Gezegenler Neden Elips Şeklinde Döner ?

Bir çok çocuk için, popüler Güneş Sistemi maketleri oluşturulur. Gezegenleri temsil eden boyanmış straforlar ve telden yapılmış yörüngeleri de eklenir makete. Bu güne kadar, bir çok kişi Güneş Sistemi’ni göz önüne getirdiği zaman, en geniş yuvarlak yörüngelerinde en uzak gezegenlerin olduğu, merkezinde Güneş’in bulunduğu bir sistem hayal ederler.

Bu model, zarif ve basit bir sistemi öngördüğü halde aslında doğru bir Güneş Sistemi modeli değildir. Güneş Sistemimizdeki gezegenlerin yörüngeleri gerçekte yuvarlak değil, elips şeklindedir. Ancak yörüngeler kütleçekime,durağanlığa ve kütleye dayanan tekrar eden bir sistem olarak biliniyorsa, gezegenler neden elips şeklinde dönerler?

4 Çeşit Muhtemel Gezegen Yörüngesi

Yörüngelerin altında yatan temel bilim, kütleye sahip iki cismin birbirine doğru kütleçekim kuvveti uygulayacağı gerçeğidir. Bu nedenle uzaydaki hareketleri etkilenecektir. Bahsedilen olay astronomi fiziğinin temel bir prensibidir. Genel olarak bir büyük ve daha küçük cismin olduğu yörüngeler görürüz. Böylece büyük olan cisim sabit gözükürken, daha küçük olan onun etrafında “döner”. Yörüngeleri anlamak için ayrıca iki cismin sisteme dahil ettiği enerjiyi ve yörüngenin şekli üzerinde sahip olacağı etkiyi göz önünde bulundurmak gerekir.

Örneğin Güneş’i ele alalım. Bir cisim Güneş’e yaklaştığı zaman, enerji ve yörüngesine bağlı olarak 4 muhtemel yörünge yolundan birisini takip edecektir: Sarmal yörünge,hiperbolik yörünge,eliptik yörünge,yuvarlak yörünge.

Sarmal yörünge cismin, çok küçük kütlesi ya da enerjisi olması nedeniyle Güneş’in kütleçekimi tarafından dik bir açı ile çekilen cisimlerin oluşturduğu yörüngedir. Cisim, yörünge bile denilemeyecek olan, Güneş’e doğru sarmal bir yol izleyerek düşer, ta ki gittikçe yaklaşarak yüzeye çarpana kadar.

Hiperbolik yörünge Güneş’ten çok uzak mesafelerde olan veya çok yüksek hıza sahip cisimlerin sahip olduğu bir yörüngedir. Cisim, Güneş’e yaklaşır ve yolu Güneş’e doğru eğrilir. Fakat cismin hızı ve mesafesi Güneş’i geçip yoluna devam etmesine neden olur. Bir daha da tekrarlayan bir yörüngeye girmez. Yani cisim hiperbolik bir yörünge oluşturduktan sonra bir daha asla dönmemek üzere uzaya savrulur.

Yörüngelerin Dış Merkezliliği Arttıkça O Oranda Elips Olur. Görsel: Nasa

Yuvarlak yörünge bir çok insanın Güneş Sistemi’ne hakim olduğunu düşündüğü bir yörünge tipidir. Güneş’e yakın bazı gezegenler neredeyse kusursuz yuvarlak yörüngeler oluştururken, tam olarak yuvarlak bir yörünge oluşturmak aslında çok zordur. Bunun için şartlar kesinlikle kusursuz olmalı, yani sisteme dahil olan enerjinin, nadir görülen fakat mümkün olan bir dış merkezli yörünge yaratmamalıdır.

Eliptik yörünge ise Güneş Sistemimizdeki tüm gezegenlerin Güneş etrafında takip ettiği bir yörünge tipidir. Ve bu çeşit yörüngelerin neden yuvarlak yörüngelerden daha yaygın olduğu anlaşılabilir. Bir cisim, Güneş’in kütleçekim gücünden kaçamayacak kadar küçük veya yavaş ise, sisteme girdiği zaman büyük ölçüde orijinal enerjisine ve yörüngesine bağlı tekrar eden eliptik bir yörüngeye girer. Ayrıca yörünge diğer gezegenlerin kütleçekim etkilerinden de etkilenebilir. Böylece yörüngeyi kusursuz bir yuvarlak olarak değilde, dış merkezli(eliptik), diğer etkenlere bağlı bir hale getirir.

Fizik Elips Yörüngeleri Tercih Ediyor

Bu tercihi şu şekilde düşünebiliriz: Bir gezegen yüksek bir hızla Güneş tarafından döndürülüyor. Bu noktada, gezegen ilk oluştuğu sırada kazandığı hıza şu anda da sahip durumdadır. Gezegen Güneş’in yanından geçtikçe yeni bir kuvvet, yani Güneş’in kütleçekimsel kuvveti gezegen üzerine etki eder ve onu kendi yönüne doğru çekmeye başlar. Böylece gezegenimiz Güneş’e doğru ‘düştükçe’ yeni bir etken olaya dahil olur. Bu etken, Güneş’in bahsi geçen kütleçekim kuvveti nedeniyle ivmelenmenin sebep olduğu hızdır. Sözü edilen etken, gezegenin başlangıçta sahip olduğu hız ile birleşince, onu Güneş’e doğru düşmekten tutar ve eliptik bir yörüngenin oluşmasına sebep olur.

Kısaca, bir gezegenin yörünge yolu ve hızı, Güneş’in kütleçekim kuvveti nedeniyle etkilenmeye devam eder ve sonunda gezegen geriye doğru itilmeye başlar. Eliptik yörüngeden parabol yörüngeye geçişten(trilyonlarca yıl sürer) sonra geriye dönüş, parabol yörüngenin sonunda tekrar başlar. Parabol yörünge, gezegen tarafından tamamlandığı zaman tekrar eliptik bir yörünge oluşturacaktır.

Durağanlık ve kütleçekim herhangi bir yörüngenin oluşabilmesi için bir arada olmalıdır. Ve başka ne kadar etkinin bir cismin yörünge şeklini etkileyebileceği göz önünde bulundurularak, yuvarlak bir yörüngenin oluşma ihtimali çok düşüktür.

Fakat bir astrofizikçi olmaya karar verirseniz, belki bu sizin kariyer hedeflerinizden birisi olabilir. Bulabildiğiniz kadar yuvarlak yörüngeler bulmak…


Çeviri: Science Abc

Ana Görsel : Pinterest

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir