Yarkovsky Etkisi: Işığın İtici Gücü

Yarkovsky Etkisi

Güneş ışığı gibi devasa yıldızların ışıklarının, asteroit gibi çeşitli cisimlere itici bir etki yapabileceğini, yani “Yarkovsky etkisi” gibi bir şeyi hiç duymuş muydunuz? 

Uzayda asteroid gibi cisimleri itmek kolaydır. Bir gök cisminin yerçekimi kuvvetiyle itilmesi ise en bilineni. Peki ya ışığın itmesi? Böyle bir itme kuvveti olabilir mi? Cevabı hemen vermek gerekirse, evet ışığın bile itici bir gücü olabilmektedir. Ama ben elimi fener ışığına koyunca bir kuvvet uygulandığını hissetmiyorum, nasıl oluyor bu?

Asteroid özelinde cevaplarsak daha net anlaşılacaktır. Haliyle böylesi bir durumda, bir asteroidin çok uzak bölgelerdeki yörüngesini tahmin etmek zorlaşmaktadır. Güneş ışığının neden olduğu bu itme kuvveti Yarkovsky etkisi olarak adlandırılır.

Yarkovsky Etkisi

Yarkovsky Etkisi: Ortaya Çıkışı

Bir asteroit Güneş’in yörüngesinde dönerken, tıpkı Dünya gibi o da kendi ekseni etrafında döner. Haliyle dünyamız gibi onun da güneşe bakan tarafı ısınırken, güneşten uzak olan tarafı soğur. Kızılötesi radyasyon yayarak yapılan bu soğuma neticesinde asteroide küçük bir “İtme” oluşur. Bu itme de zamanla yörüngeyi değiştirir.

Dünya’ya yaklaşan asteroitler için bu süreci anlamak özellikle önemlidir. Asteroidin yörüngesinde meydana gelen küçük bir değişiklik, onun gezegenimize çarpma olasılığını değiştirebilir.

Çok küçük olması nedeniyle Yarkovsky etkisini hesaplayabilmek oldukça zordur. Ayrıyeten, bilim adamları asteroidin kütlesini, boyutunu ve şeklini bilmek zorundadır. Dahası, asteroidin yüzeyindeki açık ve koyu desenlerini bilmeleri gerekir. Malum, açık renkler daha fazla güneş ışığını yansıtırken, koyu renkler daha fazla emer.

Nasıl ki, Dünya’nın en sıcak kısmı öğleden sonra olduğu gibi, asteroid üzerinde de tabiri caizse öğleden sonra maksimum miktarda kızılötesi ışık yayan sıcak bir bölge gözlemlenir. 

Bu giden kızılötesi radyasyon, asteroide nazik ama sert bir jet benzeri itme sağlar. Asteroidin dönüşünün yönü, “Öğleden sonra” nın hareket yönünün ilerisinde mi yoksa arkasında mı olduğunu belirler. Yani durumu daha da açık ifade etmek gerekirse;

  • Eğer sıcak nokta hareket yönünün ilerisindeyse, kızılötesi itme asteroidin yörünge hızını yavaşlatır.
  • Eğer sıcak nokta hareket yönünün gerisindeyse yörünge hareketini hızlandırır. 

Ayrıca, ışığın dalga boyu ne kadar kısa olursa, o kadar fazla enerjiye sahip olur haliyle de o kadar fazla basınç uygulayabilir. Bu etki, zamanla yörüngede önemli bir değişiklik yapabilir. 

Tarihi

Bu etki ilk olarak 1900’lerde “Ivan Yarkovsky” adlı bir Rus inşaat mühendisi tarafından tanımlandı. 1844 doğumlu Yarkovsky, demiryolu şirketinde yirmi yıldan fazla çalışırken bir yandan da başka bilimsel uğraşılardan da kendini alamadı. Bu uğraşı, gezegenlerin hareketlerine olan ilgisiyle birleşince adını taşıyacak etkiyi açıklayan bir broşür yayınladı.

Pek görmezden gelinse de sonunda bu yayını doğru kişinin eline geçmişti;

1951’de Ernst Opik tarafından yeniden keşfedilip tanınmasaydı çalışmaları belki de kaybolup gidecekti.

Meşhur tavşan hikayesindeki kaplumbağa gibi bir etkiye sahip olan bu kuvvet, sabit olduğu gibi kendini gösterme şekli de çok yavaş bir şekilde gerçekleşir. Durumu Steven Chesley’in ifadesiyle daha da akılda kalıcı aktarmak gerekirse;

68 milyon tonluk bir asteroid, Dünya’daki üç üzümün ağırlığına eşit bir kuvvet tarafından itiliyor.

Peki bu küçük kuvvet ihmal edilmeli mi? Bilakis, Güneş sistemimizin evrimini anlamak demek ne kadar küçük olursa olsun, tüm güçleri hesaba katmayı gerektirir. Üç üzümün ağırlığı, bir asteroidin tamamını bir düzine yıl içinde saptırabiliyorsa, peki ya 10000000 yıldan fazla geçen bir zaman olursa?

Biliyoruz ki uzay-zaman düzleminde bu tür sayılar küçük olarak nitelendirilebilir. Haliyle böyle bir ihmal söz konusu bile olamaz.

Asteroid RQ36, bu etkinin gerçekten gözlemlendiği nadir asteroidlerden biridir. On iki yıllık gözlemlerden sonra, RQ36 olması gereken yerden yaklaşık 160 km uzaklaştı. Bu tutarsızlık tamamen asteroid yüzeyinden yayılan ışığın ve ısının bir sonucu, Yarkovsky etkisi nedeniyle oluşmuştur.

Ayrıca uzaya gönderilen uzay mekikleri için benzer bir ihmal ciddi sonuçlar da doğuracaktır.

Özet

Yarkovsky Etkisi Nedir?

Işığın çarptığı yüzeylere miktarı olağanüstü derecede küçük olacak şekilde bir baskı uygulamasıdır. Bu kuvvet, ancak ve ancak uzun yıllar boyunca tutarlı bir şekilde uygulanırsa gözlemlenebilecek seviyeye çıkar. 

Astronomi genellikle büyük, geniş ve son derece enerjik olanlara odaklanır. Ancak bazen, çok küçük kuvvetler tüm bir gezegen sisteminin evrimini değiştirebilir. Yarkovsky etkisi bir örnektir. Bir asteroitten çıkan ısı radyasyonundaki dengesizlik yörüngesini değiştirir. Bu da küçük büyük farketmeksizin evrendeki kuvvetlerin etkisini ciddiye almak gerektiğinin göztergesidir.

Benzer yazılar okumak için tıklayın.

Kaynak ve detaylı bilgi için;

https://stardate.org

https://earthsky.org

Paylaşmak isterseniz;

Bir Cevap Yazın