dünya`ya potansiyel olarak çarpma tehlikesi olan gök cisimleri
advertisement
DÜNYA’YA POTANSİYEL OLARAK ÇARPMA TEHLİKESİ OLAN GÖK CİSİMLERİ Bir cisim yaklaşıyor! • Biz farkında olmasak da, Dünya’mız hergün binlerce irili ufaklı göktaşı tarafından bombardımana tutulmaktadır. • Neyse ki bunların büyük çoğunluğu atmosfere girdikten hemen sonra sürtünme nedeniyle yanmakta ve buharlaşarak yokolmaktadır. • Halk arasında “yıldız kayması” olarak bilinen bu olayı göktaşı yağmuru olarak gözlemekteyiz. • Buna karşılık, göktaşlarının çok azı ise atmosferde tamamen buharlaşmadan yeryüzüne ulaşabilmektedir. • Ancak yeryüzüne ulaşan “meteorit” genellikle bir toz zerresi kadar veya bir çakıl taşından biraz daha büyüktür. Bu cisimler nereden gelmektedir? Güneş Sistemi’nin Oluşumu Güneş Sistemi’nin Oluşumu Orion Bulutsusu’ndaki yıldız oluşum bölgeleri: Bebek yıldızları saran “gezegen öncesi diskler – Propilit’ler” Güneş Sistemi’nin Oluşumu • Güneş sistemimiz, devasa boyutlu bir gaz ve toz bulutunun kendi ekseni etrafında dönmeye başlaması ve şıkışması ile oluşmuştur. • Dönme etkisi ile bulut, dönme ekseni boyunca basıklaşmış ve dönme eksenine dik doğrultuda ise yaygınlaşmıştır. • Dönme sonucu basıklaşmanın son aşamalarında merkezinde daha yoğun ve sıcak bir bölge oluşmuştur. Bu yoğun ve sıcak bölge daha sonra Güneş’imizi oluşturacak cisim olup “ön-güneş” adı ile anılır. Güneş Sistemi’nin Oluşumu • Büzülme başlangıcından 10 milyon yıl sonra ön-güneş bölgesinin iç sıcaklığı birkaç milyon derece sıcaklığa ulaşır ve HHe dönüşümünü sağlayan nükleer yanma başlar. Merkezdeki sıcak bölge artık bir yıldızdır: GÜNEŞ • Güneş etrafında bazı yoğunlaşma bölgelerinde kalan parçaların birleşmesiyle gezegenlerin atası olan “ön-gezegenler” oluşmaya başlar. • Ön-gezegenler arası çarpışma ve birleşmelerle bugünkü gezegenler oluşmuştur. Güneş Sistemi’nin Oluşumu Bir Gezegen Eksik! 1781 yılında Herschel’in Uranüs’ü keşfetmesinden sonra çok sayıda araştırmacı Güneş sistemimizde henüz keşfedilmemiş gezegenlerin var olabileceği konusunda kuşku duymaya başlamıştır. 18. yüzyıl sonlarında astronomların elinde, gezegen yörüngelerinin yarıçaplarını Güneş’ten olan uzaklık sıralarına bağlayan basit bir kural vardı, Titius-Bode kuralı: a n 0.3 2n 0.4 Merkür n=- Venüs n=0 a n (AB) 0.40 0.70 1.00 Gerçek değer (AB) 0.39 0.72 1.00 Yer n=1 (n=- Merkür, 0 Venüs, 1 Yer, ...) ? Jüpiter n=4 Satürn n=5 Uranüs n=6 1.60 2.80 5.20 10.00 19.60 1.52 ? 5.20 9.27 19.19 Mars n=2 n=3 Mars ve Jüpiter arasında bir gezegen daha olmalıydı!! Bir gezegen var ama... Tüm gezegenlerin yörüngelerinin ekliptik düzleminde olduğu gerçeğinden hareketle Mars ve Jüpiter yörüngeleri arasında yer alması olası Güneş sistemi üyesi için sistematik gözlemler başladı. 1 Ocak 1801 Giuseppe Piazzi CERES’i keşfetti. Yörünge dönemi: P = 4.6 yıl Güneş’e uzaklığı: a = 2.77 AB Çapı: D = 918 km HAYAL KIRIKLIĞI: Çok küçük olan bu cisim beklentileri açıklamaya yetmedi. 28 Mart 1802 1 Eylül 1804 29 Mart 1807 Heinrich Olbers PALLAS Karl L. Harding JUNO Heinrich Olbers VESTA P = 4.6 yıl a = 2.77 AB D = 544 km P = 4.4 yıl a = 2.50 AB D = 240 km P = 3.6 yıl a = 2.36 AB D = 550 km Asteroitler Bu bölgede bulunan milyonlarca asteroitten çapı 1 km’den büyük olan asteroitlerin sayısı 1.1 – 1.9 milyon arasındadır. Braille 0.6 × 0.6 × 2.2 km Asteroitler Annefrank 6.6 × 5.0 × 3.4 km DEEP SPACE-1 1999 Ida STARDUST 2002 Gaspra 54 × 24 × 15 km 18 × 10 × 9 km Dactyl GALILEO 1993 Eros GALILEO 1991 D = 1.5 km 13 × 13 × 33 km HAYABUSA 2005 Mathilde 13 × 13 × 33 km NEAR-SHOEMAKER 2001 NEAR-SHOEMAKER 1997 Itokawa 0.5 × 0.3 × 0.2 km Asteroitler Asteroitler yapılarına göre farklı yoğunluklara sahip olabilirler. Buz – kaya karışımı bir bileşime sahip olan asteroitler 1.5 – 3 gr/cm3, metal – kaya karışımı olanlar 3 – 7 gr/cm3, tamamen metalik yapıda (demir – nikel) olanlar ise 7 – 8 gr/cm3 yoğunluktadırlar. Demir – Nikel bileşimli Kayalık bileşimli NEA’lar • Bizim için önemli olanlar ise Dünya'ya yakın veya Dünya yörüngesini kesen yörüngelerde dolanan asteroitlerdir. • Bu cisimlerin, yörüngeleri üzerindeki hareketleri sırasında Dünya’ya çok yaklaşarak çekim etkisine kapılmaları ve sonuçta Dünya’ya çarpma tehlikeleri bulunmaktadır. • Bu asteroitler, “Dünya'ya Yakın Asteroitler” ya da orijinaliyle "NearEarth Asteroids“ (NEA) şeklinde adlandırılırlar. • NEA’ların bilinen sayısı 1000 civarındadır. Ancak henüz keşfedilmemiş onbinlercesinin daha olduğu tahmin edilmektedir. • Yapılan hesaplamalar, Dünya’ya çarpması durumunda küresel bir felakete yol açabilecek büyüklükteki NEA’ların sayısının 2.000 civarında olduğunu göstermektedir. NEA’lar Bir asteroitin Dünya'ya en yakın geçişi 2004 yılında gerçekleşmiş, 30 metre çapındaki 2004FH, Dünya‘ya 43.000 kilometre kadar yaklaşmış, deyim yerindeyse sıyırıp geçmiştir. Çarpma Tehlikesi Bulunan NEA’lar • Son zamanlarda bize en çok yaklaşan asteroit: – 2012 TC4 (Yaklaşma tarihi: 12 Ekim 1996) • Büyüklüğü: 17 metre (yaklaşık bir ev büyüklüğünde) • Ay’ın 4’te 1 uzaklığı kadar (95.000 km) bize yaklaşmıştır. • Hızı: 45.000 km/saat Çarpma Tehlikesi Bulunan NEA’lar • Yakınımızdan geçen en yakın tarihli asteroitler: – 2012 DA14 (Yaklaşma tarihi: 15 Şubat 2013) – 2013 HT25 (Yaklaşma tarihi: 18 Nisan 2013) Çarpma Tehlikesi Bulunan NEA’lar • En tehlikeli cisim: – 99942 Apophis (Yaklaşma tarihi: 13 Nisan 2029) • Büyüklüğü: 600 metre • Ay’ın 10’da 1 uzaklığı kadar (40.000 km) bize yaklaşacaktır. • Hızı: 45.000 km/saat • Bununla beraber 2041, 2047, 2048 yıllarında da yakın geçişler olacaktır. Gerard Kuiper 1905-1973 Jan H. Oort 1900-1992 Kuiper Kuşağı Oort Bulutu - Güneş’ten 30 – 55 AB - Güneş sistemini disk şeklinde saran - Kısa dönemli kuyruklu yıldızlar - Güneş’ten 50 000 – 100 000 AB - Güneş sistemini küresel saran - Çok uzun dönemli kuyruklu yıldızlar Güneş sistemimizi oluşturan devasa bulutsudan geriye kalan buzlu ve kayalık kalıntılar Kuyrukluyıldızlar Kaya parçaları ve toz taneciklerinin, su, karbondioksit ve metan buzları ile birarada durduğu bu cisimlere, Güneş sisteminin “Kirli kartopları” da denir. Kuyrukluyıldızlar: HALLEY HALLEY KUYRUKLU YILDIZI GIOTTO ile görüntülenen çekirdeği GIOTTO uzay aracı HALLEY 1986 GIOTTO gözlemlerine göre modeli GIOTTO ile alınan tayfı Göreli yeğinlik Edmund HALLEY HALLEY’in yörüngesi Dalgaboyu [mm] Kuyruklu Yıldızlar SHOEMAKER-LEVY 9 KUYRUKLU YILDIZI İki amatör astronom tarafından 24 Mart 1993’de keşfedildi Haziran 1992’de Jüpiter yakın geçişi sırasında, gezegenin çekim etkisi ile 22 ayrı parçaya ayrıldığı anlaşıldı Güneş etrafındaki yörüngelerini tamamlayan parçalar Jüpiter’in yanından geçerken çekimine kapılıp 16-22 Temmuz 1994’de Gezegene düştü. Düşen parçaların bıraktığı izler haftalarca izlendi. Çarpma anında oluşan ateş toplarının bilimsel gözlemlerinden Jüpiter atmosferinin özellikleri hakkında önemli bilgiler elde edildi. Kuyrukluyıldızlar TEMPEL-1 KUYRUKLU YILDIZI 4 Temmuz 2005 tarihinde DEEP IMPACT uzay aracından bırakılan bir “ÇARPIŞMA SONDASI” ile bombalandı. Kuyruklu yıldızlar kaya, buz ve tozdan oluşmaktadır. Göreli yeğinlik Deep Impact HRI-IR Tayfçekeri Dalgaboyu [mm] Dünya’ya Çarpma Tehlikesi Olan Gök Cisimleri • Özellikle Mars ve Jüpiter arasına yığılmış olan ancak tüm Güneş Sistemi’ne göre yayılmış olan asteroitlerden yere yakın geçiş yapanlar. • Kuiper kuşağı ve Oort bulutunda yeralan kuyruklu yıldızlar ve bu kuyruklu yıldızların parçaları. Dünya’ya Çarpan Gök Cisimleri Dünya üzerindeki krater yapılarının ise neredeyse tamamı, meteorolojik olaylar ve bitki örtüsünün zamanla bölgeyi kaplaması gibi etkenlerden dolayı zamanla görülemez hale gelmektedirler. Bu nedenle ancak çok yakın zamanlarda meydana gelmiş olan çarpışmaların izlerini görebilmekteyiz. Dünya’ya Çarpan Gök Cisimleri • Arizona’daki meteor krateri – 50.000 yıl önce – Demir ve nikelden oluşan 40 – 45 m çapında bir asteroit (8 gr/cm3 ) – 45 lik açıyla – Krater Çapı: 1200 m – Krater Derinliği: 250 m – > 3 megaton TNT – 5 şiddetinde deprem – 10 km uzaklıkta bile 80 dB ses – Küçük bir şehri yoketme potansiyeli Bir göktaşının çarpması halinde yeryüzüne vereceği zararın, göktaşının yoğunluğu ile ilişkisi nasıldır? Demir – Nikel bileşimli Kayalık bileşimli Bu ilişkiyi biraz önceki örnekle açıklayabiliriz. Eğer Arizona’daki Meteor Krateri’ni oluşturan göktaşı metalik değil, kayalık bir göktaşı olsaydı, tek parça halinde kalamayacak ve yaklaşık olarak 10.000 metre yükseklikte parçalanarak yeryüzüne küçük parçalar halinde düşecekti. Bu durumda bir krater oluşmayacak, onun yerine çok sayıda küçük göktaşı birkaç kilometrekare genişliğindeki bir alanı bombardımana tutacaktı. Bu göktaşı, metalik göktaşının yapabileceği gibi bir şehri yokedemeyecek, ancak geniş bir alanda yerel zararlar verebilecekti. Dünya’ya Çarpan Gök Cisimleri • Öte yandan, kaya-buz karışımından oluşan kuyrukluyıldız çekirdekleri ise atmosferdeki sürtünmeden dolayı ulaştıkları yüksek sıcaklık nedeniyle yeryüzeyine ulaşamadan patlayabilirler. • Buna örnek olarak 1908 yılında Sibirya'nın Tunguska bölgesinde büyük bir hızla atmosfere girerek yerden 5 ila 10 km yükseklikte patlayan gökcismini verebiliriz. • 50 metre çapında olduğu tahmin edilen gökcisminin, önceleri kayalık bir asteroit olduğu düşünülmüşse de daha sonradan kaya-buz karışımından oluşan bir kuyrukluyıldız çekirdeği olduğu anlaşılmıştır. • Tunguska göktaşı yere çarpmadan önce patladığı için yer yüzeyinde bir krater oluşturmamış, ancak irili ufaklı binlerce meteorit parçası yüzlerce km2 lik bir alana saçılmıştır. 0.5 megaton TNT’ye eşdeğer enerjiye sahip patlamanın şiddetiyle 2000 km2 lik bir alandaki tüm bitki örtüsü yokolmuştur. • Tunguska göktaşının atmosferde yanmasıyla meydana gelen ateş topu, gündüz olmasına rağmen 500 kilometre uzaktan bile görülebilmiş ve patlamanın sesi 1000 kilometre uzaklıktan duyulabilmiştir. Dünya’ya Çarpan Gök Cisimleri • • • • Dünya’ya düşen göktaşlarının büyük çoğunluğu 45° veya buna çok yakın açılarla yere çarparlar. Bu durumda oluşan krater dairesel şekildedir. Ancak bunun istisnaları da yok değildir. 1990 yılında Arjantin’de keşfedilen Rio Cuarto kraterlerinin günümüzden 10.000 yıl önce yere çok küçük bir açıyla ve parçalar halinde düşen bir göktaşı tarafından oluşturulduğu düşünülmektedir. Küçük çarpma açısı nedeniyle kraterlerin dairesel değil eliptik şekilllerde meydana görülmektedir. Çarpışma sonucunda, en büyüğü 3500 x 700 metre büyüklüğünde olan bir krater grubu meydana gelmiştir. Dünya’ya Çarpan Gök Cisimleri Büyük oranda karbon bileşiklerinden meydana gelen “carbonaceous chondritic” türünden meteorlar. Dünya’ya Çarptığı Bilinen En Büyük Gök Cismi Nedir? • • • • • • • 65 milyon yıl önce Göktaşının çapı: 17 km 100 milyon megaton TNT’ye eşdeğer enerji Krater 300 km çapında Mega tsunamiler Güneş ışığının yere ulaşamaması Pekçok bitki ve hayvan türünün yok olması Bazı Kraterler Wolfe Creek Krateri 300.000 yıl yaşında 1.2 km çapında Barringer Krateri 50.000 yıl yaşında 1.4 km çapında Pingualuit Krateri 1.4 milyon yıl yaşında 3.4 km çapında Manicouagan Krateri 200 milyon yıl yaşında 70 km çapında Küçük Cisimler Göktaşının Çapı ≤ 10 m 25 - 50 m 50 - 100 m Çarpışma Periyodu Çarpışmanın Sonuçları sürekli Kuyrukluyıldız çekirdekleri ve kayalık asteroitler atmosferde parçalanır. Ancak büyük ve yoğun demir asteroitler (~%2-3) yere ulaşabilir ve küçük kraterler oluşturabilirler. Yerleşim yerine düşmeleri halinde yerel olarak hasar meydana getirirler. 100 - 500 yıl Kayalık asteroitler atmosferde parçalanır ve ancak büyük parçalar yeryüzüne ulaşabilir. Kuyrukluyıldızlar ise Tunguska benzeri patlama meydana getirebilirler. Demir asteroitler ise tek parça halinde yere ulaşarak birkaç yüz metreden bir kilometereye varan kraterler oluştururlar (Arizona’daki Meteor Krateri gibi). Bu tür bir çarpışma, bir kasabayı veya küçük bir şehri tamamen yıkabilir. 500 - 2.500 yıl Kayalık asteroitler ve kuyrukluyıldız çekirdekleri atmosferde yanarak Tunguska benzeri patlama meydana getirirler. Demir asteroitler ise yere düşerek 10 ila 100 megaton TNT’ye eşdeğer enerjili patlama meydana getirirler. Oluşan kraterin çapı 1 - 2 kilometreyi bulabilir. Çarpışma sonucu Richter ölçeğine göre 5 ila 6 arasında büyüklükte sarsıntı meydana gelir. Böyle bir göktaşı büyük bir şehre hasar verebilir. Göktaşının okyanusa düşmesi halindeyse tsunami meydana gelebilir. Göktaşının Çapı 100 - 250 m 250 – 500 m Çarpışma Periyodu Çarpışmanın Sonuçları 2.500 – 10.000 yıl Kuyrukluyıldız çekirdekleri Tunguska benzeri ama ondan çok daha güçlü patlamalar meydana getirirken kayalık ve demir asteroitler yeryüzüne ulaşarak 100 ila 1.000 megaton TNT’ye eşdeğer enerji açığa çıkarırlar. Oluşan kraterin çapı 2 ila 4 kilometreyi bulurken, çarpışma nedeniyle oluşan sarsıntının büyüklüğü Richter ölçeğine göre 6 ila 7 arasındadır. Bu büyüklükte bir göktaşı bir metropol şehri tamamen yokedebilir. Göktaşının okyanusa düşmesi halinde ise güçlü tsunamiler oluşur. 10.000 – 50.000 yıl Bu büyüklükteki bir göktaşı yapısı ne olursa olsun yeryüzüne ulaşır. Çarpışma sonucunda 1.000 ila 10.000 megaton TNT’ye eşdeğer enerji açığa çıkar ve meydana gelen kraterin çapı 10 kilometreye ulaşabilir. Yüzlerce kilometre uzaklıktan bile duyulabilen çarpışmanın meydana getirdiği yer sarsıntısının büyüklüğü Richter ölçeğine göre 7.5 civarındadır. Bu büyüklükte bir göktaşı küçük bir ülkeyi tamamen yıkabilir. Okyanusa düşmesi halinde ise oluşacak dev tsunamiler geniş bir alanda etkili olur.. Göktaşının Çapı 500 – 1.000 m 1.000 – 2.500 m Çarpışma Periyodu Çarpışmanın Sonuçları 50.000 – 250.000 yıl Çarpışma sonucunda oluşan kraterin çapı 20 kilometre veya daha fazladır. Ortaya çıkan enerji ise 10.000 ila 100.000 ton megaton TNT’nin çıkaracağı enerjiye eşdeğerdir. Çarpışmanın sesi ve oluşturduğu hava akımı binlerce kilometre uzaktan bile hissedilebilir. Atmosfere yükselen toz bulutu, iklimi küresel olarak etkileyebilecek büyüklüktedir. Oluşan sarsıntı ise Richter ölçeği ile 8 büyüklüğündedir ve yeryüzünde görülen en güçlü jeolojik depremlerle aynı şiddettedir. Böyle bir göktaşı yüzbinlerce kilometrekarelik alanı haritadan silebilir. Çarpışmanın okyanusa olması halinde tüm yarıküreyi etkileyecek dev tsunamiler meydana gelir. 250.000 – 1.000.000 yıl Bu büyüklükte bir göktaşının yeryüzüne çarpması ile meydana gelecek kraterin çapı 50 kilometreye ulaşabilir. Ortaya çıkan enerji ise 100.000 ila 1.000.000 megaton TNT’ye eşdeğerdir. Çarpışmanın etkisiyle 1.000.000 kilometrekarelik bir alan tamamen yıkılırken, atmosfere yükselen tozlar, Güneş ışığını bloke ederek Dünya üzerindeki iklimi uzun süreli olarak değiştirebilir. Hatta bu çarpışma ile atmosferin ozon tabakasında büyük hasar meydana gelebilir. Çarpışmanın meydana getireceği sarsıntı Richter ölçeğine göre 9 büyüklüğündedir ve kaydedilen en büyük jeolojik sarsıntıdan daha güçlüdür. Göktaşının okyanusa düşmesi halinde ise oluşacak olan dev tsunamiler tüm yeryüzünü etkileyecek güçte olur. Göktaşının Çapı 2.500 – 5.000 m ≥ 5.000 m Çarpışma Periyodu Çarpışmanın Sonuçları 1.000.000 – 5.000.000 yıl Milyonlarca megatonluk TNT’ye eşdeğer enerjinin ortaya çıkacağı böyle bir çarpışmadan sonra oluşacak kraterin çapı 100 kilometreyi bulabilir. Bu çaptaki bir göktaşı Avusturalya kıtası büyüklüğünde bir alandaki tüm yapıları yerlebir edebilir. Oluşacak sarsıntı Richter ölçeği ile 9.5 büyüklüğündedir ve çarpışmanın etkisi tüm Dünya üzerinde hissedilir. Ozon tabakasında büyük hasar meydana gelir ve yerden yükselen tozlar iklimi küresel olarak değiştirir. Toz bulutlarının Güneş ışığını engellemesi ile Dünya’da bir buzul çağı başlayabilir. Böyle bir küresel felaket sonucunda pek çok canlı türü yokolabilir. > 5.000.000 yıl Bu büyüklükte bir göktaşı çarpması Dünya üzerinde küresel bir felakete neden olur. Göktaşının çarptığı kıta tamamen yıkılırken, oluşacak kraterin büyüklüğü yüzlerce kilometreye ve açığa çıkan enerji yüz milyonlarca megaton TNT eşdeğerine ulaşabilir. Kalkan toz bulutları Dünya’nın uzun süreli bir karanlığa ve buzul çağına girmesine neden olur. Pekçok bitki ve canlı türü yokolur. Dinozorların yokolmasına neden olduğu düşünülen 17 km çapındaki göktaşı buna örnek verilebilir. Meteor Yağmurları Meteor Yağmurları Genellikle kuyruklu yıldız yörüngelerini takip ederler. Yer, yörüngesinin üzerinde kuyruklu yıldız yörüngeleri ile kesim noktalarına yaklaştığında yoğun göktaşı yağmurları gözlenir. Kuyruklu yıldız yörüngesi Yağmur Zaman Oluşturan Cisim Quadrantids Ocak başı 2003 EH1 Asteroiti Lyrids Nisan sonu Thatcher KY Pi Puppids Nisan sonu Comet 26P/Grigg-Skjellerup Eta Aquarids Mayıs başı Comet 1P/Halley June Bootids Haziran sonu Comet 7P/Pons-Winnecke GÜNEŞ Yer yörüngesi Perseids Ağustos ortası Comet 109P/Swift-Tuttle Draconids Ekim başı Comet 21P/Giacobini-Zinner Orionids Ekim sonu Comet 1P/Halley Taurids Eylül ortası Minor planet 2004 TG10 and others Leonids Kasım Ortası Comet 55P/Tempel-Tuttle Geminids Aralık ortası Minor planet 3200 Phaethon Ursids Aralık Sonu Comet 8P/Tuttle
