Zamanda geriye doğru yolculuk yapmanın en kısa yolu tarih okumaktır

Satürn’e* seyahat

“Bilimsel araştırmalar için gerekli aletlerle donatılmış, tepesinde beyaz bir çanak anten taşıyan, 6,7 metre boyunda metal bir silindir olan Cassini-Huygens; NASA, Avrupa Uzay Ajansı ESA ve İtalyan Uzay Ajansı tarafından inşa edildi. 1997’de Satürn’e fırlatıldı ve en az dört yıl sürecek olan keşfe başlamak üzere 30 Haziran 2004’te gezegene ulaştı.

Cassini 3,5 milyar kilometrelik yolculuğunun sonuna yaklaşırken, dış halkaların arasından cesurca bir geçiş yaparak, gezegenin kremayı andıran bulutlarına 20 bin km. kadar yaklaştı.

Halkalar çok düzgün görünse de aslında moloz yığınından ibaret. Cassini’ye halkaların arasında saatte 110 bin kilometrenin üzerinde bir hızla yol aldığı sırada küçük bir çakıl taşı dahi çarpmış olsaydı 3,4 milyar dolarlık uçuşu sona erebilirdi. Cassini Proje Müdürü Robert Mitchell’in, NASA Jet İtki Laboratuarı’nda görevli olan araştırma ekibi, Cassini yörüngeye sağ salim oturup çevreyi gözlemeye başlayana dek endişe içinde sinyalleri izledi.

Büyüklük sıralamasında Jüpiter’i izleyen ve en büyük ikinci gezegen olan Satürn’in içine 700’den fazla dünya sığabilir. Ancak yine de hemen hemen tümüyle hidrojenden oluşan gezegenin yoğunluğu suyunkinden az. 120.500 km.lik çapıyla Satürn, kendisini içine alabilecek kadar büyük bir okyanusa atılsaydı, devasa sarı bir sünger top gibi suyun yüzeyinde kalırdı. Gezegen, ekseni etrafında öyle hızlı dönüyor ki –Satürn’de bir gün 11 saatten kısa sürüyor- bu dönme ekvatorda 11.800 kilometrelik bir şişkinlik yapıyor.

Satürn’ün genelde gazda oluşması nedeniyle dönüş hızını tam olarak ortaya çıkaracak bir referans noktası yok. Ama yoğun iç kısmı, gezegenle birlikte dönen güçlü bir manyetik alan meydana getiriyor. Cassini geçtiğimiz iki yılda yaptığı incelemelerde, gezegenin manyetik alanının dönüş süresini 10 saat, 47 dakika, 6 saniye olarak hesapladı ama gezegenin de aynı hızla dönüp dönmediği bilinmiyor. Bu manyetik alan Satürn’ün kalbine açılan bir pencere niteliği taşıyor.

Satürn’ün doğumu

Satürn, 4,6 milyar yıl önce yeni oluşmakta olan Güneş’in çevresinde dolanan, disk şeklinde bir gaz ve toz bulutundan doğdu. Çekim gücü idareyi eline alana kadar parçacıklar yavaş yavaş birbirine yapıştı ve bu güç, maddeyi daha büyük demir ve kaya yığınlarından oluşacak bir şekilde biçimlendirdi.

Bunlardan, olasılıkla Dünya’nın kütlesinin birkaç katı olan biri, ileride Satürn’e dönüşecek olan çekirdeği oluşturdu.

Süreç içinde bu kaya çekirdeğin çekim gücü, dev hidrojen gazı bulutlarını kendine çekti. Gaz, çekirdeğin çevresini sardı ve gezegenin kütlesi hızla artmaya başladı. Yükselen basınç, Satürn’ün çekirdeğinin en iç kısmındaki hidrojeni öylesine sıkıştırdı ki, uzmanlar bu hidrojenin sıvı metale –elektrik için harika bir iletkene- dönüşmüş olduğunu düşünüyor. Metalik hidrojende oluşan akımlar Satürn’ün muazzam manyetik alanını meydana getiriyor.

Dört milyar yılı aşkın bir süre geçse de çekirdek hâlâ gezegenin oluştuğu zamanki ısıyı koruyor ve atmosferinin derinliklerinde devasa ısı akımlarına yol açıyor. Bunlar da, Güneş Sistemi’ndeki en hızlı- ses hızını aşan ve saatte 1500 kilometreye ulaşan- rüzgarları tetikliyor. Bu durum geniş ölçekteki hava sistemlerini etkiliyor.

NASA Jet İtki Laboratuarı’ndan Kevin Baines, ‘Atmosferde fırtınalar, şimşekler, bulut kuşakları ve dalga benzeri tuhaf oluşumlar görüyoruz’ diyor.

Bu kargaşa ancak Satürn’ün sarımsı bir duman katmanıyla kaplı atmosferinin en üst bölümünde diniyor. Uzaktaki Güneş, Satürn’ün dev halka sisteminin gölgelerini buraya, sakin bulutların üzerine, değişen biçimlerde işliyor.

Ana halkalar bir uçtan diğerine yaklaşık 265.000 kilometreye yayılıyor, bu, Dünya ile Ay arasındaki aralığın üçte ikisinden fazla.  Ama, buzla kaplı molozlardan oluşan bu kuşağın kalındığı yalnızca ortalama kırk metre.

Kimse bu halkaların nasıl oluştuğunu bilmiyor. Ama bazı araştırmacılar Satürn’ün kütlesel çekiminin, buzla kaplı bir uyduyu ya da bir kuyrukluyıldızı parçaladığını ve buradan saçılan kaya parçalarının halkaların hammaddesini oluşturduğunu düşünüyor. Nasıl meydana gelmiş olurlarsa olsunlar, kozmik anlamda halkalar yakın bir döneme ait.

NASA Ames Araştırma Merkezi’nden gezegen bilimci Jeff Cuzzi, ‘Güneş Sistemi’nin ilk oluşumundan beri varlık gösterselerdi, toz birikimi nedeniyle almış oldukları pembe, sarımsı kahverengi ve sarı renkleri iyice koyulaşırdı’ diyor. Ancak bu halkalar biraz daha eskilere dayanan bir model sunuyor: Genç Güneş’in çevresinde dolanan parçacıklardan oluşan disk ve onun, yeni doğan gezegenlerle olan etkileşimi…

Günümüzde Satürn’ün haklarındaki uyducuklar, gezegenlerin ilk oluştukları döneme ışık tutuyor. Cuzzi, her bir uyducuğun meydana getirdiği kütlesel çekim gücünün çok az, ‘ancak yanınızdan geçen bir kamyonun sizin üzerinize uyguladığı çekim gücü kadar’ olduğunu söylüyor. Ama yine de bu uyducuklar parçacıkların yörünge dışına çıkmasını önleyerek halkaları bir arada tutmaya yardımcı oluyor. Bir uydu, halkalar arasında boşluklar da açabiliyor ve çekimi yakınındaki bir halkada deformasyona yol açan yoğunluk dalgaları gönderebiliyor.

Voyager uzay araçları bu dansa ancak şöyle bir göz atıştı, ama Cassini yeni ayrıntılar ekliyor. Örneğin 2004 Haziranı’nda, halkaların arasından hızla geçerken ana halkaların en dış bölümünde yer alan saydam A halkasında minyatür uydular bulunduğuna ilişkin kanıtlar saptadı. Gezegenden daha uzak olan F halkasında, maddeyi küçük yığınlar halinde toplayan ve sonra yeniden parçalayan uyducuklarla birlikte dar halkacıkların birbirine geçtiği bir ağı görüntüledi.

Cuzzi, ‘Uydularla etkileşim halinde olan halkacıklar ve halkaları biçimlendiren uyducuklar görüyoruz’ diyor. Böylece güneş sistemlerinin gelişimine ilişkin yeni bilgiler elde ediyorlar…

Güneş Sistemimiz’in ilk dönemlerinden bir kalıntı –Satürn’ün uydusu Phoebe- hâlâ Satürn’ün çevresinde bir yörünge üzerinde yol alıyor. Phoebe, gezegenin çevresinde dolanan diğer uydularının çoğunun izlediği yönün aksine dönüyor. Ve bu da, uydunun olağandışı bir tarihçeye sahip olduğuna ilişkin bir ipucu oluşturuyor. Cassini, 2004’te Satürn’e yaklaştığında Phoebe’ye yakından göz attı ve 220 km çapındaki uydunun –dış gezegenlerin oluşumundan arta kalan yapıtaşları olduğu düşünülen Kuiper Kuşağı’ndaki küçük, buzla kaplı gökcisimleri gibi- buz, kaya ve karbon bileşiklerinden oluşan bir karışım olduğunu buldu.

Güneş Sistemi oluşurken Kuiper Kuşağı’ndaki gökcisimlerinin çoğu Plüton’un ötesine atıldı. Ancak Phoebe geride kalmış ve genç Satürn’ün çevresinde bir yörüngede tutulmuş bir Kuiper Kuşağı cismi olabilir.

Satürn’ün diğer büyük uyduları, olasılıkla, gezegeni de meydana getiren gaz, toz ve kaya yığınından oluştu ama birbirinden son derece farklılar. Cassini, bazı uydularının –patates şeklinde ve 360kilometre uzunluğunda olan Hyperion gibi- yoğun olmayan bir taş yığınından pek de farklı olmadığını ortaya koydu. Yoğun ve farklı yüzey özelliklerine sahip olan büyük uydular ise rastlantısal olaylar ya da iç ısı ve jeolojik etkinliklerle biçimlenmiş.

Örneğin Voyager’in elde ettiği görüntüler, çapı 1456 kilometre olan Iapetus uydusunun, kozmik bir ying-yang sembolünü andırır biçimde yarı kürelerinin birinin siyah diğerinin ise beyaz olduğunu gösterdi. Araştırmacılar, uydunun –Güneş’in aydınlattığı yarıkürede açıkta olan ve karanlık yüzeyde üzeri kaya ve organik maddeyle örtülen- neredeyse saf buzdan meydana geldiğini düşünüyor.

Cassini yeni gezimleri de ortaya çıkardı. Iapetus’un Satürn’ünkü gibi şişkin olan orta bölümünde Himalayalar’ın iki katı yüksekliğinde olan, ekvatorda yaklaşık 1500 kilometre boyunca uzanan ve büyük bölümü uydunun karanlık yarıküresinde kalan sıradağlar bulunuyor.

Satürn’ün uyduları arasında en ilginç olanı, en büyük uydu titan. Cassini, Satürn’e ulaşmasından atı ay sonra, 25 Aralık 2005’te görevin en değerli mücevherini fırlattı; bu, Dünya’dan beri sırtında taşıdığı, çanak anten biçimindeki uzay aracı Huygens’ti. Huygens üç hafta sonra Titan’ın puslu atmosferine daldı.

…

Bir tüfek mermisinden on kat hızlı yol alan Huygens sadece bir saat kadar önce Titan’ın dış atmosferine girdi. Hava sürtünmesi nedeniyle ısı kalkanının sıcaklığı yaklaşık 1500 ⁰C’ye ulaştı. Huygens dakikalar içinde yavaşlayıp soğudu. Paraşütler açıldı, ısı kalkanı araçtan ayrıldı ve Huygens, Titan’ın rüzgarlarında bir yaprak gibi süzüldü. Ve şimdi kamera ve mikrofonlar uzak bir diyardaki hava durumunu kaydediyor…

Önce Cassini’ye gönderilen sinyaller, Satürn’den Dünya’ya 67 dakikada ulaşıyor. Sonunda, saat 17.00’de Avrupa Uzay Ajansı’nın uzay bilimleri ekibinin lideri David Southwood kürsüye çıkıyor ve aracın güvenli bir biçimde iniş yaptığını duyuruyor: ‘Titan’ın ilk ziyaretçileri bizleriz.’

Artık sinyallerin bilgisayar işleminden geçerek görüntüye dönüşmesi bekleniyor. Saatler geçiyor. Ansızın, konferans salonuna (Darmstadt’taki Avrupa Uzay Operasyonları Merkezi’nde) yerleştirilen  tüm televizyonlarda karlı-siyah-beyaz bir görüntü beliriyor. İniş sırasında çekilen bu fotoğrafta, engebeli tepeler ve koyu bir düzlük görülüyor.

Kalabalık, televizyonlara hücum ediyor (salonda yüzlerce uzman, öğrenci ve gazeteci var) adını tanrılardan alan bu uydu, medyanın adeta tapındığı bir ritüelin odak noktası. Tv ekipleri Titan’ın görüntülerini filme alıyor. Fotoğrafçılar çekim yapan tv ekiplerini görüntülüyor. Radyo muhabirleri mikrofonlarını hoparlörlerden gelen yorumlara çevirmiş.

İlk görüntüyü diğerleri izliyor.

İlk görüntüyü diğerleri izliyor. Buna, alelacele birleştirilen ve hava fotoğraflarından oluşan geniş bir panorama da dahil.  Sonunda, uydunun yüzeyinde çekilen ilk görüntüler geliyor. Bu renkli bir görüntü; üzeri kayalarla bezenmiş gösterişli, turuncu bir manzara.  Uzakta alçak tepeler görünüyor. Kalabalık, gecenin geç saatlerine kadar ekranların önüne toplanmış.

O saatlere gelindiğinde, Huygens’in kısa görevi çoktan sona ermiş durumda. Yörüngedeki Cassini, iniş yapan aracıyla bağlantısını koparmış; Huygens iki saat daha pilleri tükenene kadar sinyal göndermeye devam ediyor.

İniş sırasında meydana gelen küçük bir aksaklık, görevin başarısına gölge düşürüyor. Fotoğrafların yarısı -350 tanesi- bir iletişim sorunu nedeniyle kayıp. Ancak her şey yolunda gitmiş olsaydı bile, Huygens, Titan’ın sadece çok küçük bir bölümünü görmüş olacaktı. Aynen kocamana bir file çok yakın mesafeden bakmak gibi… Ama Huygens, bazı temel soruları yanıtlamaya yetecek kadarını görmüştü.

Daha önce Huygens’in, sert bir kayaya mı, jöle kıvamında yapışkan bir maddeye mi yoksa petrole benzeyen bir metan okyanusuna mı düşeceğini kimse bilmiyordu. Aslında sıvı havuzlar bulmadı ama –üzeri sert bir tabakayla kaplı ve içi yumuşak olan- yüzeyin yer yer ıslak olduğuna dair pek çok kanıt elde etti.

Amerika Jeoloji Araştırmaları Kurumu’ndan Larry Soderblom, ‘sıvı metanın nehir vadileri açtığına dair kanıtlar görüyoruz’ diyor. ‘Titan, kurak Afrika çölleri gibi olabilir ama burası yağmurun yüz yılda hatta bin yılda bir düştüğü bir çöl gibi. Yağdığında da çok fazla yağıyor ve ani sellere neden oluyor olabilir. Cassini, temmuzda Titan’ın kuzey kutup bölgesi üzerinden geçerken pek çok metan gölünün olduğu bir arazi gördü.

Metanın kaynağı, Titan’ın kabuğunun altı; burada buzlu çökellerin arasında hapsedilmiş bir biçimde ya da su ve organik madde içeren derin ve sıcak rezervuarlarda hazır bekliyor. Atmosfere sızan metanın bir bölümü yüzeye yağmur olarak düşerken, ultraviyole ışık ve başka radyasyon türleri de, diğer metan moleküllerini, toksik yağmur halinde yağan daha karmaşık oganik bileşiklere dönüştürüyor. Southwest Araştırma  Araştırma Enstitüsü’nden Hunter Waite, ‘Titan, Güneş Sistemi’ndeki en iyi organik madde fabrikası’ diyor. ‘Benzine benzeyen ve uydunun büyük bölümünü kaplayan donmuş bir hidrokarbon katmanı var. Titan’da kazı yapabilseydiniz, petrol konusunda hiçbir sıkıntı yaşamazdınız.’

Titan’daki rüzgarlar bu engin hidrokarbon kurum denizini milyonlarca yılda biçimlendirdi; yüzlerce kilometre boyunca birbirine paralel uzanan yüz metre yüksekliğinde kumullar oluşturdu. Titan konusunda uzman araştırmacı Ralph Lorenz; ‘Arabistan çöllerindeki kumulların aynısı’ diyor.

Bizim atmosferimiz gibi Titan’ın atmosferi de büyük oranda yaşamın temel bileşeni olan azottan oluşuyor. Puslu atmosferindeki karmaşık karbon bileşikler de öyle. Titan, yaşamın başlaması için gerekli bazı koşullara sahip olsa da yaşam kıvılcımının çakılmasını önleyecek derecede soğuk bir yer. Ama Cassini’nin şimdiye dek yaptığı en önemli keşiflerden birinde, araştırmacılar rastlantı sonucu Satürn’ün bir diğer uydusunun basit yaşam formları için elverişli bir yer olabileceğine ilişkin ipuçlarına ulaştı.

Bir deniz feneri gibi parlayan, buzlarla kaplı Enceladus, ışığı Güneş Sistemi’ndeki diğer gökcisimlerinden çok daha fazla yanzıtıyor. 25 yıl önce Voyager’la elde edilen görüntülerde Enceladus’un yüzeyinde yalnızca birkaç büyük krater görülüyordu; bu da uzmanları, jeolojik hareketlerin bir bakıma kraterleri ortadan kaldırdığı konusunda kuşkulandırdı. Ama 500 kilometre çapındaki Enceladus, çekirdekteki hareketler için gerekli olan ısıyı üretemeyecek kadar küçük görünüyordu. Bir diğer bilmece de, Enceladus’un kendine yakın olan bölgelerinde aşırı yoğunluk gösteren –ama genelde seyrek olan- E halkasını maddeyle beslemesiydi…

Cassini uzay aracı, bu konuyu araştırmak üzere Enceladus’a yaklaştı. 2005 yılı başlarında gerçekleşen iki buluşmada, Satürn’ün manyetik alanında düzensiz tedirginlikler belirledi.

14 Temmuz 2005 tarihinde uzay aracı, Enceladus’un güney kutbunun 170 kilometre üzerine kadar alçaldı. Eşzamanlı çalışan aletlerin bu gizemli uyduda gerçekleştirdiği sondaj çalışmalarıyla yüzey sıcaklığı, kimyasal izler ve manyetik alan değerlerini ölçtü. Veriler, güney kutbu yakınlarında madde püskürmeleri olduğuna işaret ediyordu. Bundan dört ay sonra, Cassini uzaklardaki güneş Enceladus’u bir siluete dönüştürdüğünde, bu uydunun uzayın derinliklerine fıskiye şeklinde su buharı ve buz parçacıkları püskürttüğünü gösteren fotoğraflar elde etti.

Güney kutbu yakınlarında, sıcaklık beklenenin 70 ⁰C üzerinde (eksi 133 ⁰C), yüzeyin hemen altındaki buzu eritecek ve buzu boydan boya kesen, ‘kaplan şeritleri’ denilen uzun yarıklardan yükselen püskürmeleri besleyecek düzeydeydi. Cassini, yarıkların çevresine yeni yağan karın üzerinde basit karbon bileşikleri saptadı.

Bir gözem çözülmüştü. E halkasının Enceladus’un yakınında şişkin olmasının nedeni, püsküren buz parçacıklarının bu halkayı beslemesiydi. Ancak şimdi uzmanlar yeni bir bilinmeyenle karşı karşıya: Bu ısının kaynağı nedir? Isı, Enceladus’un içinde hapsolmuş radyoaktif  elementlerden ya da Satürn’ün Enceladus’u sıkıştıran ve esneten çekim gücünden kaynaklanıyor olabilir.

Çok daha önemli bir soru ise bu küçük uydunun yaşam barındırıp barındıramayacağı. Arizona Üniversitesi’nden Bob Brown, ‘Bildiğimiz anlamıyla yaşam sıvı halde su, enerji ve organik moleküller gerektiriyor’ diyor. Burada üçünün de olduğuna dair kanıtlar var. Kokteylimiz hazır.’

Yaşam, Enceladus’un yüzeyindeki buzun 10-15 metre altında, ılık su ceplerinin içinde- suyun içinde çözünmüş organik bileşiklerle beslenen ve DNA’nın yabancı bir versiyonuyla ya da tümüyle farklı bir genetik malzemeyle üreyen canlılar biçiminde- gizleniyor olabilir. Brown, ‘Akıllı yaratıklar ya da çok gelişmiş canlılar görmeyi beklemiyoruz ama yine de burası yaşam olasılığı görülen bir yer’ diyor.

Cassini’nin programında, Enceladus’a yapılacak bir ziyaret daha var, eğer bütçe yeterli olursa Cassini’nin görev süresi, Enceladus, Titan ve diğer kilit hedeflerin yanından geçebilmesi için 2008’den ileri bir tarihe kadar uzatılabilir. Ama uzmanlar şimdiden, Enceladus’ta yaşam aramak ve Titan’da yaşamın öncüllerini araştırmak için, gelecekte gönderilecek uzay araçları üzerinde düşünmeye başladı bile…

*Bilinen 56 uydusuyla Güneş Sistemi'nin en büyük ikinci gezegeni. Satürn 1,3 milyar kilometre ile Güneş'e en uzak altıncı sırada. Kaya ve metalik hidrojenden oluşan çekirdeğinin çevresini yoğun bir atmosfer tabakası sarıyor. Bulutlar saatte 1500 kilometre hızla ilerleyen rüzgarları örtüyor. Keşfedilme sırasına göre abecesel sırayla adlandırılan halkalar, gezegenlerin genç yıldızların çevresinde, gaz ve toz içeren kalıntı disklerinde nasıl oluştuğuna dair ipuçları veriyor. Ama halkalar binlerce küçük halka içeriyor ve bunların bazıları halkayı oluşturan maddenin dağılmasını engelleyen uyducuklar barındırıyor. Diğer uydular, halkalar arasındaki boşlukların korunmasına yardımcı oluyor. Örneğin Mimas'ın kütlesel çekimi, B halkasındaki parçacıkların, 1675'te Fransız gökbilimci Jean-Dominique Cassini tarafından keşfedilen Cassini-Bölmesi'ne kaymasını önlüyor. Ve günümüzde Cassi'nin adını taşıyan uzay aracı, F ve G halkaları arasındaki yeni bir halkanın yanı sıra çok sayıda yeni uyducuk da keşfediyor.
Satürn'ün adlandırılmış 35 uydusu, birkaç km. çapında olanlardan, Merkür'den büyük dev uydu Titan'a kadar farklı büyüklüklerde. Bu gökcisimlerinin bazıları, Satürn'le aynı zamanda oluşmuş; diğerleri ise, çarpışmalarla daha büyük gökcisimlerinden kopmuş olabilir. Ve Phoebe gibi bazı uydular da Güneş Sistemi'nin ilk dönemlerinde başıboş dolanırken çekime yakalanmış olabilir.  Satürn'ün bilinen en yakın uydusu Pan, uyguladığı çekim gücüyle çevresindeki kalıntıları temizleyerek Encke Boşluğu'nu oluşturdu. Buz ve kaya yığınlarından oluşan Prometheus ve Pandora, çok hızlı değişime uğrayan F halkasını sürekli değiştiriyor. Janus ve Epimetheus, yakın dönemde keşfedilen çok ince bir halkayı dolduran toz zerrelerini saçıyor. 500 kilometre çapındaki, üzeri buzla örtülü Enceladus'ta püsküren su buharı ve buz parçacıkları yüzeyin pürüzsüz olmasını sağlıyor ve E halkasını besliyor. Tethys, Dione ve Rhea, üzerinde çok fazla krater olan kalın bir su buzu katmanıyla kaplı. Titan yoğun bir atmosfer, hava koşulları, erozyon ve sıvı metan havuzlarına sahip -bu haliyle Dünya'nın ikizi gibi-. Hyperion daha büyük bir uydunun hayatta kalan bir parçası olabilir. Belki de en tuhaf olan Iapetus'un bir yarıküresi parlak beyaz, diğer yarıküresi ise mat siyah görünüyor.

(National Geographic Aralık 2006)