Mars neden yalpalıyor?
Araştırmacılar Kızıl Gezegenin kendi ekseninden ayrıldığını doğruladı.
Teleskobunuzun başına geçin ve Mars’a bakın. Gezegene odaklanırken, beyaz kutuplarında özellikle dikkat çekici, alışılmadık bir şey görebiliyor musunuz? Çok hafif bir gariplik? İşte bir ipucu: Kızıl Gezegen dönme ekseninden uzaklaştıkça kutuplarda ufacık, küçücük bir yalpalanma meydana geliyor; bundan bahsediyoruz. Hâlâ göremiyor musunuz? Endişelenmeyin. Bilim insanlarının Kızıl Gezegen’in bu garip davranışını fark etmeleri onlarca yıl aldı.
Geçtiğimiz 18 yıl boyunca, gezegenin yörüngesindeki uydulardan yapılan radyo gözlemleri, Mars’ta gerçekleşen Chandler yalpalamasının kesin kanıtlarını ortaya çıkardı. Bu olgu, onu 1891’de keşfeden Amerikalı gökbilimci Seth Carlo Chandler’ın adını taşıyan bir enlem değişimi. Basitçe ifade etmek gerekirse, Kızıl Gezegen dönerken sürekli yalpalıyor ancak bu yalpalanmanın miktarı gezegenin dönme ekseninden sadece on santimetre olduğu için muhtemelen görmeniz pek de mümkün değil. Bu yalpalanmanın nedeninin kesin bir açıklamasını arıyorsanız, ne yazık ki pek şansınız yok.
Bilim insanları Kızıl Gezegen’in dönerken yalpalayıp durduğunu belirlemiş olsalar da buna neyin sebep olduğundan tam olarak emin değiller. Şimdiye kadarki verileri inceleyerek elde ettikleri şey, Mars’taki Chandler yalpalamasının her 207 günde bir kuzey kutbundan bakıldığında neredeyse dairesel, saat yönünün tersine doğru gerçekleştiği. Sonuç olarak, kutuplar her zaman mükemmel bir şekilde uzanmıyor. Kızıl Gezegen, evrendeki bu tür davranışları sergilediği bilinen Dünya haricindeki tek gök cismi.
Bu durum, yeni keşfi oldukça önemli kılıyor ve sadece elimizde artık hız kaybettikçe yalpalayan bir topaç gibi hareket eden iki gezegen olduğu için değil. Son çalışma bilgiyi uzun bir dönem boyunca toplamanın ve analiz etmenin önemini bir kere daha gösterdi.
Bu, çok sabır gerektiren ancak sonuçta ödüllendirici olduğu kanıtlanmış bir süreç.
NASA’nın Pasadena, California’daki
Jet İtki Laboratuvarından (JPL) havacılık mühendisi Alex Konopliv, “18 yıllık verilere baktığımızda Chandler yalpalamasının var olduğu çok net görülüyor” diyor. Daha fazla veri geldikçe, daha iyi sonuçlar elde edilecek.
Mars’taki Chandler yalpalamasına daha yakından bakmadan önce, bu yalpalamanın Dünya üzerindeki etkisini kısaca inceleyelim. Gezegenimizin her 23 saat 56 dakikada bir kendi ekseni etrafında döndüğünü biliyoruz. Masamızın üzerindeki Dünya’yı temsil eden küreyi çevirdiğimizde düzgün bir şekilde dönüp yavaşlayıp duruyor ancak gerçek hayatta Dünya böyle dönmüyor.
Dünya’da, kutuplar her 433 günde bir dönme ekseninden ortalama dokuz metre kadar uzaklaşıyor. Elbette bunu hissetmiyoruz ve tek dezavantajı,
Dünya’yı gözlemlerken veya GPS ile çalışırken bu yalpalamanın göz önünde bulundurulmasının gerekmesi.
Ancak kesin olan tek bir şey var: Dünya’nın yalpalaması Mars’ta keşfedilen çok hafif yalpalamadan daha iyi algılanabiliyor, öyleyse bilim insanları bu tür koşullar altında, Mars ile ilgili sonuca nasıl ulaştılar?
Bu yanıt, Mars’ın yörüngesinde dolanan NASA uydularından geldi. Örneğin, 1999 ve 2006 yılları arasında Mars Global Surveyor uydusu, tüm gezegeni haritalamak için kullanıldı. Mars Odyssey su ve buzun kanıtlarını arıyor ve 2001’den beri gezegenin jeolojisini ve radyasyon ortamını
“18 yıllık verİye baktığımızda Chandler yalpalamasını açıkça görüyoruz.”
Alex Konopliv
inceliyor. Mars Reconnaissance Orbiter ise 2006’dan beri potansiyel iniş alanları arıyor.
Konopliv, araştırmacıların kütle çekiminin uzay aracının yörüngeleri üzerindeki etkilerini hesaplamak için bu uydulardan yeterince kesin bilgi toplayabildiklerini söylüyor. Kutup hareketini radyo izleme gözlemlerinden belirlediler ve bu onları gezegeni daha iyi anlamak için yönlendirdi. Konopliv, “Chandler yalpalaması, Mars’taki uzay aracının yörüngesini etkilediği için tespit edildi” diyor. “Çoğunlukla bir Mars gününde, bir uzay aracının yörünge düzleminde hafif bir salınıma neden oluyor.”
Yöntem, Amerikan Jeofizik Birliği tarafından, hakemli bilimsel dergi olan Geophysical Research Letters’da detaylandırıldı. Konopliv, “Salınımın boyutu aylar ve yıllar içinde yavaşça değişiyor.
Bunu Mars kütle çekimi alanında zamanla değişen bir imza olarak görüyoruz” diyor.
“Bu imza, NASA Deep Space Network istasyonlarından gelen, uzay aracının Doppler izleme verileri kullanılarak tespit edildi. Bu ölçümler uzay aracının yörüngesini ve zaman içinde nasıl değiştiğini belirlememize yardımcı oluyor.
Sinyal inanılmaz derecede küçük olduğundan ve zaman içinde çok yavaş değiştiğinden, yıllarca yüksek doğrulukta veriler almak, yalpalamanın algılanmasında hayati önem taşıyordu. Konopliv, “Ayrıca, kütle çekimi alanında Chandler yalpalama sinyalinden ayrılması gereken başka zamanla değişen imzalar da bulunuyor” diyor.
“Bu diğer imzalar, kutup buzullarının mevsimsel erimesi ve bunun sonucunda kütlenin kuzey ve güney kutupları arasındaki hareketinden kaynaklanıyor. Chandler yalpalamasını tespit etmek için daha az veriyle yapılan önceki girişimlerimiz başarısız oldu çünkü kütle hareketi ile yalpalama arasında ayrım yapamıyorduk.”
Peki Mars neden yalpalıyor? Ekvatorda yüzde 0,3 daha kalın olan Dünya gibi,
Kızıl Gezegen’in de ekvatorunda yüzde
0,6 daha kalın. Yani o da mükemmel bir küre değil. Bu durum, iki gezegeni de etkileyen dengesizliklere yol açıyor. Bunun sonucunda, Chandler yalpalamasının tam olarak yuvarlak olmayan gezegenlerde meydana geldiği belirlendi ve uzun
“Chandler yalpalaması Mars ÇEVRESİNDEKİ UZAY ARAÇLARININ YÖRÜNGESİNİ ETKİLİYOR.”
Alex Konopliv
zamandır Dünya dışındaki gezegenlerde de var olduğu düşünülüyordu. Fakat bilim insanlarının elinde buna dair kesin bir kanıt yoktu.
Mars örneğinde, kutup buzullarının erimesinin neden olduğu mevsimsel atmosferik değişiklikler nedeniyle dönüşün başladığı anlaşılıyor. Ancak kendi başına bırakılmış olsa, bu nitelikteki bir gezegensel yalpalama zamanla yavaşlamalıydı. Konopliv, “Mars için yalpalamanın doğal gidişatla tükenme zamanı 7 ile 63 yıl arasında” diyor, ama bu şekilde olmuyor. Öyleyse, neden böyle?
Geçmişteki araştırmalar, Dünya için, yalpalamanın uyarılmasının muhtemelen atmosferdeki basınç değişikliklerinden ve her şeyin hareket etmesini sağlayan okyanus süreçlerinden kaynaklandığını öne sürüyor. 2000 yılında JPL jeofizikçisi Richard Gross, okyanusun dibindeki, sıcaklık ve tuzluluk değişikliklerinden kaynaklanan basınç dalgalanmasının ana neden olduğunu, okyanus sirkülasyonundaki rüzgârın yol açtığı değişikliklerin de katkıda bulunduğunu söyledi.
Belçikalı jeofizikçi Veronique Dehant, “Dünya’daki Chandler yalpalaması esas olarak okyanuslardan ve atmosferden kaynaklanıyor” diyor. Ancak Mars’ta okyanuslar yok, bu yüzden diğer dış faktörler uyarılmayı açıklamaya yardımcı olabilir mi? Yalpalama belki de kutuplardaki buzulların erimesi nedeniyle oluşuyor olabilir…
Konopliv böyle düşünmüyor. Kutup buzullarının mevsimsel erimesi ve yeniden biçimlendirilmesinin neredeyse tekrarlanabilir bir yıllık sinyal olduğunu söylüyor. Bir Mars yılının 687 gün ve Chandler yalpalama döneminin 207 gün olduğunu söyleyen Konopliv, yalpalamanın
yılda 3,3 kez gerçekleştiğine işaret ediyor.
Sonuç olarak, eriyen kutup buzlarından kaynaklanan herhangi bir kütle imzası yılda tam olarak bir, iki, üç veya dört kez görülmeli ve yalpalamadan belirgin şekilde farklı olmalı. Konopliv, “İşte bu yüzden kapsamlı bir veri setine ihtiyaç duyuyoruz, çünkü böylece Chandler frekansını herhangi bir üçüncü yıllık imzadan ayırmayı başarabiliyoruz.”
Bu durumda elimizde sadece devam eden yalpalamaların birincil nedeni olarak basınç değişiklikleri kalıyor. Konopliv,
“Mars için asıl uyarılma muhtemelen atmosferik kaynaklı” diye açıklıyor. Başka, derin bir nedeni de olabilir. Örneğin,
Dehant tarafından keşfedilen, Mars’ın mantosunun özellikleri. Dehant, “Chandler yalpalamasının saptanabilir olması için yalpalamaya yakın bir dönemde sürekli bir kuvvetin varlığı gerekiyor” diyor. “Dünyanın yalpalaması esas olarak okyanuslar ve atmosfer tarafından tetikleniyor ve okyanuslara sahip olmayan Mars için atmosferik süreçler ana itici güç olmalı.”
“Bir kuvvet olmasaydı, yalpalama Mars için 100 yıldan kısa bir sürede, Dünya içinse yaklaşık 350 yıl sonra sönümlenmeliydi. Bu nedenle Chandler yalpalaması, gezegensel sarsıntılar veya sıvı çekirdekteki akışlar gibi iç süreçler tarafından da uyarılıyor olabilir. Farklı gezegenlerdeki Chandler yalpalamasını ölçmek, yalnızca kuvvetlerin süreçleri ve malzeme özellikleri hakkında bilgi sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda karşılaştırmalı gezegen bilimine de bilgi sağlıyor.”
Nedeni ne olursa olsun, yalpalama, Mars’ın iç kısmına, özellikle de maddesel özelliklerine ve termal durumuna yeni bir bakış açısı sağlıyor. Bilim insanları, kutbun bir yalpalama döngüsünü tamamlaması için geçen süreyi değerlendirerek, Kızıl Gezegen’in mantosunun ne ölçüde deforme olduğunu öğreniyor.
Belçika Kraliyet Gözlemevinden fizikçi Attilio Rivoldini, “Mars mantosunun deformasyonları esas olarak sertliğine bağlı. Sertlik ise büyük ölçüde sıcaklığa bağlı” diyor.
“Chandler yalpalama periyodunu ölçerek, termal durum hakkında bilgi çıkarabiliriz çünkü muhtemel Mars manto maddelerinin sertliği hakkında iyi bir bilgiye sahibiz. Bu bilgi büyük ölçüde Mars’tan gelen meteoritlerin incelenmesi ve malzeme özelliklerini belirleyen laboratuvar çalışmaları ile elde edildi.”
Mars’ın yalpalaması kesinlikle bilim insanlarının ilgisini çekiyor ve yıllar içinde daha fazla çalışma yapılacağı kesin. Gezegenin sıcaklığı ve bileşimi hakkında yeni bilgiler, gezegenin daha iyi bir resmini
elde etmek için hayati önem taşıyor ve Dehant, gelecekteki görevlerin ön saflarında çalışmalar yapacakların arasında.
Dehant, “Bir sonraki araştırmanın,
InSight görevinden alınan bilgilerle
Mars nütasyonunun ölçümü olacağını düşünüyorum” diyor. “Nütasyonlar, gezegenlerin Güneş ile kütle çekimsel etkileşimleri nedeniyle oryantasyonlarında görülen periyodik değişikliklerdir. Nütasyonların genlikleri ise zorlayıcı kuvvetlere, özellikle Mars’ın iç yapısına ve sıvı çekirdeğe bağlıdır.” InSight (2018’de fırlatılan ve Kızıl Gezegen’in iç yapısını inceleyen yüzey araştırma aracı) üzerindeki RISE cihazı ile yapılmakta olan Mars dönüşü ölçümleri şimdiden heyecan verici bilgiler sağlamaya başladı ve birçok atılımlara yol açabilir.
Dehant, “Ölçülen nütasyonun dış zorlamayla karşılaştırılmasıyla çekirdek yarıçapı belirlenebilir ve çekirdeğin kimyasal bileşimi üzerine çıkarımlar yapılabilir” diyor. “Chandler yalpalamasının aksine, rezonans yükselmesi yalnızca Mars’ın bir sıvı çekirdeği varsa gerçekleşebilir. Chandler yalpalaması ve nütasyonlar ölçülerek, Mars’ın iç yapısı hakkında tamamlayıcı bilgiler elde edilebilir. Bilim insanları ortaya çıkacak yeni bilgileri heyecanla bekliyor.