Yeni araştırmalar Güneş sistemindeki ahengi gözler önüne seriyor

YORUM | BETÜL GÜL

“Trenlerin zamanında çalışmasını kim istemez? Her şey saat gibi işlerse mutlu oluruz. Şükür ki, gezegenler Güneş’in yörüngesinde böyle dönüyor: Güvenilir ve her zaman tam vaktinde.” Çalışmalarını, 2022’de prestijli akademik dergi Nature’da yayımlayan İsveç’in Lund Üniversitesi’nden Dr. Beibei Liu ve meslektaşları, Nautilus için yazdıkları makalelerine bu sözlerle başlıyor. Güneş sistemimizin iç kısmında karasal gezegenler (Merkür, Venüs, Dünya ve Mars); dış kısmında ise gaz devleri (Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün) bulunuyor. Güneş sisteminin dışında bugüne kadar beş binden fazla gezegen tespit edildi. Dr. Liu ve ekibi, yıldızların yörüngelerinde ilk tespit edilen gezegenlerin yıldızlarının çok yakınında dönen gaz devleri olduğunu belirtiyor ve Güneş sistemindeki gibi yıldızlarına daha uzak gaz devleri tespit edildiğinde bunların yörüngelerinin çok defa aşırı derecede uzamış olduğunun fark edildiğini söylüyor.

Bu gaz devlerinin uzayan yörüngelerinin şiddetli bir geçmişin izi olduğunu belirten araştırma ekibi şöyle diyor: “Gezegenlerin yörüngeleri kesiştiğinde, kütle çekimleri yollarını saptıran yakın karşılaşmalara yol açar. Bir dizi karşılaşmadan sonra, bir veya daha fazla gezegen yıldızlararası uzaya atılır. Geride kalanların yörüngeleri dış merkezli olur.” (Bir yörünge ne kadar ovalse, o kadar dış merkezli oluyor.) Güneş sistemindeki gezegenlerin yörüngelerinin dairesele yakın olduğunu söyleyen araştırmacılar, Jüpiter ve Satürn’ün böyle yakın karşılaşmaları olsaydı, Jüpiter’in bugünkü yörünge dış merkezliğinin Güneş sisteminin dışındaki birçok gaz devi gezegen gibi 5 ila 10 kat fazla olacağını, bu durumda Dünya’nın olmayacağını, yapı taşlarının Güneş’e saçılmış olacağını belirtiyorlar.

NASA/JPL-Caltech

Araştırma sonuçlarını kısa süre önce Planetary Science Journal’da yayımlayan California Üniversitesi’nden astrofizikçi Prof. Stephen Kane, Güneş sistemimizin göze çarpan iki özelliğini inceledi. Kane, Mars ve Jüpiter’in yörüngeleri arasında azımsanmayacak büyüklükte bir açıklık olduğunu ve burada devasa bir asteroit rezervuarı olduğunu söylüyor ve “Birçok gezegen bilimci bu iki gezegen arasında bir gezegen olmasını ister. Aradaki alan israf olmuş gibi görünüyor.” diyor. Göze çarpan başka bir özellik de gezegenlerin kütleleri ile ilgili. Güneş sistemimizdeki en büyük karasal gezegen Dünya, en küçük gaz devi ise Neptün. Neptün’ün kütlesi Dünya’nın kütlesinin 17 katı. Prof. Kane, başka yıldız sistemlerinde kütlesi Dünya’nın kütlesinden büyük, Neptün’ün kütlesinden küçük olan pek çok gezegen bulunduğunu söylüyor. Mars ve Jüpiter’in arasında olabilecek bir dizi farklı kütleli gezegenin diğer tüm gezegenlerin yörüngelerine nasıl etki edeceğini bilgisayar simülasyonlarıyla inceleyen Kane’in simülasyonlarına göre, Mars ve Jüpiter arasındaki açıklıkta kütlesi Dünya’nınkinden büyük bir gezegen bulunsaydı Dünya’nın Güneş sisteminin dışına atılmasına neden olabilirdi. “Kurgusal gezegenin Jüpiter’i hafifçe dürtmesi, geri kalan her şeyin dengesini bozmaya yetiyor.” diyen bilim insanı şunları da söylüyor: “Birçok gökbilimci bu ekstra gezegenin var olmasını isterdi ama aslında olmaması iyi bir şey.” Araştırmaya dair California Üniversitesi’nden yapılan açıklamada, geçmekte olan bir yıldız, ya da bir başka bir gök cisminin Jüpiter’in dengesini çok az bile bozması halinde tüm gezegenlerin çok etkileneceği ifade ediliyor. (Jüpiter’in kütlesi Dünya’nın kütlesinin 318 katı, dolayısıyla kütle çekiminin etkisi de fazla.) Açıklamada Prof. Kane’in şu sözlerine de yer veriliyor: “Güneş sistemimiz daha önce farkına vardığımdan daha ince ayarlı. Her şey kompleks saat dişlileri gibi işliyor.”

NASA/JPL-Caltech

Gezegenlerin karşılıklı kütle çekimlerinin uzun vadeli etkileri olabiliyor. Mesela, Merkür’ün oval bir yörüngede Güneş’in etrafında dolanması yaklaşık üç ay sürüyor; fakat büyük ölçüde Venüs, Dünya ve Jüpiter’in Merkür’ü çekmesinden dolayı, bu yörüngenin her 600 yılda 1 derece döndüğü; her 200.000 yılda bir de tam dönüş yaptığı belirtiliyor. (Kütle çekiminin şiddeti cisimler arasındaki uzaklığın karesine göre düşüyor! Örneğin, Güneş’den iki kat uzaklaşırsanız Güneş’in kütle çekimi dört kat azalıyor.) Gezegenlerin karşılıklı kütle çekimlerini de dikkate alarak uzun vadeli yörünge hesaplamaları yapılmak istendiğinde her şey o kadar kompleks hale geliyor ki… 19. yüzyılın sonlarında bir yıldız ve iki gezegen gibi sadece üç cismin hareketlerini hesaplamaya çalışan matematikçi Henri Poincaré, başlangıç koşullarındaki çok küçük bir değişikliğin bile çok farklı yörüngelere yol açacağını fark etmişti.

İspanya’nın Catalonia Polytechnic Üniversitesi’nden matematikçi Doç. Dr. Marcel Guàrdia ve meslektaşlarının yeni çalışmaları da, bir yıldız sistemindeki gezegenlerin yörünge boyutlarının ve şekillerinin uzun vadede gezegenlerin çarpışmasına yol açabilecek kadar değişmesinin mümkün olduğunu gösterdi. Kısa süre önce, Paris Üniversitesi’ne bağlı Paris Gözlemevi (PSL) “Güneş sistemi neden bu kadar kararlı?” başlıklı bir basın açıklaması yaptı. Açıklamada Merkür, Venüs, Dünya ve Mars’ın yörüngelerinin çok kaotik olmalarına rağmen, Güneş Sistemi’nin ömrü boyunca (milyarlarca yıl boyunca!) son derece kararlı oldukları belirtiliyor. (Küçük değişikliklerin uzun vadede büyük değişikliklere yol açabildiği sistemlere kaotik sistemler deniyor.) Paris Gözlemevi’nden Jacques Laskar ve meslektaşlarının mayıs ayında Physical Review X adlı akademik dergide yayımlanan yeni analizleri, Güneş sisteminin kararlılığına dair çok ilginç sonuçlar ortaya koydu. Live Science adlı bilim sitesi için yazdığı bir makalede Laskar ve ekibinin araştırmalarını anlatan fizikçi Dr. Anna Demming şöyle diyor: “Gezegenler sürekli birbirlerine karşılıklı kütle çekimi uygular ve bu küçük çekişler sürekli olarak yörüngelerinde küçük değişiklikler yapar. Çok daha büyük olan dış gezegenler, küçük çekişlere karşı daha dirençlidir ve bundan dolayı yörüngeleri nispeten sabit kalır.” Demming sözlerinin devamında şunları söylüyor: “İç Güneş sistemindeki gezegenlerin -Merkür, Venüs, Dünya ve Mars’ın- yörüngeleri kaotik olduğu için, modeller bu gezegenlerin şimdiye kadar çarpışmış olmaları gerektiğine işaret ediyor. Ama böyle bir şey olmadı.” Laskar ve meslektaşlarının, hayvanların hareketlerini kısıtlayan zincirler gibi belirli parametrelerin gezegenlerin hareketlerini kısıtlandığını belirlediklerini söyleyen Dr. Demming, Güneş sistemimizde açıkça görülen ahengin matematiksel açıklamasını yaptıklarını da belirtiyor.

Jim slater307 (CC BY-SA 4.0)
Dünya ve Güneş’in Samanyolu’ndaki hareketleri

“Güneş de bir delildir onlara, akar gider yörüngesinde… O Azîz ve Alîmin, (O üstün kudret sahibinin ve her şeyi bilenin), yaratması böyle olur işte!” (Yâsîn Sûresi 38. ayetin meali, Suat Yıldırım)

“… Evet, gayet acip ve azîm o harekât, gayet dakik ve geniş hikmet içindedir. Nasıl ki bir fabrikanın çarklarını ve dolaplarını bir hikmet içinde çeviren bir san’atkâr, fabrikanın azamet ve intizamı derecesinde derece-i san’at ve maharetini gösterir. Öyle de, koca güneşe, seyyârâtla (gezegenlerle) beraber fabrika vaziyetini veren ve o müthiş azîm küreleri sapan taşları misillü ve fabrika çarkları gibi etrafında döndüren bir Kadîr-i Zülcelâlin derece-i kudret ve hikmeti, o nisbette nazara tezahür eder.” (Risale-i Nur Külliyatı 32.Söz)

İlgili yazı: https://www.tr724.com/evrenin-matematiksel-guzelligi/)