaya ve toz gibi parçacıklar içerir ve muhtemelen meteorların Jupiter uydularına çarparak kopardığı parçacıklar ile oluştuğu düşünülmektedir.
Uranüs gezegeninin halkalarının bir kısmı 1977 yılında keşfedilmişti. Yüzyılda bir kaç kez gerçekleşen yıldız örtülmesi (stellar occultation) olayı sırasında Uranüs, parlak bir yıldızın önünden geçerken kısa bir süreliğine yıldızın ışığı azalmış ve Uranüs’ün 9 tane halkası gözlemlenmişti. Voyager 2 uzay araştırma aracı ise seyahati sırasında 2 tane daha halka keşfetmiştir. Satürn ile karşılaştırıldığında Uranüs halkaları çok ince, soluk ve aralarında büyük mesafeler bulunmaktadır.
Neptün gezegeni ise 5 tane kara halka tarafından çevrilidir. Bir kısmı Uranüs halkaları gibi çok dar, diğer bir kısmı ise Jüpiter halkası gibi geniş ve yayılmıştır. Halkaların tamamını dünyadan görmek mümkün değildir. Sadece parça parça yay şeklinde görülebilir. Halkaların genç ve kısa bir geçmişi olduğu düşünülmektedir.
Eğer Satürn halkalarını dünyadan kendiniz gözlemlemek istiyorsanız ihtiyacınız olan şey 25 kez büyütme özelliği olan bir teleskop. Daha detaylı görmek için çapı 7.5-10 cm arası olan ve 50 kez büyütebilen bir teleskop ile bakabilirsiniz. Özellikle bulutsuz yaz akşamlarında Satürn ve Jüpiter gibi Jovian gezegenler gökyüzünde çok parlak yıldızlar gibi belirmektedirler. İyi gözlemlemeler!
Kaynaklar-Fotoğraflar
- Eric Chaisson, Steve McMillan, Astronomy – A Beginner’s Guide to the Universe, 7th edition, 2013, Pearson Education Inc.
- caps.gsfc.nasa.gov/simpson/kingswood/rings/
- nssdc.gsfc.nasa.gov/imgcat/html/object_page/vg1_p21259.html
- nssdc.gsfc.nasa.gov/imgcat/html/object_page/vg2_0206j2001_2.html
- solarsystem.nasa.gov/planets/neptune/in-depth/
- www.nasa.gov/mission_pages/voyager/pia01976.html
- www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA01997
