Kayan yıldız yağmurları ve göktaşları

Prof. Dr. Osman Demircan
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Astronomi Bölümü

Geceleri gökyüzünde bazen kayan yıldızlar görürsünüz. Gökyüzünde aniden parlayarak kayarlar ve bir-iki saniye içinde de sönüp yok olurlar. Hatta halk arasında bu olaylarla ilgili değişik inanışlar vardır, dilek tutulur. Başka bir inanışa göre de herkesin bir yıldızı vardır. Yıldızı kayan bu dünyadan öbür dünyaya göç etmiş (ölmüş) demektir. Tabii hangi yıldızın kimin olduğu hiç bilinmez ve insanlar hep en parlak yıldızlardan birinin kendisinin olduğuna inanırlar.
Kayan yıldızları ilk olarak Anaxagoras inceliyor.
Kayan yıldızların, yıldızlarla hiç mi hiç ilgisinin olmadığı, bunların yer atmosferine uzaydan giren taş parçaları olduğu, yüzyıllar önce iki Alman öğrenci tarafından kanıtlanmış. Bu doğru düşüncenin temeli aslında Eski Yunan filozofu Anaxagoras’tan geliyor. Anaxagoras Lapseki’de yaşadığı sırada, MÖ 467’de Gelibolu yakınlarına düşen bir göktaşını incelemiş ve bu konuda ilk doğru düşünceleri oluşturmuştur.
Bugünkü bilgimize göre, gökyüzünden yeryüzüne sürekli irili ufaklı taş, toprak, kaya parçalan inmektedir. Bu maddelerin miktarı günlük ortalama 10 bin tonu bulmaktadır. Gözle görülen kayan yıldızları oluşturan parçalar genellikle çok küçüktür. Çaplan birkaç mm ile birkaç cm arasındadır. Daha küçük parçaların oluşturduğu kayan yıldızlar sadece dürbün veya teleskopla gözlenebilir. Gece görülen ışık yolu halindeki kayan yıldız olayı. Yer atmosferine giren küçük taş veya toprak parçasının atmosferde sürtünme sonucu çok ısınarak ışık yaymasıyla oluşur. Parçanın yolu üzerindeki atmosfer molekülleri iyonize olur ve parça çoğunlukla ısınarak dağılır, ufalanır ve tozları atmosfere saçılır. Bu olaylar genellikle atmosferin 110-90 km yüksekliklerinde gerçekleşir. Olay sadece birkaç saniye sürer ve kayan yıldızların parlaklığı Venüs parlaklığına ulaşabilir. Daha parlak olan kayan yıldızlar daha az sayıda görülür, daha büyük göktaşları tarafından oluşturulur. Bunlar atmosferin daha alt katmanlarına, hatta yeryüzüne kadar inebilirler. Daha turuncumsu ve kırmızımsı görülen bu tür kayan yıldız olayı daha uzun süre, dakikalarca, gözlenebilir; kayarken parçalara ayrılabilir, hatta bazen yakından geçerse gürültü duyulur. Bu tür olayların gündüz bile görüleni olmuştur. Parlak kayan yıldızlar bazen basında UFO olarak duyurulmaktadır. Kayan yıldız parlaklığından, kaynağın büyüklüğü ve yoğunluğu tahmin edilebilir. Çoğunda yoğunluğun kuyrukluyıldız çekirdeği yoğunluğunda, yani cm küp başına bir gramı geçmediği görülmüştür. Kayan yıldız tayflarında hidrojen, nitrojen, oksijen, sodyum, magnezyum, alüminyum, silisyum, kalsiyum, mangan, nikel ve demir elementlerine ait salma çizgileri (3000 C derecedeki sıcak maddenin oluşturduğu çizgilerdir) görülmektedir. Dağılmadan atmosferin alt katmanlarına, hatta bazen yeryüzüne kadar inebilen göktaşları, sürtünme nedeniyle 3000 °C dereceye kadar ısınırlar ve bu ısı nedeniyle ışık yayarlar ve çoğu zaman parçalanırlar. Sürtünmenin fazla olması nedeniyle, düşerken hızla yavaşlarlar.

Kayan yıldızlar nasıl gözleniyor?
Gözlemevlerinde, kayan yıldızlar, genellikle iki kamerayla gözlenir ve gökyüzünde saptanan konum farkından yükseklikleri ve hızları bulunur. Kayan yıldızlar gece ve gündüz radyo ekoları ile de gözlenebilirler. Tek bir istasyondan gönderilen radar dalgalan, kayan yıldızların oluşturduğu iyonize olmuş (atmosfer moleküllerinin elektronlanm kaybetmiş halleri) kuyruktan yansır ve yansıyan sinyal gözlenerek kayan yıldızın konumu ve hızı saptanmış olur. Herhangi bir zaman dilimi içinde gözlenen kayan yıldız izleri dikkate alındığında iki grup kayan yıldız olduğu görülür. Birincisi, atmosfere rastgele bir noktadan girip rastgele yönde iz bırakan sporadik (ne zaman nereden kayacakları önceden kestirilemeyen) kayan yıldızlar; ikinci ise farklı dönemlerde atmosfere farklı bölgelerden girerek radyal olarak (bir noktadan çıkıp farklı yönlere dağılan) gökyüzüne dağılan yani grup oluşturan kayan yıldızlar. İşte bu gruplardan her birine “kayan yıldız yağmuru” denilir. Yıl boyunca gözlenen birçok kayan yıldız yağmuru vardır. Her kayan yıldız yağmuru, yağmuru oluşturan taşlanıl yer atmosferine girdiği bölgenin takım yıldızı adıyla anılır. Örneğin Orion takım yıldızı bölgesinden girenler “Orionidler”, Leoııis takım yıldızı bölgesinden girenler “Leonidler”, Perse talanı yıldızı bölgesinden girenler “Perseidler” olarak adlandırılır. Farklı kayan yıldız yağmurları farklı tarihlerde görülür.
Araştırmalar her kayan yıldız yağmurunun bir kuyrukluyıldızla ilgili olduğunu göstermiştir. Anlaşılan o ki, kuyruklu yıldızların kar-buz katmanları eridikçe, ayrılan parçalar kendi yörüngeleri boyunca dağılır ve Yer yörüngesi uzayda böyle bir kuyrukluyıldız yörüngesini bölerse, Yer’in o kesişme noktalarından geçtiği tarihlerde, bir miktar kuyrukluyıldız parçası Yer atmosferine girecek ve ilgili kayan yıldız yağmurunu oluşturacaktır. Örneğin 20 Ekim’de yoğunlaşan Orionidler ve 4 Mayıs’ta yoğunlaşan Eta Aquanidler Halley kuyrukluyıldızından kaynaklanmaktadır. Kuyrukluyıldız yörüngeleri gezegenlerin çekim alanından etkilenip zamanla değiştikleri için, kayan yıldız yağmurları da yıldan yıla değişimler göstermektedir.
Yer atmosferine giren ve kayan yıldız yağmurlarını oluşturan taşların hızları saniyede 12 km ile 72 km ’ arasındadır. Yer’in Güneş etrafında saniyede ortalama 30 km hızla yörünge hareketi yaptığım ve aynı yönde döndüğünü dikkate alırsak, aslında ölçülen hızların Yer'e göre göreli hızlar olduğunu, gece yarısından sonra gözlenenlerin (V + 30) göreli hızıyla yüksek hızlı göründüğü ve gece yarısından önce gözlenenlerin de (V - 30) göreli hızıyla yavaş (düşük hızlı) göründüğünü anlayabiliriz. Aslında gece yansından önce gözlenen kayan yıldızlar, Yer’e arkadan yetişebilen hızlı ama Yer’e göre düşük hızlı görünen (V - 30) kayan yıldızlardır ve sayıları daha az olur. Bu nedenle kayan yıldız yağmurlarının çoğu gece yansından sonra görünür. Kuyrukluyıldız yörüngeleri Güneş etrafında kapalı yörüngelerdir ve maksimum kuyruklu yıldız hızı saniyede 42 km’yi geçmez. Ancak bir yörüngeye dağılan kuyrukluyıldız parçalannm hızları, bir ortalamanın etrafında dağılım gösterir. İşte bu parçalar kayan yıldız yağmuru oluşturduğunda, az sayıda ve hızlı olanlar (Yer’e yörüngesi üzerinde arkadan yetişebilenler) gece yarısına kadar, diğerleri yani daha çok yavaş olanlar da gece yarısından soma gözlenebilir.
Teleskopla gözlenebilen günlük ortalama kuyrukluyıldız sayısı 25 kadardır. Bu sayı ilkbaharda minimuma iner, sonbaharda maksimuma çıkar. Gün içinde de atmosfere giren göktaşı sayısı büyük değişim gösterir. Gün ortasında (Güneş’e bakan yüz) minimum olan sayı, sabaha karşı maksimuma ulaşır. Yer yüzünde sabah Güneş’inin yeni doğduğu bölgeler Yer yörüngesi üzerinde önde olan bölgelerdir. Yer, bir anlamda yörünge
hareketi yaparken, önüne çıkan göktaşlarını süpürüp gider. Bu nedenle arka bölgesinde (akşam olan bölgeler) fazla kayan yıldız görünmez.

Gözlemlediğimiz kayan yıldızlar nerelerden geliyor?
Hızlarından ve hareket doğrultularından kayan yıldızları oluşturan taşların Güneş Sistemi üyesi olduğu, çoğunun diğer gezegenlerle aynı düzlemde yer alan kapalı kuyrukluyıldız yörüngeleriyle ilintili olduğu, hatta hangi yddız yağmurunun hangi kuyrukluyıldıza ait olduğu bilinmektedir. Bir yıldız yağmuruna ait olmayan “sporadik” kayan yıldızların da, çarpışma sonucu ufalanmış asteroit parçalan olduğu bilinmektedir. Diğer taraftan Mariner Uzay Araçları, Yer ve Mars etrafuıda toz bulutlarının varlığım keşfetmiştir. Bu tozlar kuyrukluyıldızlardan yayılan
ve gezegenlerin çekim alanına giren tozlar olmalı. Boyudan 0.1 mm’den daha küçük olan bu tozlann, atmosfere girse de, kayan yıldız oluşturmadıkları bilinmektedir. Yer'in daha çok yörünge düzleminde yoğunlaşan bu tozlar, Güneş ışığının yansımasıyla “Zodyak Işığı” denen bölgesel gökyüzü aydınlanmasına neden olmaktadır. Ancak bu tozlar sürekli olarak yeryüzüne inerler ve bir toz parçacığının kütlesi 0.002 mg’dan daha küçük iken Yer’e bir günde inen toz miktan bin ton ile on bin ton arasındadır. Sadece dürbün veya teleskopla gözlenebilen sönük kayan yıldızları oluşturan parçacıklar 0.1-1 mm çapında ve 0.002-2 mg kütlesindedir. Bu parçacıklardan Yer’e bir günde inen toplam kütle 20 ton kadardır. Aletsiz, gözle görülebilen kayan yıldızlar 1-10 mm çapında ve 2-200 mg kütlesinde parçacıklar tarafından oluşturulur. Bu parçacıklardan Yer’e bir günde toplam ortalama 5 ton madde iner. 2 gr’dan daha büyük göktaşlarının çapı, genellikle 10 mm’den daha büyüktür ve bunların bir günde Yer’e inen ortalama kütlesi bir tonu geçmez.

Yer’e düşen göktaşlarının yapılan
Kayan yıldızlarla ilintili ve Yer’e düşen çok büyük göktaşları da vardır. Bunların bir listesi Çizelge l’de verilmiştir. 49 bin yıl önce Arizona’ya düşerek 1186 m çapında ve 175 m derinliğinde krater çukuru oluşturan göktaşı iyi bir örnektir. Yerkabuğunun içine girdiği için bulunamayan bu göktaşının kütlesi iki milyon ton olarak tahmin edilmiştir. 1908’de Sibirya’da Tunguska bölgesine düşen göktaşının oluşturduğu şok dalgalan tüm dünyadan hissedilmiş, 100 km çapında bir bölgede orman şok dalgalan ile yok olmuş, ancak krater çukuru oluşmuş ve göktaşı bulunamamıştır. Bu göktaşının yere düşmeden parçalanarak geniş bir alana saçıldığı sanılmaktadır. Bu tür başkaca olaylar da gözlenmiş geniş alanlardan göktaşı parçaları toplanmıştır. Bugün bulunabilmiş en büyük göktaşı Güney Afrika’da Groatfontein’e yakın bir yerde keşfedilen 60 tonluk göktaşıdır. Kutup bölgelerinde kar-buz üzerine düşen göktaşlarını keşfetmek kolay olmaktadır. Bugün artık farklı boyutlarda göktaşlarının roketler ve uydularla uzay dan toplanması planlanmaktadır.
Göktaşları, uzaydan gelen ve Güneş Sistemi’ne ait maddeler olduğu için Güneş Sistemi’nin başlangıç koşullarım ve başka ortamlardaki koşullan inceleme olanağı oluştururlar. 1996’da Mars’tan geldiği kanıtlanan ve Antarktika buzulları üzerinde bulunan 8 göktaşında, organik moleküller ve biyolojik aktiviteyi kanıtlayan mineral yapılan bulunmuştur. Atmosfere girmeden buz küreleri ile kaplı olan göktaşları bakteriler için derin dondurucu görevi yapmış olabilir. Ve belki bazı bakteriler Dünya’ya bu şekilde uzaydan gelmiş olabilir. Ancak unutulmamalı ki, kayan yıldız tayflan göktaşlarında sıcaklığın atmosferde sürtünme nedeniyle 3000 °C dereceye kadar çıkabildiğini göstermektedir. Yeryüzünde bulunan göktaşlarının siyah bir kabukla örtülü olması yüzeylerinin düşerken sürtünmeyle 3000 °C dereceye kadar ısınarak kısmen eriyip yanmış olduğunu göstermektedir.
Yer'e düşen göktaşları içerik açısından üç gruba ayrılmaktadır, demirli göktaşları, kaya yapılı göktaşları, kaya-demirli göktaşları. Yoğunluğu cm küp başına 7.8 gram olan demirli göktaşlarında yüzde 91 demir, yüzde 8 nikel, yüzde 0.6 kobalt bulunur. Kaya yapılı göktaşlarının yoğunluğu cm küp başına 3.4 gramdır ve içlerinde yüzde 42 oksijen, yüzde 20.6 silisyum, yüzde 16 magnezyum ve yüzde 16 demir bulunur. Kaya-demirli göktaşlarında kaya içinde damla biçimli demir bölgeler veya tersi demir içinde damla biçimli kaya bölgeler bulunur. Atmosfere giren göktaşlarının çoğu (yüzde 93.5) kaya yapılıdır. Demir yapılılar göktaşlarının sadece yüzde 5’ini oluşturur. Ancak kaya yapılı göktaşlarının çoğu atmosferde ısıya dayanamayıp dağılarak toz haline geldiği için, çok azı yeryüzüne ulaşabilir. Bu nedenle yeryüzünde bulunan göktaşlarının yüzde 26’sı kaya yapılı, yüzde 66’sı demir yapılı, yüzde 7.5’ide kaya-demirli göktaşıdır. Göktaşlarında radyoaktif maddelerden yararlanarak yapılan yaş tayinlerinde, oluştuklarından bu yana 4-6 milyar yıl geçtiği, yani dünya ile yaşıt oldukları, ancak yerkabuğuna göre (yerkabuğu sürekli yenilendiği için) çok yaşlı oldukları anlaşılmıştır. Göktaşlarına bu bakımdan Güneş Sistemi’nin orijinal yapıtaşları olarak bakılmaktadır. Yani göktaşları oluştuktan sonra hiç değişmemiş olmalıdırlar.
Yeryüzüne düşen göktaşlarının bıraktığı izler (çarpma kraterleri) düşen göktaşının büyüklüğüyle orantılıdır. Yeryüzünde çarpma kraterleri yer hareketleri, erozyon ve meteorolojik olaylarla hızla aşındığı için, sadece kısmen yeni ve büyük olanlar kalabilmiştir. Bugün yeryüzünde göktaşları tarafından oluşturulmuş ve saptanabilen 160 kadar çarpma krateri bilinmektedir.

Ay ile Yer’e düşen göktaşları akraba
Yer’in uydusu olan Ay’da gözlenen tüm yuvarlak yüzey şekilleri göktaşlarının oluşturduğu çarpma kraterleridir. Bir sayıma göre, Ay üzerinde çapı 1 km’den büyük üç yüz bin kadar çarpma krateri vardır. Bu kraterleri oluşturan göktaşları Yer’e düşen göktaşlarıyla akrabadır. Yani aynı kuyrukluyıldızlardan gelmektedirler
ve bu nedenle Ay’a hangi sıklıkta göktaşı düşüyorsa, Yer’e de aynı sıklıkta düşmüş olmalıdır. Bu durum dikkate alındığında bugün yeryüzünde çapı bir km’den daha büyük üç milyon çarpma krateri olması gerekmektedir. Maalesef sadece 160 krater belirlenebilmiştir. Sistematik bir çalışma yapılsa, bu sayı belki katlanabilir; ancak sayının küçüklüğü krater çukurluğunun ne kadar hızlı ve etkin bir şekilde aşınıp yok olduğunu göstermektedir. Ama olması gereken üç milyon krater çukuru da Yer’e ne kadar fazla sayıda büyük göktaşı düştüğünü ve Yer’in ne kadar büyük tehlike altında olduğunu göstermektedir. İstatistiklere göre Yer’e her on yılda bir çapı on metre olan bir göktaşı düşmektedir. Böyle bir düşmenin etkisi beş atom bombasının etkisi kadardır. Çapı altmış metre olan bir göktaşı yeryüzüne ortalama bin yılda bir düşebilir. Böyle bir düşmenin etkisi 15 milyon ton dinamit etkisi kadardır. Çapı 1500 m olan bir göktaşı ise ortalama milyon yılda bir düşebilir. Meksika’da Yucatan Bölgesi’nde deniz altında çapı 180 km olan bir çarpma kraterinin izleri bulunmuştur. 65 milyon yıl önce gerçekleştiği saptanan bu göktaşı çarpmasının, 10 kıtı çapulda bir göktaşı tarafından oluşturulduğu ve bu dönemde dinozorların yok olmasının, bu olaydan kaynaklandığı talimin edilmektedir. Böyle bir çarpmayla Yer on derece bir depremle sarsılıp şok dalgalarıyla birçok şey yerle bir olduktan sonra, Yer’den havaya saçılan, taş, toprak ve toz ile atmosferin kaplandığı, aylarca yeryüzüne Güneş ışığının giremediği, sonuçta yeryüzünün soğuduğu, fotosentez yapamayan bitkilerin ardından da otobur büyük yapılı hayvanların ve onları yiyen etobur büyük yapılı hayvanların ölmüş olabileceği tahmin edilmektedir. Göktaşları Yer için hâlâ tehlike oluşturmaktadır. Yer’e çarpma olasılığı olan (yörüngesi Yer yakınlarından geçen) ve çapı yüz metreden daha büyük olan 320 bin kadar göktaşı bulunmakta ve çarpma tehlikeleri nedeniyle sürekli teleskoplarla incelenmektedir.

Bu yazı Bilim ve Ütopya'nın eylül 2003 sayısında yayımlanmıştır.

Astronomi
Etiketler
yıldız
astronomi
kayanyıldız
astrofizik
kuyrukluyıldız