Galileo Uyduları 1- Io

7 Ocak 1610 gecesinde, bundan yaklaşık 400 yıl önce, Galileo yaptığı teleskobunu öncelikli hedefi Ay'dan Jupiter'e doğrulttuğunda yüz yıllardır kabul görev evren modelini yerinden salladığının farkında mıydı acaba? Evrendeki tek merkezin Dünya olduğu yönündeki yaygın inanışa karşıt Jupiter'in etrafında gördüğü 3 küçük yıldız ona bambaşka bir evrenin ipuçlarını veriyordu. Gördüğü üç küçük yıldız daha sonra Io, Europa ve Ganymede olarak adlandırılacak olan Jupiter'in üç uydusuydu.

1609 yılında Hollanda'da bir optikçinin tasarımından esinlenerek kendi teleskobunu yapan Gallileo, ilk gözlemlerine Ay ile başladı. Ay'ın yüzeyindeki kraterlerin ve tepelerin resimlerini çizen Galileo teleskobunu her geçen gün daha verimli kullanabileceği bir alet haline getiriyordu. (Aynı dönemlerde Londra'dan gözlemler yapan Thomas Harriot da 6 kez büyüten teleskobu ile gözlemler yaparak Ay'ın yüzeyinin resmini çekmiştir fakat bunları yayınlamamıştı)

Galileo'nun Ay çizimleri (Kaynak : Galileo Project)

Bir çok optik kusurunu düzelttiği teleskobunu Jupiter'e 7 Ocak 1610'da Jupiter'e çeviren Galileo ilk önce şaşkınlığa uğradı. Jupiter'in yanında onunla paralel hizalanmış 3 tane daha parlak cisim vardı. İlk başta bunları arka plandaki yıldızlar olduğunu düşündü. Jupiter o dönemde Dünya'ya göre karşı konumdaydı, yani Dünya ve Jupiter gezegeni Güneş'in aynı tarafında bulunuyorlardı ve bu nedenle Jupiter Ay'dan sonra gökyüzündeki en parlak cisimlerdendi. İlk gözleminin ardından bir sonraki gün Jupiter'e tekrar baktığında gezegenin ters yönde hareket etmesi gerektiğini düşünen Galileo, Jupiter'in doğudan batıya hareket etmesini ve üç parlak yıldızı geride bırakmasını bekliyordu. Fakat Jupiter'e baktığında üç parlak cismin de gezegenin batısında kaldığını gördü. Yani Jupiter batıya doğru değil, doğuya doğru hareket ediyor gibi görünüyordu. İlerleyen haftalarda Galileo üç şey daha keşfetti:

• Küçük yıldızlar Jupiter'i sürekli takip ediyorlardı
• Bu takip sırasında konumları birbirine ve Jupiter'e göre değişiyordu
• Üç küçük yıldıza 15 Ocak gecesi bir tane daha eklenmişti (Callisto)
  

Bu gözlemlerinin ardından Galileo bunların yıldız değil, Jupiter etrafında dolanan uydular olduğunu fark etti ve Mart ayının ortalarında yayınladığı Siderius Nuncius kitabında bunlardan bahsederek "ünlü" oldu.

Bu yazı dizisinde bu 4 uydu hakkında bilgi vermeye çalışacağım. Öncelikle Io'dan başlayalım.

IO

Jupiter'in vahşi doğaya sahip uydusu Io, ismini antik Yunan tanrılarından Zeus(Jupiter)'un aşık olduğu ve eşi kıskanç Hera'dan saklamak için bir buzağıya dönüştürdüğü bakireden alıyor. Io, Güneş sisteminin en volkanik gökcismi olma özelliğine sahip. 70'li yıllarda Güneş sisteminin derinlerini incelemek için gönderilen Voyager sondaları, uydunun ilk görüntülerini aldıklarıda karşılaştıkları manzara herkesi çok heyecanlandırmıştı. Uydunun yüzeyi diğer uydularda görüldüğü gibi kraterle değil aktif volkan ve lavlarla kaplıydı. Patlamalarla yukarı çıkan bu lavlar yörüngeden kaçma hızının yarısına kadar ulaşabiliyor ve yüzeyin 300km üstüne kadar fışkırabiliyor.

Voyager 2 tarafından Temmuz 1979'da Io'ya yakın geçiş sırasında Loki volkanı patlama esnasında görüntülendi (soldaki mavi parlaklık)

Dünya'nın uydusu Ay'dan biraz daha büyük olan Io, Jupiter'in en büyük üçüncü uydusu ve gezegene uzaklık bakımından beşinci sırada yer alıyor.

Io her ne kadar yörüngesi boyunca sürekli aynı yüzünü dev gezegen Jupiter'e dönük olsa da diğer uydular Ganymede ve Europa'nın etkisiyle düzensiz bir eliptik yörüngeye sahip. Yörüngesindeki bu düzensizlikler nedeniyle Jupiter ile arasındaki mesafenin sürekli değişmesi uydu yüzeyinde çok büyük gelgit etkilerinin hissedilmesine yol açıyor. Dünya'da Ay'ın etkisiyle okyanuslarda gözlenen en büyük yükselme 18m civarındayken, Io'nun katı yüzeyinde oluşan en büyük gelgitler 100 metreye ulaşabiliyor! Yani uydunun katı yüzeyi 100 metre inip yükselebiliyor!

Io'nun volkanik yüzeyi (Kaynak : NASA - PhotoJournal )

İşte bu gelgitlerin oluşturduğu sıkışmalar büyük bir ısınmaya neden oluyor ve Io'nun yüzeyinin altının büyük bir basınçla sıvı kalmasına neden oluyor. Bu sıvı açık bir yol bulduğunda büyük fışkırmalarla yüzeye ulaşıyor ve yüzeyin 2000 Kelvin (2273 Santigrad derece) dereceye kadar ısınmasına yol açıyor. Io'nun yüzeyi sürekli kendini yeniliyor, lavlar kraterleri dolduruyor ve sıvı kayalar yüzeye yayılıyor. Uydu yüzeyini oluşturan materyal konusunda kesin bilgi bulunmamakla birlikte değişen renk kompoziyonlarına bağlı olarak erimiş sülfür ya da silikat kaya olduğu sanılıyor. Sülfürdioksit'ten oluşan atmosferinde suya herhangi bir şekilde rastlanmıyor ve uydunun etrafında güçlü bir manyetik alan oluşturan demirden katı bir çekirdeği olduğu düşünülüyor.

Galileo uydusu tarafından Io'da Tvashtar Catena bölgesinde 1999'da görüntülenen volkan patlaması (Kaynak NASA - PhotoJournal)

Io'yu Jupiter'den 220 000km uzakta tutan yörüngesi zaman zaman Jupiter'in devasa manyetik alan çizgilerini keserek uydunun bir elektrik jenaratoru gibi davranmasına neden oluyor. Bu durum uydu etrafında 400 000 volt gerilim oluşturabiliyorken 3 milyon amper akım üretebiliyor. Bu akım en düşük dirençli yolu seçerek Jupiter'in manyetik alan çizgilerinden gezegenin atmosferinin üst katmanlarına girip büyük şimşekler oluşturuyor.

Jupiter dönüşü sırasında devasa manyetik alanı Io'nun üzerinden geçip uydunun yüzeyinden saniyede 1 tona yakın maddeyi koparır. Bu kopan madde manyetik alanda iyonize olarak (elektronlarını kaybederek) halka şeklinde yüksek enerjili bir "plazma torus" adı verilen bulut oluşturur. Bu buluttan kopan parçacıklar manyetik alan çizgilerini takip ederek Jupiter'in kutuplarında görülen Auroralara (Kuzey Işıkları) sebep oluyor. Ayrıca bu halka yapıdan kaçan iyonlar Jupiter'in manyetosferinin beklenenden iki kat daha büyük olmasına da neden oluyor.

Bundan sonraki hedefimiz : Ganymede

Kaynaklar:
The Galileo Project
NASA : Solar System Exploration Project