Diğer Gezegenlerde Mevsimler Nasıl Görünür?
İlkbahar, yaz, sonbahar ve kış, Dünya’daki mevsimler birkaç ayda bir, her yıl yaklaşık aynı zamanda değişir. Dünya’da bu döngüyü doğal kabul etmek kolaydır, ancak her gezegende mevsimler düzenli olarak değişmez. Peki neden diğer gezegenlerde mevsimler düzenli olarak değişirken Dünya’da değişmiyor?
Ben gezegenlerin hareketlerini ve mevsimlerin nedenlerini inceleyen bir astrofizikçiyim. Araştırmalarım boyunca, Dünya’nın düzenli mevsim düzeninin benzersiz olduğunu gördüm. Dünya’nın Kuzey ve Güney kutupları boyunca üzerinde döndüğü dönme ekseni, Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesine dik olan dikey eksenle tam olarak aynı hizada değildir.
Bu hafif eğimin mevsimlerden buzul döngülerine kadar her şey üzerinde büyük etkileri vardır. Bu eğimin büyüklüğü, bir gezegenin yaşam için elverişli olup olmadığını bile belirleyebilir.
Dünya’da Mevsimler
Bir gezegenin yörüngesinde döndüğü eksen ile dönme ekseni arasında mükemmel bir hizalama olduğunda, Güneş’in etrafında dönerken aldığı güneş ışığı miktarı sabittir – yörünge şeklinin bir daire olduğu varsayılırsa. Mevsimler gezegenin yüzeyine ulaşan güneş ışığı miktarındaki değişimlerden kaynaklandığından, mükemmel hizalanmış bir gezegende mevsimler olmazdı. Ancak Dünya kendi ekseni üzerinde mükemmel bir şekilde hizalanmamıştır.
Eğiklik olarak adlandırılan bu küçük sapma, Dünya için dikeyden yaklaşık 23 derecedir. Bu nedenle Kuzey Yarımküre, Güneş’in Kuzey Yarımküre’nin üzerinde daha doğrudan konumlandığı yaz aylarında daha yoğun güneş ışığı alır.
Daha sonra, Dünya Güneş’in etrafında dönmeye devam ettikçe, Kuzey Yarımküre Güneş’ten uzaklaştıkça Kuzey Yarımküre’nin aldığı güneş ışığı miktarı giderek azalır. Bu da kış mevsimine neden olur.
Kendi eksenleri üzerinde dönen ve Güneş’in etrafında dolanan gezegenler bir tür topaç gibi görünürler – Güneş’ten gelen çekim kuvveti nedeniyle dönerler ve yalpalarlar. Bir topaç dönerken, tamamen dik ve sabit durmadığını fark edebilirsiniz. Bunun yerine, hafifçe eğilmeye veya yalpalamaya başlayabilir. Bu eğilmeye astrofizikçiler spin presesyonu adını verirler.
Bu yalpalamalardan dolayı Dünya’nın eğikliği tam olarak sabit değildir. Eğimdeki bu küçük değişimler, Dünya’nın yörünge şeklindeki küçük değişikliklerle birleştiğinde Dünya’nın iklimi üzerinde büyük etkilere sahip olabilir.
Sallantılı eğim ve Dünya’nın yörüngesinin şeklindeki doğal değişimler, Dünya’ya ulaşan güneş ışığının miktarını ve dağılımını değiştirebilir. Bu küçük değişiklikler, gezegenin binlerce ila yüz binlerce yıl boyunca daha büyük sıcaklık değişimlerine katkıda bulunur. Bu da buzul çağlarına ve sıcaklık dönemlerine neden olabilir.
Eğikliğin mevsimlere çevrilmesi
Peki eğiklik değişimleri bir gezegendeki mevsimleri nasıl etkiler? Düşük eğiklik, yani gezegen Güneş’in etrafında dönerken dönme ekseninin gezegenin yönü ile aynı hizada olması, Dünya’da olduğu gibi ekvatorda daha güçlü güneş ışığına ve kutup yakınında düşük güneş ışığına yol açar.
Öte yandan, yüksek eğiklik – yani gezegenin dönme ekseninin Güneş’e doğru veya Güneş’ten uzağa bakması – aşırı sıcak veya soğuk kutuplara yol açar. Aynı zamanda, Güneş tüm yıl boyunca ekvatorun üzerinde parlamadığı için ekvator soğur. Bu da yüksek enlemlerde mevsimlerin büyük ölçüde değişmesine ve ekvatorda düşük sıcaklıklara yol açar.
Bir gezegenin eğikliği 54 dereceden fazla olduğunda, o gezegenin ekvatoru buzlanır ve kutbu ısınır. Buna ters zonasyon denir ve Dünya’nın sahip olduğunun tam tersidir.
Temel olarak, bir eğiklik büyük ve öngörülemez değişimlere sahipse, gezegendeki mevsimsel değişimler vahşi ve tahmin edilmesi zor hale gelir. Dramatik, büyük bir eğiklik değişimi tüm gezegeni buzla kaplı bir kartopuna dönüştürebilir.
Dönüş yörüngesi rezonansları
Çoğu gezegen kendi güneş sistemlerindeki tek gezegen değildir. Gezegensel kardeşleri birbirlerinin yörüngelerini bozabilir, bu da yörüngelerinin şeklinde ve yörünge eğimlerinde değişikliklere yol açabilir.
Dolayısıyla, yörüngedeki gezegenler, yolda ilerleyen bir arabanın tavanında dönen topaçlara benzer; araba yörünge düzlemini temsil eder. Tepelerin dönme hızı – ya da bilim insanlarının deyimiyle frekansı – arabanın aşağı yukarı hareket etme frekansıyla eşleştiğinde, spin-yörünge rezonansı denen bir şey meydana gelir.
Spin-yörünge rezonansları bu eğiklik değişimlerine, yani bir gezegenin kendi ekseni üzerinde sallanmasına neden olabilir. Bir çocuğu salıncakta ittiğinizi düşünün. Tam doğru zamanda – ya da rezonans frekansında – ittiğinizde daha yükseğe ve daha yükseğe sallanacaktır.
İkisi de yaklaşık aynı miktarda eğik olmasına rağmen Mars kendi ekseninde Dünya’dan daha fazla sallanır ve bu aslında Ay’ın Dünya’nın etrafında dönmesiyle ilgilidir. Dünya ve Mars’ın yörünge salınımına uyan benzer bir spin presesyon frekansı vardır – spin-yörünge rezonansı için gerekli bileşenler.
Ancak Dünya’nın büyük bir Ay’ı vardır ve bu Ay Dünya’nın dönüş eksenini çekerek daha hızlı dönmesine neden olur. Bu biraz daha hızlı presesyon, spin yörünge rezonanslarını deneyimlemesini önler. Böylece Ay, Dünya’nın eğikliğini dengeler ve Dünya kendi ekseni üzerinde Mars’ın yaptığı kadar sallanmaz.
Dış Gezegen Mevsimleri
Son birkaç on yılda binlerce ötegezegen ya da güneş sistemimizin dışındaki gezegenler keşfedildi. Araştırma grubum bu gezegenlerin ne kadar yaşanabilir olduğunu ve bu dış gezegenlerin de vahşi eğikliklere sahip olup olmadığını veya Dünya gibi onları dengeleyecek uyduları olup olmadığını anlamak istedi.
Bunu araştırmak için grubum dış gezegenlerin spin ekseni değişimleri üzerine ilk araştırmaya öncülük etti.
Yaşanabilir bir bölgede keşfedilen ilk Dünya büyüklüğündeki gezegen olan Kepler-186f’yi araştırdık. Yaşanabilir bölge, bir yıldızın etrafında, gezegenin yüzeyinde sıvı suyun bulunabileceği ve yaşamın ortaya çıkıp gelişebileceği bir alandır.
Dünya’nın aksine Kepler-186f, güneş sistemindeki diğer gezegenlerden uzakta yer almaktadır. Sonuç olarak, bu diğer gezegenlerin yörüngesi ve hareketi üzerinde yalnızca zayıf bir etkisi vardır. Dolayısıyla, Kepler-186f genellikle Dünya’ya benzer şekilde sabit bir eğikliğe sahiptir. Büyük bir ayı olmasa bile, Mars gibi çılgınca değişen veya öngörülemeyen mevsimleri yoktur.
İleriye dönük olarak, dış gezegenlerle ilgili daha fazla araştırma, bilim insanlarının evrendeki çok çeşitli gezegenlerde mevsimlerin neye benzediğini anlamalarına yardımcı olacaktır.
The Conversation Gongjie Li, Fizik Yardımcı Doçenti, Georgia Teknoloji Enstitüsü
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
NASA Mars’ta Kış Mevsiminin Nasıl Göründüğünü Fotoğraflarla Gösterdi