Enlerin gezegeni. Güneş sistemindeki gezegenlerin kralı. Jüpiter.
Gökyüzünde diğer yıldızlardan farklı hareket eden bu gök cismi 2800 yıl önce bile Babilliler tarafından biliniyordu. Onlar için Tanrı Marduk’u temsil ediyordu. Çinliler, onu Sui Yıldızı olarak biliyorlardı. Hindular ona tanrıların dini öğretmeni Brihaspati’nin adını verdiler. Orta Asya Türkleri, Erendiz olarak adlandırdılar. Antik Yunanlar ise onu Zeus’la eşleştirdiler.
İskenderiyeli Yunan astronom Batlamyus, M.S. 2.yüzyılda yazdığı ünlü eseri Almagest’te Jüpiter’e de yer verdi. Çizdiği yermezkezli evren modeline göre Jüpiter, Dünya etrafındaki yörüngesini 4332 günde tamamlıyordu.
Peki Jüpiter nasıl meydana geldi?
Güneş ışımaya ilk başladığında Güneş rüzgârı, çevredeki hidrojeni ve helyumu üfleyerek uzak ve soğuk bölgelere gönderdi. Buralarda gazdan dev gezegenler, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün oluştu. Bunlar karasal gezegenlerden çok farklıydı. Her şeyden önce bunların hacimleri ve kütleleri çok büyüktü. Fakat ağırlıklı olarak hidrojen ve helyumdan oluştukları için yoğunlukları düşüktü.
İşte bu gezegenlere bugün “Dev Gezegenler” diyoruz.
Bu videoda Jüpiter’in en ilginç özelliklerinden, atmosferine, iç yapısından, kocaman uydularına kadar birçok konuyu ele alacağız. Bu uyduların bazıları gezegenlerden bile büyük. Ayrıca bugüne kadar gönderilmiş uzay sondalarına ve bunların ortaya çıkardığı inanılmaz keşiflere bir göz atacağız.
Hazırsanız başlayalım.
İçindekiler
Jüpiter’in Özellikleri
Güneş sisteminin beşinci gezegeni Jüpiter, adını Roma mitolojisindeki tanrıların kralından aldı. Tanrı Jüpiter, Zeus’un Roma’daki karşılığı. Güneş sisteminde doğan ilk gezegen. Aynı zamanda en büyüğü. O kadar büyük ki kendi teleskobunuzla bakarak bile gezegeni saran yatay bulut kuşaklarını ve kendine has kahverengi-turuncu rengini kolayca görebilirsiniz. Biraz güçlü bir teleskopla bakarak Büyük Kırmızı Lekesi’ni bile fark edebilirsiniz. Tabii arka tarafta değilse.
Bu dev gezegenin bileşimi bize evrenin genel bileşimini anımsatıyor. İçeriği Güneş’in içeriğine çok yakın. Bu yüzden bilim insanları onu olamamış bir yıldız olarak tanımlıyorlar. Eğer kütlesi 80-90 kat daha fazla olsaydı merkezindeki sıcaklık ve basınç nükleer füzyonu başlatıp devam ettirecek kadar yüksek olabilirdi. Bu durumda ışımaya başlardı ve bir yıldız olurdu.
Jüpiter aynı zamanda çok da parlak bir gezegen. Gece gökyüzünde Ay ve Venüs’ten sonraki en parlak cisim. Bu parlaklık büyüklüğünden kaynaklanıyor. Eğer bilgisayar kontrollü bir teleskobunuz varsa Jüpiter’i bazen gündüzleri bile görebilirsiniz. Hatta sıra dışı koşullarda, teleskoba bile ihtiyacınız olmaz. Mavi gökyüzünde çıplak gözle onu bulabilirsiniz.
Gezegenlerin Kralı, Güneş’e Dünya’nın olduğundan 5 kat daha uzak. Güneş’in etrafında bir tur atması 12 Dünya yılı sürüyor. Ortalama 778 milyon km uzaklıkta. Bu yüzden Dünya’ya gelenin ancak 25’te biri kadar bir Güneş enerjisi alabiliyor.
Hacim ve kütlesinin büyüklüğüne karşın Jüpiter, şaşırtıcı bir şekilde kendi ekseni etrafında Dünya’ya göre çok hızlı dönüyor. Sadece 10 saatte bu dönüşü tamamlıyor. Bu hızlı dönüş Jüpiter’in şeklini Dünya’nınkinden çok daha fazla bozuyor. Amatör astronomlar bile teleskoplarıyla Jüpiter’e baktıklarında, bu kutuplardan basık, ekvatordan şişkin, sferoit formu görebilirler. Jüpiter’in ekvatoral çapıyla kutup çapı arasında 9276 km’lik bir fark var.
Hızlı dönmesi, Jüpiter’in ekvatoruna paralel olan bulut kuşaklarının sürekli değişmesine neden oluyor. Gözlem koşullarına, teleskobunuzun büyüklüğüne, kalitesine ve Jüpiter’deki koşullara bağlı olarak 1 ila 20 arasında bulut kuşaklarını kendiniz bile görebilirsiniz.
Jüpiter’in eksen eğikliği 3,13 derece. Bu yüzden Dünya’daki gibi mevsimlere sahip değil. Çapı 143 bin km. Dünya’nın çapının 11 katı. İçerisine 1321 adet Dünya sığabilir. Ancak kütle bakımından ancak 318 Dünya kütlesine sahip. Yani Jüpiter’in yoğunluğu kayda değer biçimde daha düşük.
Böylesine devasa bir kütlenin doğal olarak kütleçekim kuvveti de yüksek. Dünya’nınkinin 2.5 katı. Yani Dünya yüzeyinde 80 kg gelen biri Jüpiter’de kendisini 200 kg ağırlığındaymış gibi hissederdi. Kütlesi değişmese de ağırlığı Newton cinsinden değişirdi.
Jüpiter dost mu düşman mı?
Yakın zamana kadar birçok gökbilimci Jüpiter’i Güneş sisteminin elektrikli süpürgesine benzetti. Güçlü kütleçekim alanı nedeniyle, Dünya’daki yaşamın bir anlamda koruyuculuğunu yaptığını düşündüler. Yani Jüpiter, küçük asteroit ve kuyrukluyıldızları kendine çekerek gezegenimizi koruyordu. Bu da yeryüzündeki yaşamın şekillenmesinde önemli bir rol oynamıştı.
Fakat son zamanlarda yapılan çalışmalar durumun böyle olmayabileceğini gösterdi. Bazı bilim insanları, Jüpiter’in, İç Güneş sisteminde gerçekleşen Geç Dönem Ağır Bombardımanı’nın baş sorumlusu olduğunu düşünüyor.
Geç Dönem Ağır Bombardıman, günümüzden yaklaşık olarak 3.8 ila 4.1 milyar yıl önce yaşanmış bir dönem. Bu dönemde Güneş sistemimizin iç yörüngesine doğru asteroit ve kuyrukluyıldız hareketlerinde bir artış yaşandı. Bu artışı açıklamak için pek çok varsayım ortaya konmuş olsa da henüz bunun nedeni üzerinde bir fikir birliğine varılamadı. Bazı astronomlar o dönemde Jüpiter ve Satürn’ün Güneş sisteminin daha iç yörüngelerinde olduğunu ve bu iki gaz devinin dışta bulunan binlerce asteroidin yörüngesini saptırdığını düşünüyor. Bu sapmalar iç gezegenleri bombalamış olabilir.
Yani Jüpiter’in, dost mu düşman mı olduğu belli değil. Bize çarpacak olan cisimleri süpürerek bizi güvende mi tutuyor, yoksa onları bizim için tehlike oluşturabilecek yerlere göndererek bizi tehdit mi ediyor? Muhtemelen her ikisi de.
Ama Jüpiter’in Güneş sisteminde en fazla çarpışma yaşayan gezegen olduğu kesin.
Mesela Shoemaker Levy 9 isimli kuyrukluyıldız, Mart 1993’te gözlemlendi ve Temmuz 1994’te Jüpiter’e çarptı. Bu çarpışma teleskoplu gözlemlerin yapıldığı 400 yıldır gözlenen ilk çarpışmaydı. Jüpiter’in muazzam kütleçekim kuvveti nedeniyle kuyrukluyıldız daha gezegene varmadan dağılıp 21 parçaya ayrıldı. Parçaların gezegene çarptığı bölgede oluşan 12 bin km çaplı karartı aylarca kaldı.
İç yapısı
Jüpiter’in içeriğinin neredeyse tamamını iki element oluşturuyor: Hidrojen % 86,1 ve helyum % 13,8. Ayrıca eser miktarda su, metan, silikon ve amonyak da bulunuyor.
Bu gaz devinin iç yapısı konusu da oldukça tartışmalı. İç yapısına ilişkin elimizde ayrıntılı veriler yok. Eskiden merkezinde Dünya boyutlarında, katı, kayadan bir çekirdek olduğu düşünülüyordu. Fakat son zamanlarda yapılan keşifler, keskin geçişli bir çekirdekten ziyade; bulanık, sınırları olmayan, katı-sıvı karışımı bir çekirdek olduğunu düşündürüyor. Bu çekirdeğin 30.000°C sıcaklıkta olduğu, sıcaklığın tam merkezde 50.000°C’ye yükseldiği tahmin ediliyor.
Merkezindeki bu ısı kaynağı nedeniyle Jüpiter, Güneş’ten kendisine ulaşan ısının iki katı kadarını uzaya yayıyor. Jüpiter ilk oluştuğunda çapı bugünkünün iki katı kadardı. Ama gezegen yaklaşık 4.5 milyar yıldır her yıl 2 cm kadar küçülüyor. Bu küçülme de gezegenin büyük miktarda ısı üretmesine yol açıyor.
Jüpiter’in merkezindeki çekirdeği saran çok yoğun bir hidrojen tabakası var. Buralarda basınç Dünya’daki atmosfer basıncının milyonlarca katı. Sıcaklıksa on binlerce santigrat derece. Normal koşullarda hidrojen bir gaz, metal değil bildiğiniz gibi. Isıyı ve elektriği iletmiyor. Ne var ki Jüpiter’in bu tabakasında aşırı sıcak ve çok yüksek basınç koşullarında, hidrojen çekirdekleri yani protonlar elektronlarından ayrışıyor. Tıpkı bir iyon çorbası halinde bulunuyor. Burada hidrojen, metal özellikleri gösteriyor. Isıyı ve elektriği iletiyor. Hidrojenin bu haline metalik hidrojen deniyor.
Metalik hidrojen tabakasının üstünde ise, yine yüksek basınç altında sıvı hidrojenden oluşan sıcak bir okyanus var. Yaklaşık 20 bin km derinliği olan bu sıvı hidrojen okyanusunun da üzerinde, metan ve amonyak gibi başka gazların da bulunduğu atmosfer yer alıyor.
Atmosferi
Bildiğiniz gibi Dünyamızın gazdan atmosferiyle, katı karalar ve sıvı okyanuslar arasında kesin sınırlar var. Birinden diğerine geçiş oldukça keskin. Ama Jüpiter’de böyle sınırlar yok. Sıvı haldeki hidrojenden gaz halindeki atmosfere geçiş aşamalı. Bu atmosfer büyük oranda hidrojen ve helyumdan oluşuyor. Bizim Dünya’dan baktığımızda gördüğümüz, atmosferin üst tabakasındaki renkli bulut kuşakları.
Atmosferin en üst katmanındaki bulutlar üç çeşit:
Birincisi kristal hâlindeki amonyak ve su parçacıklarından oluşuyor.
İkincisi amonyak ve sülfür karışımı.
Üçüncüsü ise su buharı bulutları.
Jüpiter’in atmosferinde bunlardan oluşan dikey ve yatay doğrultuda yoğun bir hareketlilik var. Bu yoğun bulutlar Jüpiter’in içini ve gerçek yapısını gizliyor.
Güneş sistemindeki en kalın atmosfer doğal olarak Jüpiter’inki. Bu atmosfere ilişkin bilgiler 1995’te Galileo uzay aracından gezegene bırakılan atmosfer sondasıyla elde edildi. Atmosferin üst tabakalarında saatteki hızları 600 km’yi bulan rüzgarlar esiyor. Alt tabakalarındaki rüzgâr hızı ise saatte 1500 km’yi bulabiliyor. Bu hareketler, Güneş sistemindeki en muazzam fırtınalara ve girdaplara sebep oluyor.
Bulut tabakasında değişik enlemlerde birbirlerine ters yönde esen bu şiddetli rüzgarlar, kuşakların ana sebebi. Bu kuşaklarda saptanan yıldırımlar, Dünya’dakilere kıyasla bin kat daha güçlü. Ayrıca Jüpiter’in en dikkat çekici yapısı olan Büyük Kırmızı Leke de bu kuşaklardan birinde bulunuyor.
Yüzyıllardır devam eden devasa bir kasırga…
Büyük Kırmızı Leke
Jüpiter’in güney yarımküresinde bulunan Büyük Kırmızı Leke, muhteşem büyüklüğüyle yüzyıllardır gökbilimcilerin ilgisini çekti. Şu anda 500 km derinliğinde ve 16 bin km genişliğinde. Sürekli dönen bu sistem bir turunu altı günde tamamlıyor. Rengi ve büyüklüğü değişken. Nasıl oluştuğunu ya da işleyiş mekanizmasını hala tam olarak anlayamadık. Ama Jüpiter’de büyük fırtınaların küçük olanları yutarak büyüdüğünü biliyoruz.
Kırmızı Leke bir zamanlar Dünya’nın 4 katı büyüklüğündeydi. Ancak güncel gözlemler, gitgide küçüldüğünü ortaya çıkardı. Bunun sebebini tam olarak bilmiyoruz. Ama yine de, şu anda bile, bu kırmızı lekenin içinden Dünyamız rahatlıkla geçebilir.
Dünya çapında bir fırtına…
Düşünebiliyor musunuz?
Kırmızı Leke aslında ilk kez 358 yıl önce astronom Giovanni Cassini tarafından gözlemlendi. Fakat belki de çok daha önce oluştu. Bunu bilmiyoruz. Gökbilimciler Jüpiter’de bu kadar uzun ömürlü fırtınalar olmasını onun kendi ekseni etrafındaki hızlı dönüşüne bağlıyorlar.
Jüpiter’in atmosferinde bu denli büyük olmasa da daha birçok beyaz ya da turuncu renkli büyük fırtına sistemi var. Bu dev fırtınaların temel nedeni Jüpiter’in ürettiği ısı. Kızılötesi bölgede yapılan gözlemler, Büyük Kırmızı Leke’nin üzerindeki atmosferin gezegenin diğer tüm bölgelerinden daha sıcak olduğunu ortaya koydu. Bu keşif, Büyük Kırmızı Leke’nin altından çıkan ısının diğer bölgelere göre daha yüksek hızla yukarı taşındığını gösteriyor.
Manyetik alanı
Manyetik alan gezegenlerin derininde basıncın çok yüksek olduğu yerlerde yaratılıyor. Bildiğiniz gibi Dünya’nın manyetik alanı, çekirdeğin çevresindeki erimiş demirin çalkalanma hareketi tarafından üretiliyor. Ama Jüpiter’in çekirdeğini saran bir demir tabakası yok. Daha önce bahsettiğim gibi metalik bir hidrojen tabakası var. Bu metalik hidrojen tabakası gezegenin kendi ekseni etrafındaki muazzam dönüş hızıyla birleşince çok güçlü bir manyetik alan yaratıyor. Bu manyetik alan Güneş rüzgarıyla şekilleniyor. Jüpiter’in en yakın uydusu Io’daki büyük volkanlardan yayılan sabit sülfür akıntısının yönünü değiştirecek kadar güçlü. Bu materyal Jüpiter’in kutuplarına da akıyor ve nefes kesici ışık oyunları yaratıyor.
Ortaya çıkan garip şekilli manyetosfer o kadar büyük ve uzun ki Satürn’e kadar uzanıyor. Jüpiter’in manyetik alanı Güneş sistemindeki en büyük nesne. Onu çıplak gözle Dünya’dan görebilseydik Ayımız’dan daha büyük görünecekti.
Jüpiter’in manyetik alanı oraya gönderilen uzay araçları için büyük problem. Aslında Jüpiter çok büyük bir elektron hızlandırıcı. İçindeki her şey radyasyona maruz kalıyor. Bu durum yakınındaki sondaların elektronik devreleri için de ciddi problem oluşturuyor.
Halka sistemi
Jüpiter’in diğer bir ilginç özelliği de halka sistemine sahip olması. Aslında bilinenin aksine Satürn, sistemimizdeki halkaya sahip olan tek gezegen değil. Bütün gaz devlerinin ince bir halka sistemi var.
Fakat Gezegenlerin Kralı’nın halkalarını oluşturan parçacıklar bir milimetreden bile küçük boyutlarda. Üstelik Satürn’ün parlak buzul halkalarının aksine, Jüpiter’in halkaları koyu renkli tozlardan oluşuyor. Bu yüzden görmek çok zorlaşıyor.
Bu halkalar, ilk olarak 1979 yılında gezegenin yanından geçen Voyager 1 tarafından keşfedildi. Daha sonra 1995’te Galileo uzay aracı oldukça detaylı bir şekilde halkaların haritasını çıkardı.
Halkalar üç kısma ayrılıyor:
Gezegene çok yakın olan hale halka, ana halka ve çoğunlukla Adrastea, Metis, Amalthea ve Thebe uydularından çıkan tozları içeren ipliksi halkalar.
Jüpiter’in Uyduları
Jüpiter ve uyduları aslında başlı başına bir sistem oluşturuyor arkadaşlar. Astronomlar bu sisteme Jovian sistemi demişler.
Tahmin edebileceğiniz gibi Güneş sisteminin bu en büyük gezegeni en yüksek uydu sayısına sahip. 2023 itibariyle keşfedilmiş uyduların güncel sayısı şu an 92. Ama kesin olarak biliyoruz ki bundan çok daha fazlası var. Bu uyduların birçoğu dev gezegenin çekim alanına fazla yaklaşıp yakalanmış küçük asteroitler veya kuyrukluyıldızlardan oluşuyor. Bunların çoğunun çapı 10 km’den bile küçük. Çapı birkaç km olan ve keşfedilmeyi bekleyen daha yüzlerce uydusu olabilir. Ama keşfedilmiş olanların arasında bazıları var ki gezegenlere layık bir ilgiyi hak ediyor.
Özellikle 1610 yılında Galileo tarafından keşfedilen 4 büyük uydu.
7 Ocak 1610’da Galileo, teleskobuyla Jüpiter’e baktığında, çevresinde duran dört parlak nokta gördü. Önce bunların yıldız olduğunu düşündü. Sonraki geceler Jüpiter’i tekrar gözlediğinde, bu noktaların yer değiştirdiğini fark etti. Noktalar Jüpiter’in çevresinde dönüyordu. Yıldız değillerdi. Bu gözlem, o dönemde Dünya’nın evrenin merkezi olduğu ve gökyüzündeki her şeyin yalnızca Dünya’nın çevresinde döndüğü görüşünü yıkan önemli kanıtlardan biri olmuştu.
Galileo’nun bu önemli keşfine ithafen bu uydular bugün Galileo Uyduları olarak anılıyor. Gezegenden uzaklık sırasına göre isimleri:
Io, Europa, Ganymede ve Callisto.
Astronomlar Galileo uydularını ölü birer kaya ve buz kütleleri olarak düşünüyordu. Fakat aktif, dinamik dünyalar buldular.
Şimdi gelin Güneş sisteminin bu en ilginç uydularına yakından bakalım. Her biri diğerinden son derece farklı ve inanılmaz sürprizler barındırıyorlar.
Galileo Uyduları
Galileo uyduları aslında oldukça büyük. Eğer bu uydular Jüpiter’in değil de Güneş’in çevresinde dönüyor olsaydı, onlara gezegen dememiz gerekirdi. Mesela Ganymede, Merkür’den büyük. Io ve Callisto da Ay’dan büyük. Fakat Jüpiter’e göre küçük kalıyorlar. Bu 4 uydunun her biri neredeyse tam olarak Jüpiter’in ekvator düzleminde yer alıyor. Her biri başka bir dünya. Kimyasal kompozisyonları ve yüzey şekilleri her birine başka bir karakter veriyor.
Io
İlk olarak Io’ya bakalım.
Jüpiter’e en yakın uydu olan Io’nun, sarı tonlarında bir rengi var. 3642 km çapında. Ay’dan biraz büyük. Gezegenin etrafındaki dönüşünü yalnızca 42.5 saatte tamamlıyor. Kendi eksenindeki dönüşüyle Jüpiter’in çevresindeki dönüşünü aynı sürede tamamlıyor. Bu nedenle tıpkı Ay gibi, gezegenine sürekli aynı yüzü dönük oluyor. Kütleçekimsel kilit altında.
Mart 1979’da Voyager 1, bu uyduya ilk defa yaklaşıp fotoğrafını çektiğinde, Io’nun çok şaşırtıcı bir özelliği ortaya çıktı. Io’da püsküren yanardağlar vardı. Yaklaşık 20 yıl sonra Jüpiter sisteminde 8 yıl inceleme yapan Galileo uzay aracı da aynı şeyi keşfetti. Io’da 400’ü aşkın etkin yanardağ vardı. Herhangi bir anda bunların 150 kadarı lav püskürtüyordu. Io’nun görünür bir çarpma krateri yoktu çünkü yer altından yüzeye çıkan sıcak lavlar tüm çarpma kraterlerini kapatmıştı.
Io’nun kükürtdioksitten oluşan ince bir atmosferi, yüzeyinde de dev kalderalar ve lav gölleri var. Kütleçekimi az olduğundan, üzerindeki yanardağlar Dünya’dakilerden çok daha yüksek. Bazıları 16 km yüksekliğinde. Bunlardan 300 km yükseğe kadar duman ve gaz püskürüyor. Bu püskürmeler Hubble Uzay Teleskobu’yla bile gözlenebiliyor.
Io, bütün Güneş sisteminde volkanik olarak en etkin gök cismi.
Peki neden böyle?
Neden içi eriyik halde?
Bunun nedeni Io’nun Jüpiter’e çok yakın, elips şeklinde bir yörüngede dönüyor olması. Jüpiter’in muazzam kütleçekim kuvvetiyle diğer uyduların kütleçekimi arasında kalan Io, şiddetli bir gelgit etkisine kapılıyor. Yani lastik gibi uzayıp kısalıyor. Dünya’da gelgit sırasında denizlerin yükselmesi gibi Io, Jüpiter’e en yakın konumdayken katı yüzeyi 100 m kadar yükseliyor. Bu etki de uydunun içindeki maddelerin her tur sırasında sıkışmasına, ısınmasına ve sonra da gevşemesine yol açıyor. Eriyik iç katmanları dışarı çıkıyor. İşte bu etkiler Io’daki 400’den fazla yanardağı etkin tutuyor. Dev sülfür gayzerleri, gökyüzüne doğru yüzlerce km fışkırıyor.
Europa
İkinci sırada Europa var.
Bu uydu, 3120 km çapında. Girintisi çıkıntısı olmayan, neredeyse pürüzsüz buzdan bir yüzeyi var. Tabii yüzlerce çatlağı ve kırıkları saymazsak. Bu haliyle yeryüzündeki donmuş göllerin yüzeyini andırıyor. Ay’dan biraz daha küçük olan bu uydunun yüzey sıcaklığı -160°C kadar.
Buraya ilk baktığınızda yaşam için uygun bir yer olmadığını düşünebilirsiniz fakat gerçekte hiç de öyle bir yer değil. Çünkü Jüpiter’in güçlü kütleçekim kuvveti, bu uydunun da iç kısımlarının ısınmasına yol açıyor. Bu nedenle bilim insanları yüzeydeki buzdan tabakanın ancak 10 ila 20 km kalınlığında olduğunu, onun altındaysa yaklaşık 100 km derinliğinde tuzlu sudan bir okyanusun bulunduğunu tahmin ediyorlar. Eğer bu doğruysa, Europa’da dünya okyanuslarınınkinin iki katı kadar su var demektir. Üstelik bu okyanus kalın buz tabakası sayesinde kozmik ışınlardan korunuyor. Bu sıra dışı durumlar Europa’yı çok özel bir konuma yükseltiyor. Çünkü bildiğiniz gibi su demek, yaşam olasılığı demek.
Hatta bazı bilim insanları Europa’nın okyanus tabanında tıpkı Dünya’dakilere benzeyen hidrotermal bacaların bile olabileceğini tahmin ediyorlar. NASA sırf bu uyduyu incelemek üzere 2024’te Clipper adlı bir uzay aracı gönderecek.
Ganymede
Şimdi sırada Ganymede var.
Jüpiter’in üçüncü büyük uydusu, aynı zamanda Güneş sisteminin de en büyük uydusu. Merkür’den bile büyük. 5268 km çapında. Bu uydunun yüzeyinde 2 ila 4 milyar yaşında çarpma kraterleri var. Çok fazla tektonik etkinlik ya da erozyon olmadığı için bu kraterler milyarlarca yıldır korunabilmişler. Göktaşlarının uyduya çarpıp yerkabuğuna gömülerek açtıkları kraterlerden etrafa buzlar saçılmış. Bu yüzden kraterler beyaz lekeler olarak görünüyorlar. Fakat bu uydunun da içi büyük olasılıkla sıcak ve eriyik bir tabakası var. Çünkü zayıf da olsa bir manyetik alanı bulunuyor.
Callisto
Ve geldik 4 numaraya.
Dört büyük uydu arasında Jüpiter’e en uzak olanı. Callisto.
Callisto’nun çok etkileyici bir görüntüsü var. Yüzeyi neredeyse tümüyle kraterlerle kaplı. Bunlar ağır bombardıman döneminde oluşmuş kraterler ve hiç bozulmadan günümüze kadar korunmuşlar. Yüzeyi 4 milyar yıldır hiç değişmemiş
Yüzeyindeki beyaz kraterler muhtemelen kirli buz denilen buz ve kaya karışımından oluşuyor. Bilim insanları yüzeye çarpan asteroitlerin, kuyrukluyıldızların ve büyük göktaşlarının yüzeyin altındaki bu karışımı ortaya çıkardığını düşünüyor. Diğer Galileo uyduları gibi bir iç aktiviteye sahipmiş gibi görünmese de buzdan yerkabuğunun altında bir okyanus bulunması mümkün.
En dikkat çekici bölgesi ise Valhalla krateri. Bu krater Güneş sistemindeki en büyük çok halkalı çarpma krateri. 1900 km’ye kadar uzanan çarpıcı, eşmerkezli halkalardan oluşuyor.
Jüpiter’in bu 4 büyük uydusu hakkında bildiklerimiz hala oldukça sınırlı. Aslında Jüpiter’in kendisiyle ilgili bildiklerimiz de sınırlı. Bu bilgileri bugüne kadar gönderilen bir elin parmaklarını geçmeyen uzay araçları sayesinde keşfettik.
Şimdi gelin bu Jüpiter görevlerine yakından bakalım.
Jüpiter’e Gönderilen Uzay Araçları
Jüpiter’e yönelik bakış açımızı değiştiren ilk uzay aracı 1973’te Jüpiter’in yakınından geçen Pioneer 10 oldu. 2023 itibariyle toplam 7 uzay aracı Jüpiter’in yakınından geçti. Yani flyby görevlerdi. 2 uzay aracı ise yörüngesine girdi. Jüpiter dış gezegenler arasında en çok ziyaret edilen gezegen. Bu görevlerin hepsi NASA öncülüğünde gerçekleştirildi. Bazıları ESA gibi uzay ajanslarıyla beraber gerçekleştirildi. 2023 Nisan’ında başlaması beklenen JUICE görevi ise sadece Airbus ve ESA tarafından gerçekleştirilecek.
Dünya’dan Güneş sistemindeki diğer gezegenlere yapılan uçuşlar bildiğiniz gibi yüksek bir enerji maliyetine sahip. Bir uzay aracının Dünya’nın yörüngesinden Jüpiter’e ulaşması, o uzay aracını yerden Dünya yörüngesine çıkarmak için harcanan enerji kadar enerji gerektiriyor. Bu da işleri iyice zorlaştırıyor ve maliyeti artırıyor.
Diğer bir sorun ise gezegenin üzerine inilebilecek katı bir yüzeyinin olmaması. Atmosfere giren herhangi bir sonda eninde sonunda Jüpiter’in içindeki muazzam basınç tarafından bertaraf ediliyor.
Bunlarla birlikte Jüpiter’in çevresindeki yüklü parçacıklarla dolu ortam da uzay sondalarının çalışmasını zorlaştırıyor. Örneğin Pioneer 11’in gezegene en yakın geçişini yaparken tespit ettiği radyasyon seviyesi mühendislerin tahmin ettiğinden 10 kat daha güçlüydü. Neyse ki birkaç küçük aksaklıkla, sonda, radyasyon kuşaklarından geçmeyi başardı. Sonra tasarlanan Voyager uzay araçları bu radyasyona dayanacak şekilde yapıldı.
Pioneer 10 ve Pioneer 11 (1972-1973)
Jüpiter’i keşfeden ilk uzay aracı Aralık 1973’te gezegenin yakınından geçen Pioneer 10’du. Ondan 12 ay sonra Pioneer 11 geldi. Pioneer 10, Jüpiter’in ve Galileo uydularının ilk yakın plan görüntülerini çekti. Gezegenin atmosferini inceledi, manyetik alanını saptadı, radyasyon kuşaklarını gözlemledi ve Jüpiter’in çoğunlukla akışkan bir yapıya sahip olduğunu tespit etti.
Pioneer 11 ise 4 Aralık 1974’te Jüpiter’in bulutlarının 34 bin km yakınından geçerek o zamana kadar Jüpiter’e en çok yaklaşan uzay aracı oldu. Büyük Kırmızı Leke’nin çarpıcı görüntülerini gönderdi. Jüpiter’in uçsuz bucaksız kutup bölgelerinin ilk gözlemini yaptı ve Jüpiter’in uydusu Callisto’nun kütlesini belirledi. Bu iki uzay aracı tarafından toplanan bilgiler gelecekteki sondaların tasarımı konusunda bilim insanlarına ve mühendislere çok önemli bilgiler verdi.
Voyager 1 ve Voyager 2 (1977)
Pioneerlerden sonra yine NASA tarafından Voyager Programı başlatıldı. Voyager 1, Jüpiter’i fotoğraflamaya Ocak 1979’da başladı ve en yakın geçişini 5 Mart 1979’da Jüpiter’in 349 bin km üstünden geçerek yaptı. Böylece yüksek çözünürlüklü görüntüler çekebildi.
Kısa süre sonra Voyager 1’i Voyager 2 takip etti. 9 Temmuz 1979’da gezegenin bulut tepelerinin 576 bin km üstünden geçti. Jüpiter’in halka sistemini keşfetti ve atmosferinin ilk yakın çekim görüntülerini gönderdi. İrili ufaklı karmaşık fırtınalar, girdaplar gözlemledi. Büyük Kırmızı Leke saat yönünün tersine hareket ediyordu.
Voyager misyonları sayesinde Jüpiter’in küçük uyduları Adrastea, Metis ve Thebe de keşfedildi. Bunlar Jüpiter’in bir uzay aracı tarafından tanımlanan ilk uydularıydı.
Voyagerlar özellikle Galileo uyduları hakkındaki anlayışımızı büyük ölçüde geliştirdi. Io’daki aktif volkanları, Ganymede’deki levha tektoniğine benzer yapıyı ve Callisto’daki çok sayıda krateri tespit ettiler.
Io’daki volkanik aktivitenin keşfi görevin en beklenmedik bulgusuydu. Çünkü Dünya dışında bir gök cismi üzerinde ilk kez aktif bir volkan gözlemlenmişti. Ganymede’in yeni ölçümleri ise, büyüklük bakımından Merkür’ü bile geride bıraktığını gösterdi.
Bir diğer şaşırtıcı bulgu ise Europa’dan geldi. Voyager 1’in gönderdiği düşük çözünürlüklü fotoğraflar uydunun üzerinde birtakım şeritler olduğunu gösteriyordu. Bu şeritler önce tektonik süreçlerin neden olduğu çatlaklar sanıldı fakat daha sonra Voyager 2’den gelen yüksek çözünürlüklü fotoğraflar durumu değiştirdi. Bunlar Dünya’daki göllerin üzerini kaplayan buz kütlelerine benziyordu ve Europa’nın sıvı bir okyanusu olabileceğini düşündürdü. Böylece Europa Dünya dışı yaşam bulundurma ihtimali olan birincil aday haline geldi.
Ulysses (1990)
8 Şubat 1992’de sahneye Ulysses uzay sondası çıktı. Ulysses aslında Güneş’in yörüngesine, onu tüm enlemlerde incelemek için gönderilmişti. Fakat Güneş’i tüm enlemlerde incelemek için, sondanın yörünge eğimini değiştirmesi ve Güneş sistemi düzlemini terk etmesi gerekiyordu. Görevi planlayan bilim insanları Güneş etrafındaki istenen yörüngeye ulaşmak için Jüpiter’in kütleçekiminden yararlandı. Böylece Ulysses 80°’lik bir manevra yapmış oldu. Bunu yaparken Jüpiter’in 451 bin km yakınından geçti.
Jüpiter ziyareti sırasında Ulysses, gezegenin manyetosferinin ölçümlerini yaptı. Kamerası olmadığı için görüntü alamadı. Şubat 2004’te Jüpiter’in yakınlarına tekrar geldiğinde yeniden birtakım ölçümler gerçekleştirdi.
Galileo (1989)
18 Ekim 1989’da Kennedy Uzay Merkezi’nden gerçekleştirilen fırlatma Jüpiter için çok önemliydi. Galileo uzay aracı 6 yıllık bir yolculuk sonrasında 7 Aralık 1995’te Jüpiter’e vardı. Bu flyby bir araç değildi. Hem Jüpiter’in yörüngesine giren hem de bir dış gezegenin yörüngesinde dönen ilk uzay aracıydı. Galileo sondası 7 yıldan fazla bir süre gezegenin yörüngesinde döndü ve bu dönemde Jüpiter sistemi hakkında büyük miktarda bilgi topladı.
Uzay aracı daha Jüpiter’e varmadan, 1994’te, Comet Shoemaker-Levy 9 kuyrukluyıldızının etkisine tanık oldu. Uzay aracındaki kameralar Jüpiter’in güney yarımküresine saniyede 60 km hızla çarpan parçaları gözlemledi. Bu Dünya dışı bir çarpışmanın ilk doğrudan gözlemiydi.
Galileo aracı sadece Jüpiter’i incelemekle kalmadı. Aynı zamanda tüm büyük uydularını da inceledi. Bu incelemeler sırasında mesela Europa’nın Dünya’da bulunan toplam su miktarından daha fazla su içerek bir yeraltı okyanusuna sahip olduğunu keşfetti. Ganymede ve Callisto uydularının da muhtemelen sıvı bir tuzlu su tabakasına sahip olduğunu düşündürdü. Io uydusundaki volkanları gözlemledi. Buradaki volkanik aktivite Dünya’dakinden 100 kat daha büyüktü. Ayrıca Ganymede’in kendi manyetik alanına sahip olduğunu tespit etti. Bu gerçekten bilim insanlarını çok şaşırttı. Güneş sisteminde kendi manyetik alanı olan ilk ve tek uydu Ganymede oldu.
Bir diğer inceleme alanıysa Jüpiter’in halka sistemiydi. Bu sistem göktaşlarının gezegenin 4 küçük iç uydusuna çarpmasıyla ortaya çıkan tozdan oluşuyordu.
Galileo kendisinden hariç bir de atmosfer sondası taşıyordu. Temmuz 1995’te bu atmosfer sondası salındı ve 7 Aralık 1995’te gezegenin atmosferine girdi. Bu sonda doğal olarak çok yüksek bir sıcaklık ve basınca maruz kaldı. 153°C’lik sıcaklıkta erimeden önce yaklaşık 58 dakika boyunca veri topladı.
Bu veriler Jüpiter’in Dünya’nınkinden çok daha büyük, gök gürültülü fırtınalara sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca Jüpiter’in atmosferik elementlerinin oranı Güneş’tekinden biraz farklıydı. Yani Jüpiter oluşumundan bu yana evrim geçirmişti.
Galileo sondasıyla aynı kaderi Galileo uzay aracı da yaşadı. 21 Eylül 2003’te kasıtlı olarak hızla gezegene yönlendirildi. Saniyede 47 km hızla atmosfere girdiğinde yüksek sıcaklık ve basınç Galileo uzay aracını da parçaladı. Bunun yapılmasının sebebi uzay aracının Europa’ya çarpma ihtimaliydi. Europa, sistemimizde yaşam barındırma olasılığı yüksek bir gök cismi olduğu için kirlenmesine izin verilemezdi. Bu ihtimal ortadan kaldırıldı.
Cassini (1997)
2000 yılında bu defa Cassini uzay sondası Jüpiter’i ziyaret etti. Cassini aslında Satürn’ü incelemek için tasarlanmıştı fakat astronomlar Jüpiter’i de ziyaret edebileceği bir yörünge tasarladı. Jüpiter’in o zamana kadar çekilmiş en yüksek çözünürlüklü görüntülerini bu sonda gönderdi. En yakın geçişini 30 Aralık 2000 tarihinde yaptı ve birçok bilimsel ölçüm yaptı. Atmosferini inceledi. 6 aylık uçuşu sırasında Jüpiter’in, soluk halkalarının ve uydularının yaklaşık 26 bin görüntüsünü çekti.
New Horizons (2006)
2006’da cüce gezegen Plüton’a giden New Horizons sondası Jüpiter’in kütleçekiminden yararlanacaktı. Bu yararlanma esnasında Jüpiter’in fotoğraflarını da çekti. Şubat 2007’de en yakın geçişini gerçekleştirdi.
Bu geçişte Jüpiter’in küçük uydularının hassas ölçümlerini yaptı. Kırmızı Nokta’sını, manyetosferini ve halka sistemini inceledi. Io’daki yanardağları ölçtü. Araç Plüton için tasarlanmış olsa da ilginç bir şekilde Jüpiter hakkında daha fazla veri topladı. Çünkü Plüton çok uzaktı.
Juno (2011)
5 Ağustos 2011’de sahneye Juno uzay aracı çıktı. Misyonun amaçlarından biri gezegenin yoğun bulutlarının altını araştırmaktı. İkincisi ise Jüpiter’in, Güneş sistemimizin ve genel olarak evrendeki dev gezegenlerin kökeni ve evrimi hakkındaki soruları yanıtlamaktı. 5 yıllık bir yolculuktan sonra 4 Temmuz 2016’da Jüpiter’in yörüngesine giren ikinci uzay aracı oldu. İlki görevini 2003 yılında tamamlayan Galileo’ydu.
Juno, Jüpiter ve uydularının göz kamaştırıcı görüntülerini gönderdi. Kamera teknolojisindeki gelişme fotoğrafların çözünürlüğünü çok arttırmıştı. Kutupların ilk görüntülerini çekti. Güneş sisteminde daha önce görülmemiş hava olaylarını, siklonları kaydetti. Atmosferini ve iç kısımlarını inceledi. Jüpiter’in iç kısmının eşit şekilde karışmadığını buldu. Gezegenin çekirdeğini araştırdı. Bu araştırma Jüpiter’in daha önce düşünüldüğü gibi katı bir çekirdeğe sahip olmadığını ancak kaya parçalarından ve metalik hidrojenden oluşan bulanık, keskin sınırları olmayan bir çekirdeğe sahip olduğunu gösterdi. Ayrıca 4 milyar yıldan uzun bir süre önce Jüpiter’e Dünya kütlesinin 10 katı büyüklüğünde bir cismin çarpmış olabileceğini düşündürdü.
Uzay aracının keşifleri sadece bunlarla kalmadı. Gezegenin yoğun manyetik alanının haritasını çıkardı. Bu manyetik alanın düzensiz ve kaotik olduğunu buldu. Derin atmosferdeki su ve amonyak miktarını ölçtü ve gezegenin auroralarını gözlemledi. Gezegenin dört bir yanında meydana gelen şiddetli, gök gürültülü, şimşekli kasırgaları görüntüledi. Bu görüntüler devrimseldi. Juno’nun keşifleri gerçekten de Jüpiter ve Güneş sistemimizin oluşumu anlayışımızda bir devrim yarattı. Jüpiter’in dev kütlesi orijinal bileşimini korumasına izin vererek bize Güneş sistemimizin tarihini takip etme fırsatı verdi.
Juno’nun görevi aslında Şubat 2018’e kadardı. Ancak şu anda genişletilmiş görevle, Eylül 2025’e kadar Jüpiter sistemi hakkında araştırma yapmaya devam ediyor. Özellikle Jüpiter’in uydularını, soluk halka sistemini araştırıyor. Ayrıca gelecekte gerçekleştirilecek Jüpiter görevleri için de veriler topluyor. Onlara öncülük ediyor. Görevini bitirdikten sonra Galileo uzay aracı gibi o da Jüpiter’in atmosferinin derinliklerine gönderilecek. Böylece Galileo uydularından birine çarpma ihtimali ortadan kaldırılacak.
Jupiter Icy Moons Explorer JUICE (2023)
Gelecekte de Jüpiter hakkında yepyeni görevler planlanıyor. Bunlardan en yakını Avrupa Uzay Ajansı yani ESA’nın gerçekleştireceği Jupiter Icy Moons Explorer görevi. Kısaca JUICE adını vermişler. JUICE’in Nisan 2023’te fırlatılması hedefleniyor. İç Güneş sistemindeki bir dizi geçişten sonra 2031’de Jüpiter’e varması bekleniyor.
JUICE Jüpiter’in Galileo uydularından buzlu olanlarını inceleyecek. Ganymede, Callisto ve Europa. Çünkü bu uyduların üçünün de yüzeylerinin altında önemli sıvı kütleleri olduğu düşünülüyor. Yani yaşam barındırıyor olabilirler.
Aralık 2034’te ise uzay aracının yakın plan bilim görevi için Ganymede’in yörüngesine girmesi planlanıyor. Eğer bu gerçekleşirse JUICE, Ay’dan sonra bir gezegenin uydusunun yörüngesine giren ilk uzay aracı olacak. Burada detaylı bir şekilde organik molekülleri ve yaşam için gerekli olan kimyasalları araştıracak.
Sonuç:
Jüpiter sistemi gerçekten de Güneş sistemimizin ve dev gezegenlerin oluşumu hakkında birçok sır barındırıyor. Belki yaşamın evrimi hakkında bile. Galileo uydularında yaşam var olabilir. Varsa bu yaşam kim bilir neye benziyor? DNA temelli mi? Yoksa bambaşka bir şey mi?
Evrenimiz hakkında pek çok şeyi aydınlığa kavuşturmak istiyorsak Gezegenlerin Kralı’nı daha çok incelemeliyiz.
Kim bilir o Büyük Kırmızı Leke’nin içinde bizi daha ne bilinmezler bekliyor?
Kaynaklar ve İleri Okuma:
Bir Nefeste Evren – COLIN STUART
50 Soruda Evren – ÇAĞLAR SUNAY
Evren 101 – CAROLYN COLLINS PETERSEN
Astronomi for Dummies – STEPHEN P. MARAN
https://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter
https://en.wikipedia.org/wiki/Galilean_moons
https://en.wikipedia.org/wiki/Exploration_of_Jupiter
https://tr.wikipedia.org/wiki/Ge%C3%A7_D%C3%B6nem_A%C4%9F%C4%B1r_Bombard%C4%B1man
https://en.wikipedia.org/wiki/Io_(moon)
https://en.wikipedia.org/wiki/Callisto_(moon)
https://en.wikipedia.org/wiki/Europa_(moon)
https://en.wikipedia.org/wiki/Ganymede_(moon)
https://en.wikipedia.org/wiki/Valhalla_(crater)
https://tr.wikipedia.org/wiki/J%C3%BCpiter%27in_halkalar%C4%B1
https://solarsystem.nasa.gov/missions/galileo/overview/
https://www.nasa.gov/mission_pages/juno/overview/index.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Juno_(spacecraft)
