Gezegenlerin doğal uyduları
Çizelge 3.4 yakından incelendiğinde, yersel gezegenlerin uydu sayısı bakımından ne denli fakir olduğu görülmektedir. Gerçekten Merkür ve Venüs gezegenlerinin uyduları yoktur. Bunun yanında Yer, bir tane büyük; Mars ise iki tane çok küçük uyduya sahiptir. Ay’ı, Yer konusunu incelerken ayrıntılı görmüştük. Mars’ın iki uydusu ise iki büyük kayayı andırmakta ve onları da Mars konusunda incelemiştik. Dev gezegenlerin doğal uydularının genel özellikleri de aşağıda verilmiştir.
Jüpiter uyduları: Jüpiter’i teleskoptan ilk kez Galile 1610 yılında incelediğinde, dört büyük uydusunu hemen keşfetti. O uydulara, bu nedenle “Galile uyduları” denir. Jüpiter’den uzaklıkları sırasına göre; lo, Europa, Ganymede ve Callisto, mitolojideki Jüpiter’in eşlerinin isimlerini almışlardır. Şu anda bu dev gezegenin dört değil tam 16 uydusu olduğunu biliyoruz. Son bulunan uyduların tamamı, boyutça Galile uydularından daha küçüktür. Yörünge özelliklerini göz önünde bulundurduğumuzda, Jüpiter’in uydularını üç bölümde inceleyebiliriz. Ana gezegene en yakın grup 8 uydudan oluşur ve Galile uyduları da bu grubun üyeleridir. Bu grubun üyelerinin hepsi yörünge üzerinde doğru yönde hareket eder, yörüngeleri çembere çok yakın ve Jüpiter’in ekvator düzlemindedir. Ortanca grup uyduların yörüngeleri çemberden iyice ayrılır ve yörünge düzlemlerinin eğikliği büyüktür. En dış grubun yörüngeleri ise iyice basık elips şeklinde ve yörünge hareketleri ters yöndedir.
Dört Galile uydusundan hiçbirinde belirgin bir atmosfer bulunmamaktadır ve hepsi de Jüpiter’e göre kilitlenmiş yörüngelerde dolanmaktadırlar. Yer yüzünden yapılan tayfsal çalışmalarla, lo hariç diğer üç uydu da bol miktarda su buzu saptanmıştır. En dıştaki Galile uydusu olan Callisto’nun yüzeyi yoğun şekilde kraterlerle kaplıdır. Kraterlerin yapısı onların çarpışma sonucu oluştuğunu göstermektedir ve yüzey kayalarla değil su buzu ile kaplıdır. Callisto’nun yüzeyi buzla kaplı olmasına karşın çok karanlıktır.
Ganymeda’nın yüzeyinin bazı bölümleri Callisto kadar kraterli ve karanlıktır, fakat yüzeyinin geri kalanı daha az kraterli, daha az karanlıktır. Yüzeyde birbirine paralel veya sarmal şekilde çizgiler gözükür. Bu durum, Ganymeda’nın yüzeyinin Callisto’dan çok sonra yenilendiğini gösterir. Bu iki uydu hemen hemen aynı kütle ve yoğunluğa sahip olmasına karşın farklı yüzey şekillerine, Jüpiter’den olan farklı uzaklıkları neden olmuş olabilir fakat neden henüz bilinmemektedir.
Europa’nın yüzeyi belirgin bir şekilde düzdür. Çok az çarpışma krateri vardır. 300- 400 metre yüksekliğinde birkaç kilometre genişliğinde çok sayıda alçak dağ silsileleri yüzeyi kaplamaktadır. Ayrıca, yüzlerce kilometre boyunda çok sayıda karanlık şeritler gözükür, fakat bunların yüksekliği ve derinliği önemsenmeyecek kadar azdır. Bu dağ silsileleri ve karanlık şeritler yüzeydeki ince buzun altında bulunan su okyanusunun donması ile açıklanabilir.
Yüzeyde karanlık şeritler arasındaki özgün buzun yüksek aklık derecesi onun çok saf olmasından kaynaklanır. Donma aynı zamanda yüzeydeki buzu kıvırarak alçak dağ silsileleri de meydana getirmektedir. Çarpışma kraterlerinin azlığını sıvı okyanusun varlığı doğal olarak açıklamaktadır Böyle bir okyanusun varlığını sürdüren iç ısı, radyoaktif parçalanmalardan kaynaklanmaktadır. Europa’nın yoğunluğu yeter derecede silikat bulunduracak kadar yüksektir ve ısıyı üretmek için yeterli radyoaktif izotop bulundurur. Bazı gök bilimciler Europa’da yaşam olabileceğini ileri sürdüler. Voyager 1 ve 2′nin verilerini inceleyen araştırmacılar, Ay büyüklüğündeki uydunun yüzeyini kaplayan buzun kalınlığının 5 km yöresinde olduğunu ve buzun altında geniş okyanuslar olabileceğini düşünüyorlar. Bu buzun altında birtakım bitkilerin kolayca yaşayabileceği ve yaşamlarını sürdürebilecekleri kanıtlandı. Antartika’da da sürekli buzların altında yaşayan küçük bakteriler ve tek hücreli bitkiler vardır. Bu bitkiler fotosentez olayını buz kristalinden geçerek gelen Güneş ışınları ile yapabilmektedirler.
lo’nun yüzeyi, Jüpiterin diğer üç uydusundan farklıdır. Yüzeyde çarpışma krateri gözükmez ve gözlenen tüm olgular volkanik kökenlidir. Güneş sisteminde volkanik etkinlik gösteren yegâne uydudur. Yüzeyde çok sayıda yanardağ olduğu ve etkinliklerini sürdürdükleri uzay sondalarının çektikleri fotoğraflardan anlaşılmaktadır. Ne su ne de diğer tür buzlardan hiçbiri lo yüzeyinde bulunmaz. Eğer bir zamanlar yüzey buzlarla kaplı ise de volkanik etkinliğin gösterdiği iç ısı bunları buharlaştırıp yok etmiş olmalıdır. Yüzeyde, kükürt (S) ve kükürtdioksit (SO?) bol miktarda bulunur ve lo’nun yüzeyinin renkli görünmesine neden olurlar. Bu sülfürlü bileşiklerin çoğunun yanardağlardan çıktığı kesindir. Volkanik etkinliğin sürüp gitmesine Jüpiter’in uyguladığı tedirginlik hareketleri neden olmaktadır.
Satürn uyduları: 1651 yılında Huyghens Satürn’ün bir uydusunu keşfetti. Adını mitolojide Uranüs ve Gaia’nın dev çocuğundan alan Titan büyük bir uydudur. Titan güneş sisteminde yoğun atmosfere sahip tek uydu olması ona ayrı bir önem kazandırır. Voyager ziyaretlerinden önce Yer’den yapılan gözlemlerle atmosferinde metan ve yoğun bulutlar olduğu bulundu. Fakat bir çok özelliği tam olarak bilinmiyordu. Yer atmosfer kütlesinden daha fazla atmosferik kütleye ve Yer yüzü basıncından daha fazla yüzey basıncına sahip olduğunu biliyoruz. Yer atmosferi 50- 60 km de biterken Titan atmosferi 600 km ye kadar uzanır. 1980 yılından önce atmosferinin büyük bir bölümünün metandan oluştuğu sanılıyordu. Daha sonra Voyager. Titan’ın yapısında % 90- 99 oranında azot (N2) buldu. Böylece Titan uydusunun diğer bir özelliği de ortaya çıktı. Atmosferinde bol miktarda azot molekülünü bulunduran, Yer haricinde tek gök cisimdir. Bununla beraber Yer’de bulunan diğer gaz bileşenleri Titan’da az olup bunların yerini metan gibi hidrojen bakımından zengin moleküller almıştır, iç yapısı %45 su buzu, %35 kayalık materyal içerir. Yüzeyinde 100 km kalınlığında buz olduğu tahmin ediliyor. Voyager ile alınan fotoğraflarda, Titan bulutlarında parlaklık farkı gözlendi. Ayrıca kuzey yarım küre güney yarım küreden daha karanlıktır. Bunun nedeni tam olarak bilinmiyor.
Uzay araçları Satürn’ü ziyaret etmeden önce sadece yedi uydusu biliniyordu. Bugün 17 uydusu olduğunu biliyoruz Titan dışında geri kalan altısı 400- 1500 km çapları arasında olup benzer özellikler gösterir. Yer’den yapılan tayfsal gözlemlerle bu uydularda egemen materyalin su buzu olduğu bulunmuştur Bu uyduların yörüngeleri doğru yönde, çember ve Satürn’ün ekvator düzlemindedir. Son bulunan 10 tanesi ise küçüktür ve çoğu gezegenlerarası ortamda yakalanmış küçük gezegenler ve uydu çarpışmalarından ortaya çıkmış parçalardır.
Mımas yüzeyinde en önemli özellik, Arthur isimli bir kraterin bulunmasıdır. Bu kraterin çapı 130 km, derinliği 10 km ve merkezindeki çıkıntının yüksekliği ise 6 km’dir. Uydu çapının 1/3 büyüklüğüne sahip bu kraterin oluşması için büyük bir cismin çarpmış olması gerekir. Yüzeyde bu dev kraterin dışında küçüklü büyüklü birçok krater vardır. Uydu, hemen hemen buzdan oluşmasına karşın kraterlerin görünüşü Ay kraterlerine benzemektedir. Yüzeyde kraterlere ek olarak 100 km uzunluğunda, 10 km genişliğinde ve 1-2 km derinliğinde çatlaklar vardır. Bunların da çarpışma sonucu oluştuğu ileri sürülmektedir.
Enceladus’un yüzey yapısı diğer buzul uydulardan çok farklıdır. Herşeyden önce yüzeyi çok parlak ve üstüne düşen ışığın %90 nını geri yansıtmaktadır. Bu aklık derecesine ulaşmak için, yeni oluşmuş saf buza gereksinim vardır, toz ve kayalar olmaması gerekir. Bu uydu ayrıca diğerlerinden daha soğuktur. Satürn’ün bir halkasının yapı taşlarının Enceladustan taşındığına inanılmaktadır. Voyager ile alınan fotoğraflarda yüzeyde kanala benzer yapılar görüldü, bu ise bir zamanlar yüzeyde sıvının hareket ettiğini göstermektedir.
Tethys de yüzeyinde bol miktarda krater bulunduran bir uydudur. Bu ise yüzey yaşının eski olduğunu gösterir. Kraterlerden birinin çapı 400 km dir ve adı Odysseus’dur. Arthur’dan büyük olan bu krater* onun kadar keskin yapılı değildir. Yüzeyin yarısından fazlasını dolanan ?000 km uzunluğunda 100 km genişliğinde ve birkaç km derinliğinde büyük bir vadi yapısı görülmektedir. Bunun bir çarpma sonucu oluşmuş çatlak olabileceği ileri sürülmektedir.
Phoebe haricinde diğer uydular Satürn’e yakın bir düzlemde ha-eket ederler. Phoebe’nin yörünge düzleminin eğimi 90°’yi geçer Buradan yörünge hareketinin ters olduğu sonucu çıkar. Bu durum onun sonradır Satürn’ün çekim etkisiyle yakalandığı düşüncesini destekler.
Uranüs uyduları: Voyager uzay sondasının ziyaretinden önce bilinen beş uydunun da yüzeyinde su buzu olduğu, Yer yüzünden yapılan tayfsal çalışmalardan anlaşılmıştır. Elektromanyetik tayfın kırmızıötesi bölgesine düşen su buzuna ait çizgiler, Umbriel’de daha az belirgindir ve bu uyduda su buzunun, ya başka bileşiklerle beraber ya da yüzeyinin çok az bir bölümünü kapladığı şeklinde yorumlanmaktadır, içlerinde en büyük olanı Titania’dır. Beş uydu içinde en küçüğü ise 160 km ile Miranda’dır. Uydular, yarı yarıya buz ve kayalık materyalden oluşur ve bu nedenle de yoğunlukları 1.5 ve 2 gr/cm3 arasındadır. Hiç birinin atmosferi yoktur. Beş uydunun da yörüngeleri aynı bir düzlem içindedir ve bu düzlem, gezegenin ekvator düzlemine yakındır. Ana gezegene yakınlıkları göz önüne alındığında, uyduların uzaydan yakalanmış cisimler olmadığı anlaşılır. Uranüs’ün ince halkası da aynı düzlemdedir.
Voyager 2, Uranüs’ün 10 yeni uydusunu buldu. Bunların tümü, daha önce Yerden keşfedilmiş 5 uydudan daha iç bölgelerde, yani Uranüs’e daha yakındır Ayrıca yeni bulunan bu 10 uydunun tamamının, daha önce bulunan 5 uydudan daha küçük ve daha karanlık oldukları anlaşıldı. Uranüs’ün beş büyük uydusu; Titanya, Oberon, Umbriel, Ariel ve Miranda’nm Voyager 2 den çekilen fotoğraflarında, yüzeylerinin çatlaklarla örtülü olduğu görülmüştür. Bu ise bize. bu küçük uydularda beklenmeyen tektonik etkinliğin var olduğunu göstermektedir. Tektonik hareket bilindiği gibi gezegen kabuğundaki hareketlerdir ve sadece büyük gezegenlerde gözlenebilir. Bu harekete, iç ısının, konveksiyon ile yukarı doğru aktarımı neden olur Uranüs uydularında, belki tedirginlik kuvvetleri belki de çarpışma sonucu ortaya çıkan kuvvetler yüzeyde etkinliğini sürdürmektedir.
Neptün uyduları: Neptün’ün ilk uydusu 1846 yılında keşfedildi ve bu uyduya Triton adı verildi, ikinci Neptün uydusu 1949 yılında bulundu ve Nereid adı verildi. Triton ve Nereid mitolojide Neptün’ün muhafızlarıydı. Voyager 2, Neptün’de de birçok yeni uydu buldu ve Neptün’den çok uzakta bir yörüngede dolaşan Nereid uydusunun da fotoğrafını çekmeyi başardı. Nereid, Güneş sistemi içinde dış merkezliği en büyük olan uydu olarak bilinir. Triton’un yörüngesi ise çemberdir.
Neptün sisteminde Voyager 2 için en ilginç cisim Triton uydusu oldu. Beyaz renkte bir yapıya sahip olan bu uydu, donmuş azottan oluşan kutup başlıklarına sahipti. Yüzey yapısı o denli karmaşıktı ki çekilen fotoğraflardan hemen bir yorum yapma olanağı olmamıştır. Uydunun güney kutbu buzla kaplı bir bölgedir ve aklık derecesi %100′e yakındır. Yüzeyindeki sıcaklık azotun donma sıcaklığının çok altındadır. Sadece ekvatora yakın bölgelerde aklık derecesi %50 yöresindedir. Uydu yüzeyinde, buzul yanardağların varlığına ilişkin belirtiler vardır. Daha çok kuzey yarım küresinde görülen bu soğuk yanardağlarda iç yapıdan çıkan materyal göl oluşturmuştur.
Yeni bulunan uydulara; bulunduğu yılı, gezegenini ve bulunma sırasını gösteren bir kod adı verilir. Yörünge özellikleri tam olarak saptandıktan sonra bir komisyon onlara isim verir. Yeni bulunan uyduların en dış yörüngede olanına 1989N1 adı verildi; bu uydunun yüzeyi karanlıktır. Uydunun yüzeyi kraterlerle kaplıdır, içeri doğru yeni bulunan ikinci uydu (1989N2), küresel bir yapıda değildir ve 1989N1′in yarı büyüklüğündedir. Yüzeyinde çapları, 30 ile 50 km arasında değişen kraterler vardır. 1989N3 ve 1989N4′ün her ikisi de gezegenin birer halkasının içerisinde bulunurlar. 1989N4 ise parlak yay parçalarına sahip halkanın içindedir. Yeni bulunan uydular içerisinde sadece 1989N6 yörünge eğimi bakımından diğerlerinden farklıdır. Hepsi hemen hemen gezegenin ekvator düzleminde bulunurken, i989N6′nın yörüngesi bu düzlemle 4.5 derecelik bir açı yapar. Triton ise 20 derecelik bir eğime sahiptir.