İçinde yaşam barındıran bu değerli sistemimizin oluşum süreci insanlık tarihi boyunca merak konusu oldu. 250 yıl önce yaşamış filozof ve bilim adamı Immanuel Kant bu konu hakkında fikir sunanlardan biriydi ve 250 yıl sonra dahi kabul edilen Nebula teorisini ortaya attı.
Nebula veya diğer adıyla bulutsu, uzayda geniş alanlara yayılmış gaz, toz, hidrojen veya diğer gaz iyonlarından oluşan bulutsu yapıdır. Bu teoriye göre nebulalar zamanla kendi içine çöküyor ve yoğunlaşarak yıldızları ve gezegenleri oluşturuyordu.
Eskiden sadece tahminlerle yetinen insanoğlu gelişen yeni teknolojiyle uzayda var olan gerçekleri keşfetmeye başladı. Spitzer Uzay Teleskobu sayesinde diğer sistemlerin oluşumlarına bakılarak Güneş Sistemi’mizin de geçmişte nasıl bir süreç izlediğini görme imkânı bulduk. Nebulaları inceleyen bu teleskop bize Nebula teorisinin doğru olduğunu gösterdi. Gerçekten de bulutsular kendi kütle çekiminin gücüyle içeri çökerek ısınıp ön yıldız denen yoğun maddeyi oluşturuyor, daha sonra belli bir sıcaklığa geldiklerinde nükleer füzyon yaşanıyor ve yıldızımız oluşuyordu.
Bu araştırmalarla birlikte akıllara bir soru takılıyordu. Bu kadar uzak mesafelere yayılmış toz bulutları nasıl bir araya toplanıyordu? Yapılan çalışmalar sonucu buna süpernovaların neden olabileceği ortaya çıktı. Enerjisi biten büyük yıldızların şiddetle patlamasına süpernova denir. Yıldızların içindeki maddeler bu büyük güçle çok uzaklara yayılır ve hatta nebula dediğimiz toz bulutlarını içeri doğru sıkıştırarak kütle çekimi etkisine girmesine ve çökmesine neden olur. Yani bir yıldız oluşumu için süpernova aslında tam olarak olması gereken bir eylem.
Peki, yıldız çevresindeki gezegenler nasıl oluştu? Düşünülebileceği gibi gezegenler yıldız çevresindeki gaz disklerine ait tozların kütle çekimiyle bir araya gelmesiyle oluşmuş olabilir. Ancak bu maddeler kütle çekiminin onları kütle haline getirmesine imkân vermeyecek kadar seyrek haldeler idi. Yine yapılan bazı çalışmalarla uzayda parçacıklar arasındaki sürtünmenin maddelerin birbirlerini çekmelerini sağlayacak elektrostatik yükleme yaptığı anlaşıldı. Görünen o ki parçacıklar bu şekilde belli bir büyüklüğe kadar birleşti ve sonra elektrostatikten daha etkili bir kuvvet haline gelen kütle çekimi kuvveti kontrolü ele alarak büyümeyi hızlandırdı ve gezegenler oluştu. Cisimlerin kütle çekimi kuvvetinin kütlenin her tarafına aynı büyüklükte uygulanıyor olması da gezegen denen böylesine büyük kütlelerin önünde sonunda küresel bir yapı almalarını bize açıkladı. Bu nedenle neredeyse gördüğümüz tüm gezegenler küresel şekil hariç başka bir şekle sahip değil.
Gezegenlerin yıldız çevresinde belli bir yörüngede dolaşmalarının da nedeni kütle çekimi kuvvetidir. Ancak kütle çekimi kuvveti Einstein’ın çalışmalarına kadar tam olarak anlaşılamamıştır. Einstein yerçekiminin uzay-zamanı büktüğünü söylemiştir. Böylece gezegen yörüngelerinin bu şekilde olması da daha iyi bir şekilde açıklanmıştır.
Aynı toz diskinden oluşan bu gezegenler neden farklı yapılardadır? Bu çok basit bir fizik kanunuyla açıklanabilir. Farklı maddeler farklı sıcaklıklarda yoğunlaşır. Sistemin oluşumunun ilk başlarında her şey çok sıcaktı ve her şey gazdı ancak zaman geçtikçe soğumalar başladı. Yine de Güneş’e yakın bölümler hala çok sıcak. İç kesimlerde gazların yoğunlaşmasına imkân vermeyecek kadar sıcaklık yüksek. Ancak metalik parçalar yoğunlaşabiliyor. O nedenle Güneş’e en yakın gezegen olan Merkür aşırı derecede metalik yapıdadır. Güneş’ten biraz daha uzaklaştığımız da sıcaklık da Merkür kuşağına oranla biraz daha düşüyor ve daha fazla kaya partikülleri yoğunlaşabiliyor. Bu nedenle Venüs, Dünya ve Mars kaya kütleli gezegenler kuşağında yer alıyor. Bu kuşaktan sonra da asteroitler kuşağı denilen bolca asteroit barındıran bir bölüm geliyor. Ancak belli bir sınırdan sonra iç gezegenlerden çok daha farklı gezegenler gözler önüne geliyor. Güneş Sistemi’nin oluşumu sırasında çok fazla miktarda bulunan ve düşük sıcaklıklarda yoğunlaşabilen su, amonyak, metan gibi maddeler bu sınırdan sonraki kuşakta yoğunlaşmaya başlıyor. Bol bulunan bu maddeler Jüpiter, Satürn gibi sistemin en büyük gezegenlerini oluşturuyor. Aslında Jüpiter’in bu büyüklüğüne çok şey borçluyuz çünkü Jüpiter çok kuvvetli kütle çekimi kuvveti sayesinde dış uzaydan gelen göktaşlarını Dünya gibi iç gezegenlere ulaşmadan engeller. Güneş Sistemi’nin son sınırlarını ise Kuiper Kuşağı oluşturur. Bu alanda cüce gezegenler, uydular ve yüz binlerce irili ufaklı gök cismi yer alır.
Bu Güneş Sistemi modeli bize gayet mantıklı gözükürken aslında bilim insanlarının aklını kurcalayan bir kaç şey vardı. Örneğin matematiksel hesaplamalarına göre Uranüs ve Neptün’ün şu an bulundukları yörüngelerde bulunmamaları gerekiyordu. Ayrıca ayın yüzeyine çarpan binlerce asteroidin de Asteroit Kuşağı’ndakiler olduğu kanıtlandıktan sonra o kuşağı bir zamanlar kendi bölgesinden sistemin içine dağıtan bir şey olduğunu düşündüler. Yaygın olan görüş gezegenlerin şu an bulundukları konumlarda meydana geldikleriydi. Ancak bu problemleri çözmeye yönelik araştırmalar gezegenlerin göç ettiklerini, hatta yakınlaşmaları sonucu oluşan etkileşimleriyle düzenlerini değiştirdiklerini gösteriyor. Jüpiter ve Satürn’ün karşılıklı yerçekimi itişleri yörüngelerini esnetti ve bu durum Uranüs ile Neptün’ü de etkiledi. Teoriye göre Uranüs ile Neptün yer değiştirdi ve bu değişimlerin etraflarındaki asteroitlerin yörüngelerinden çıkmasına neden olmuş olma olasılığı yüksek.
Görüldüğü gibi yaşamımız inanılmaz kritik süreçlerin bir sonucu olarak varlığına kavuştu. Çok ama çok farklı gelişebilecek senaryolar üzerinden bu yol izlendi ve şu an bulunduğumuz aşamaya, düşünebilen insan türünün varlığına kadar geldi. Şimdi yapılması gereken tüm bunların değerini bilerek evreni tüm gücümüzle keşfetmeye çalışmamız.
Hazırlayan: Deniz Kaçan
İTÜ Astronomi Kulübü Üyesi
Kapak Fotoğrafı: NASA/JPL-Caltech/2MASS