güneş sistemi cisimleri için 2006 sınıflaması - Akademik-Der
advertisement
AKADEMİK-DER Sayı: 1 (2017 Sonbahar) Tarih, Eğitim, Bilim ve Kültür Dergisi GÜNEŞ SİSTEMİ CİSİMLERİ İÇİN 2006 SINIFLAMASI THE 2006 CLASSIFICATION FOR THE SOLAR SYSTEM’S BODIES Ömer Lütfi Değirmenci Özet Abstract Uluslararası Astronomi Birliği (IAU), 2006 yılındaki toplantısında, Güneş sistemindeki gök cisimlerini sınıflandırmak amacıyla üç kriter belirlemiştir. Bu kriterlerin her üçünü de sağlayanlar “gezegen”, ilk ikisini sağlayan ve herhangi bir gök cisminin uydusu olmayanlar “cüce gezegen” ve yalnızca birincisini sağlayan ve uydu olmayanlar da “küçük Güneş-Sistemi cisimleri” olarak sınıflandırılmıştır. Plüto, yeni gezegen tanımını sağlamadığı için cüce gezegen olarak yeniden sınıflandırılmıştır. In the General Assembly held in 2006, The International Astronomical Union (IAU) determined three criteria to classify celestial bodies in the solar system. The solar bodies that satisfy all the three criteria are classified as “planet”, those that satisfy the first two criteria and that are not satellite of any solar body as “dwarf planet” and those that satisfy the only first criterion and that are not satellite as “small Solar-system bodies”. Because it doesn’t meet the new planet definition Pluto was reclassified as dwarf planet. Anahtar Kelimeler: Güneş sistemi, gezegen, cüce gezegen, küçük Güneş Sistemi cisimleri Key Words: The Solar system, planet, dwarf planet, small Solar system bodies Prof., Dr., Ege Üniversitesi, Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü ([email protected]). 35 Ömer Lütfi Değirmenci Akademik-Der Sayı: 1 (2017 Sonbahar) 1. Gezegen Nedir? Güneş sistemimiz, ana cisim olan Güneş ve onun etrafında dolanan farklı biçim ve özelliklere sahip gök cisimler ile gaz ve tozdan oluşur. Güneş’in kendisi bir yıldızdır. Yani bir enerji kaynağıdır. Güneş’in merkezi kısımlarında meydana gelen çekirdek tepkimeleri ile enerji üretilmekte ve bu enerji yüzeyden tüm uzaya salınmaktadır. Dünya yaşamı varlığını bu enerjiye borçludur. IAU’nun yeni sınıflamasına göre Güneş sisteminde yer alan diğer gök cisimleri; (klasik) gezegenler (Merkür, Venüs, Yer (Dünya), Mars, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün), cüce gezegenler ve küçük Güneş-sistemi cisimleridir (meteoroid, asteroid ve kuyruklu yıldızlar). 36 Gezegenler, Dünya gibi Güneş etrafında, Güneş’e uzaklıklarının farklı farklı olması nedeniyle farklı açısal hızlarla, dolandıklarından gökyüzünde uzak yıldızların geri zemininde, ileri ya da geri yönde yer değiştirdikleri (gezindikleri) eskiden beri biliniyordu. Yer’in, Güneş etrafında, Ay’ın da Yer etrafında dolanıyor olmasının doğal sonucu olarak Güneş ve Ay’da yine yıldızlara göre doğu yönünde olmak üzere oldukça hızlı hareket ederler. Bu nedenle ilk çağlarda, yıldızlardan farklı şekilde davranan ve gökyüzünde adeta gezinen Ay, Merkür, Venüs, Güneş, Mars, Jüpiter ve Satürn’e, onları yıldızlardan ayırmak için, gezen, gezinen anlamında “planet” (gezegen) denilmiştir. Sonraki süreçte Güneş sistemindeki cisimlerin Güneş’in etrafında dolandıkları (Güneş merkezli Evren Modeli –Kopernik (1473 – 1543) Evren Modeli) ve Ay’ın da Dünya’nın uydusu olduğu anlaşılmış. Ardından Uranüs, Neptün ve Plüto’nun keşfi ile 2006 yılına değin dokuz (klasik) gezegen ile gelinmiştir. Bunlar, Güneş’e uzaklıkları sırasıyla Merkür, Venüs, Yer (Dünya), Mars, Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün ve Plüto’dur. 2. Uluslararası sınıflaması Astronomi Birliğinin 2006 Güneş Sistemi cisimlerinin sınıflandırmasına yönelik resmi tanımlama, Uluslararası Astronomi Birliği (IAU)’nun 2006 yılında Çek Cumhuriyeti’nin başkenti Prag’da yaptığı toplantıda kabul edilmiştir [1]. Sınıflamada dikkate alınan üç kriter şu şekildedir: 1. Güneş etrafında dolanma, 2. Hidrostatik dengede olmaya yetecek kadar kütleye sahip (hemen hemen küresel biçimli) olma, 3. Dolandığı yörüngesi süpürerek temizlemiş olma. üzerindeki bölgeyi IAU’ya göre, kriterlerin üçünü de sağlayan gök cisimleri (klasik) gezegen (planet) olarak adlandırılırken yalnızca ilk iki kriteri sağlayan ve herhangi bir gezegenin uydusu olmayan gök cisimlerine ise cüce gezegen (dwarf planet) denir. Buna göre IAU, gezegen ve cüce gezegenleri iki ayrı sınıf olarak ele almış bulunmaktadır. Diğer taraftan yalnızca ilk kriteri sağlayan ve uydu olmayan diğer tüm gök cisimlerine (meteoroid, asteroid, kuyruklu yıldız) ise küçük Güneş-sistemi cisimleri denilmektedir. Bu yeni tanımlama ile eskiden beri kullanılan küçük gezegen (minor planet) terimi terk edilmiştir. Plüto, 2006 yılına kadar kimi itirazlar olsa da yaygın olarak Güneş sisteminin dokuzuncu gezegeni olarak kabul edilirdi. Yeni sınıflama ile Plüto’nun statüsü değişmiş ve cüce gezegen sınıfına dâhil edilmiştir. 3. Plüto’nun statüsü neden değiştirildi? Plüto’nun keşfi diğer büyük gezegenlerden çok sonradır. Plüto, (klasik) gezegenler içerisinde hem en küçük hem de Güneş’e en uzak olanıdır. Bu da onun keşfinin gecikmesini açıklamaktadır. Plüto, ilk olarak, dokuzuncu gezegeni bulmak isteyen Lowell Gözlemevi Müdürü V. M. Slipher’e, kendisinin çağrısı üzerine yardım için gelen ve amatör bir astronom olan Clyde Tombaugh’un 23 ve 29 Ocak 1930 tarihlerinde çektiği gökyüzü fotograflarında fark edildi. Sonraki günlerde emin olmak için çok sayıda gözlem yapıldı ve sonunda 13 Mart 1930 tarihinde dokuzuncu gezegen olarak kamuoyuna duyuruldu [2]. Lowell Gözlemevi çalışanları arasında yapılan bir seçim ile yeni bulunan bu gezegene mitolojiye de meraklı olan 11 yaşındaki bir İngiliz öğrencinin önerdiği Plüto adı verildi. Plüto, mitolojide “Yeraltı Tanrısı” olarak bilinir. Esasen Plüto’nun keşif çalışmaları çok daha gerilere gitmektedir. Neptün gezegeni keşfedilince (23 Eylül 1846, Johann Gottfried Galle) Uranüs’ün gözlenen ve hesaplanan yörüngeleri arasındaki farklar oldukça küçülmüştü. Aslında Neptün’ün keşfi de tıpkı Plüto gibi, Uranüs’ün yörüngesinde hesaplarla uyuşmayan düzensizlikleri açıklamak üzere, bu düzensizlikleri doğuracak ve o ana kadar henüz bilinmeyen başka bir gezegenin olması gerektiğinin Alexis Bouvard tarafından ortaya konmasından sonra olmuştur. Sonunda Neptün, Johann Gottfried Galle tarafından, tam da Urbain Jean Joseph Le Verrier’in matematiksel hesaplamaları ile tahmin ettiği bir konumda keşfedilmiştir. Bu keşif, Uranüs’ün yörüngesine ilişkin gözlem ve hesaplamalar arasındaki farkı neredeyse ortadan kaldırmış olmakla birlikte küçük bir fark hala vardı. Dönemin astronomları bu farkı doğuracak başka bir gezegenin olması gerektiğini düşünüyorlardı. Bilinmeyen bu X gezegenini araştırma çalışmaları, ilk Güneş Sistemi Cisimleri İçin 2006 Sınıflaması olarak, David Peck Todd tarafından ABD Deniz Gözlemevinde 1877 yılında başlatıldı. Tahminlere göre X gezegeni, Uranüs ve Neptün’ün yörüngelerindeki küçük düzensizlikleri doğurabilmesi için en azından Yer büyüklüğünde olmalıydı. Bu nedenle teleskop ile disk şeklinde görülmesi gerektiği düşünülüyordu. Lowell Gözlemevi’nin kurucusu Percival Lowell yaptığı hesaplamalar ile X gezegeninin Güneş etrafındaki dolanma döneminin 282 yıl, kütlesinin ise Dünya’nın kütlesinin yedi katı olması gerektiğini hesapladı. Çalışmalarını 1916’da ölünceye değin sürdürmesine karşın gezegeni bulmak konusunda başarılı olamadı. X gezegenini keşfetme çalışmaları 1919’dan itibaren W. H. Pickering tarafından sürdürülse de o da başarılı olamadı. Sonunda ilk önerilmesinden yaklaşık 80 yıl sonra 1930 yılında Tombaugh tarafından keşfedildi. Modern zaman gözlemleri ile yörüngesi, kütlesi ve yarıçapı duyarlı olarak belirlenen Plüto gerçekte bulunması amaçlanan X gezegeni olamayacak kadar küçüktür. Plüto’nun kütlesinin hassas bir şekilde ölçülmesindeki en büyük şans, Charon isimli uydusunun James Christy isimli astronom tarafından 22 Haziran 1978 tarihinde keşfedilmesi olmuştur [3]. Charon, mitolojide ölülerin ruhlarını Styx ırmağının karşısına, Plüto’nun (Yer Altı Tanrısı) olduğu yere geçiren kayıkçıdır. Burada bir parantez açarak Plüto’un başka uydularının da keşfedildiğini belirtelim. Nix ve Hydra isimli uydular 2005 yılında [4], Kerberos uydusu 2011 yılında [5] ve Styx uydusu ise 2012 yılında keşfedilmiştir [6]. Sonuç olarak Plüto’nun bilinen beş uydusu vardır. Son yapılan gözlem ve hesaplamalara göre Plüto’nun yarıçapı 1189,9 km [7], kütlesi Dünya’nın kütlesinin yaklaşık olarak %0.2’si kadar [8], dolanma dönemi ise 247.94 yıl’dır. Aslında Plüto’nun keşfinden çok önce küçük gezegenler keşfedilmeye başlanmıştı. Keşfedilen ilk küçük gezegen Ceres’dir (1801 , Giuseppe Piazzi). Ceres ilk keşfedildiğinde doğal olarak yeni bir gezegen olarak anılmıştır. Bu tarihten sonra bu tarz küçük boyutlu gezegenlerin keşfi hızlandı. Ceres ile hemen hemen aynı uzaklıkta (Mars ile Jüpiter arasında bir uzaklık. “Asteroid Kuşağı” denilen bu bölgede yüzbinlerce asteroid olduğunu biliyoruz) ikinci bir cisim 1802 yılında Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers tarafından keşfedildi ve Pallas adı verildi. Garip bir şekilde Güneş’ten uzaklıkları Ceres ve Pallas ile aynı olan Juno 1804 yılında Karl Harding tarafından, Vesta ise 1807 yılında, Pallas’ı da keşfeden astronom Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers tarafından keşfedildi. Herscel, bu dört gök cisimine, yıldızımsı (starlike) cisimler anlamına gelen asteroid isminin verilmesini önerdi [9]. Bu adlandırma bugün yaygın olarak kullanılmaktadır. Akademik -Der Sayı: 1 (2017 Sonbahar) Yine de o dönemde bu cisimlere gezegen diyen astronomların sayısı oldukça fazlaydı. Altıncı ve yedinci asteroidler 1845 ve 1847 yılında keşfedildi. Sayı giderek artarak 1851 yılında 15’e, 1860 yılında ise 100’ün üzerine çıkmıştır. Böylece, yeni bir sınıflama yapılarak bu cisimlere küçük gezegen denilmeye başlanmıştır. Günümüz gözlem koşulları sayesinde Neptün ötesinde de küçük gezegenler keşfedilmeye başlanmıştır. Bunlara örnek olarak Quaoar, Sedna ve Eris’i verebiliriz. Bugün irili ufaklı keşfedilen küçük gezegen sayısı 734274’e ulaşmıştır [10]. Bu cisimleri layıkıyla sınıflandırabilmek amacıyla IAU’nun 2006 yılı toplantısında yukarıda ifade edilen tanımlama kullanılmış ve yörüngesini tamamen temizleyememiş olması nedeniyle Plüto, gezegen sınıfı dışında kalmıştır. Bu toplantıda tanımlanan yeni cüce gezegen kategorisine dahil edilen ilk gök cisimleri Ceres, Pluto ve 2003 UB_313 (Eris) olmuştur [1]. IAU, M. E. Brown ve arkadaşları tarafından keşfedilen 2005 FY_9 (Makemake) ve 2003 EL_61 (Haumea) cisimlerini de [11], 2008 yılında cüce gezegen sınıfına dâhil etmiştir [12, 13]. Sonuç olarak, Güneş sisteminde halen cüce gezegen olarak sınıflandırılan beş cisim bulunmaktadır. Bunlar, keşif yıllarının sırasına göre, Ceres, Plüto, Eris, Haumea ve Makemake’dir. IAU’nun resmi tanımındaki üçüncü kriter yani yörüngesi üzerindeki bölgeyi (komşuluğunu) tamamen temizlemiş olmak kriteri aslında şu şekilde anlaşılmalıdır. Güneş etrafında dolanan bir gök cismi, kütlesinin yeterince büyük olması nedeniyle, yörüngesi üzerindeki dinamik koşulları tamamen belirleyebiliyorsa bu cisim yörüngesini temizlemiş sayılıyor. Aksi durumda yörüngeleri üzerinde birçok irili ufaklı başka cisimler bulunduğundan hemen tüm gezegenlerin de gezegen sayılmaması gerekirdi. Mars ile Jüpiter yörüngeleri arasında yüz binlerce asteroid bulunmaktadır. Asteroid kuşağı denilen bu bölgedeki hiçbir asteroidin kütlesi tek başına söz konusu kuşağın dinamik koşullarını belirleyecek kadar büyük değildir. Bu kuşakta dolanan hiçbir cisim üçüncü kriteri sağlamaz ve bu nedenle de gezegen değildir. Halbuki, örneğin Jüpiter ile aynı yörüngeyi paylaşan ve Jüpiter Truvalıları (Jupiter trojans) ve Jupiter Yunanları (Jupiter Greeks) denilen binlerce küçük cisim bulunmaktadır. Ancak Jüpiter’in kütlesi bütün bu cisimlerin kütlelerinin toplamından çok daha büyüktür ve yörüngenin dinamiğini esas olarak Jüpiter sağlamaktadır. Benzer olarak, Yer Truvalıları, Mars Truvalıları ya da Neptün Truvalıları dediğimiz ve ait oldukları gezegenle aynı yörüngeyi paylaşan küçük Güneş sistemi cisimleri de vardır. Söz konusu bu cisimlerin bulunduğu yörüngelerin dinamiğini esas olarak, sırasıyla, Yer, Mars ve Neptün sağlamaktadır. 37 Ömer Lütfi Değirmenci Böylece Yer, Mars ve Neptün gezegen sayılırken onlarla aynı yörüngeyi paylaşan cisimler ise küçük Güneş Sistemi cisimleri olarak sınıflandırılırlar. 4. Son Söz Uluslararası Astronomi Birliği (IAU)’nun 2006 yılındaki toplantı kararlarına göre Güneş sistemi, ortamdaki gaz ve toz bileşenlerini bir yana bırakırsak, orta büyüklükte bir yıldız olan Güneş dışında sekiz (klasik) gezegen (Güneş’e uzaklıkları sırasıyla: Merkür, Venüs, Yer, Mars, Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün), beş cüce gezegen (keşif yılları sırasıyla: Ceres, Plüto, Eris, Haumea, Makemake) ve küçük Güneş-sistemi cisimlerinden (meteoroid, asteroid, kuyruklu yıldız) oluşan bir sistemdir. IAU’nun kataloglarına girmiş küçük Güneş-sistemi cisimlerinin sayıları şu şekildedir: yakın-yer bölgesindeki cisimler 16545 adet, asteroidler 734274 adet, kuyruklu yıldızlar ise 3986 adet. Muhtemelen ve özellikle Plüto ötesinde yer alan ve Kuiper kuşağı denilen bölgede olmak üzere, başka cüce gezegenler hala keşfedilmeyi beklemektedir. Akademik-Der Sayı: 1 (2017 Sonbahar) KAYNAKLAR [1] International Astronomical Union (IAU): Press Release iau0603: https://www.iau.org/news/pressreleases/detail/iau060 3/ [2] Science: Scientific Notes and News, 1930, “The ninth planet”, Vol. 71, Issue 1838, 310. [3] Christy, J. W. and Harrington, R. S., 1980, “The discovery and orbit of Charon”, Icarus, Volume 44, Issue 1, pp 38-40. [4] Weaver, H. A., Stern, S. A. and Mutchler, M. J. et al. 2006 Nature, “Discovery of two new satellites of Pluto”, 439, 943-945. [5] Showalter, M. R., Hamilton, D. P., Stern, S. A., et al., 2011, “New Satallite of (134340) Pluto: S/2011 (134340) 1”, Central Bureau for Astronomical Telegrams (CBET), 2769. [6] Showalter, M. R., Weaver, H. A., Stern, S. A., et al., 2012 “New Satellite of (134340) Pluto: S/2012 (134340) 1”, International Astronomical Union Circular (IAUC), No. 9253. [7] Hinson, D. P., Linscott, I. R., and Young, L. A. et al., 2017, “Radio occultation measurements of Pluto’s neutral atmosphere with New Horizons”, Icarus Volume 290, pp 96-111. [8] Stern, S. A., F. Bagenal, K. Ennico, 2015, “The Pluto system: Initial results from its exploration by New Horizons”, Science Vol. 350, Issue 6258. 38 [9] Herschel, W., 1802, “Observations on the two lately discovered celestial bodies”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Volume 92, pp. 213-232 [10] International Astronomical Union (IAU): Minor Planet Service: http://www.minorplanetcenter.net/ [11] Green, D. W. E., 2005, International Astronomical Union Circular (IAUC), No. 8577. [12] Green, D. W. E., 2008, International Astronomical Union Circular (IAUC), No. 8960. [13] Green, D. W. E., 2008, International Astronomical Union Circular (IAUC), No. 8976.
