Satürn'ün doğal uyduları

The Saturnian system (photographic montage)

Satürnün bilinen 62 doğal uydusu vardır.[1] Uluslararası Gökbilim Birliği (IAU) tarafından doğrulanan uydulardan oluşan bu gruba ek olarak bir kez gözlendiği bildirilen ancak varlığı doğrulanmamış küçük uydular bulunmaktadır.

Satürn'ün uyduları, yörüngeleri, boyut ve fiziksel özellikleri ve bu verilere göre tahmin edilebilecek oluşum mekanizmaları ve yaşam öyküleri açısından büyük bir çeşitlilik gösterirler. Satürn‘ün halkaları ve uyduları arasındaki karmaşık ilişki aydınlatılması gereken birçok ilginç noktayı barındırmaktadır.

Satürn'ün doğal uyduları

Uzaklık NO NO Uydu Çapı (km) Dönüş süresi (gün) Keşif yılı Grubu Görüntüsü
1 XVIII Pan 20 0.27 1990 Çoban
2 XXXV Daphnis 7 0.35 2005 Çoban
3 XV Atlas 32 0.41 1980 Çoban
4 S/2009 S 1 8 0.50 2009 Çoban
5 XVI Promotheus 100 0.58 1980 Çoban
6 XVII Pandora 84 0.64 1980 Çoban
7 XI Epimetheus 119 0.72 1977 Çoban
8 X Janus 177 0.76 1966 Çoban
9 LIII Aegaeon 3 0.92 2008 Çoban
10 I Mimas 407 0.96 1789 İç büyük
11 XXXII Methone 32 1.12 2004 Aynı yörünge (İç büyük)
12 XLIX Anthe 5 1.16 2007 Aynı yörünge (İç büyük)
13 XXXIII Pallene 50 1.23 2004 Aynı yörünge (İç büyük)
14 II Enceladus 504 1.34 1789 İç büyük
15 III Tethys 1 062 1.86 1684 İç büyük
16 XIII Telesto 24 2.47 1980 Trojan (Tethys)
17 XIV Calypso 21 2.63 1980 Trojan (Tethys)
18 IV Dione 1 145 2.73 1684 İç büyük
19 XII Helene 32 2.77 1980 Trojan (Dione)
20 XXXIV Polydecues 14 2.94 2004 Trojan (Dione)
21 V Rhea 1 527 4.53 1672 Dış büyük
22 VI Titan 5 140 15.92 1655 Dış büyük
23 VII Hyperion 270 21.04 1848 Dış büyük
24 VIII İapetus 1 438 79.45 1671 Dış büyük
25 XXIV Kiviuq 16 445 2000 İnuit
26 XXII İjiraq 12 451 2000 İnuit
27 IX Phoebe 206 -542 1899 Norse
28 XX Paaliaq 22 692 2000 İnuit
29 XXVII Skathi 8 -731 2000 Norse
30 XXVI Albiorix 32 -777 2000 Gallic
31 S/2007 S 2 4 792 2007 Norse
32 XXXVII Bebhionn 6 -834 2004 Gallic
33 XXVII Erriappus 10 -841 2000 Gallic
34 XLVII Skoll 5 867 2006 Norse
35 XXIX Siarnaq 40 -881 2000 İnuit
36 LII Tarqeq 7 896 2007 İnuit
37 S/2004 S 13 2 -907 2004 Norse
38 LI Greip 5 908 2006 Norse
39 XLIV Hykorrin 8 -914 2006 Norse
40 L Jarnsaka 3 -943 2006 Norse
41 XXI Tarvos 15 944 2000 Gallic
42 XXV Mündilfari 4 950 2000 Norse
43 S/2006 S 1 1 954 2006 Norse
44 S/2004 S 17 3 956 2004 Norse
45 XXXVIII Belgelmr 7 985 2004 Norse
46 XXXI Narvi 4 -1 009 2003 Norse
47 XXIII Suttungr 2 1 022 2000 Norse
48 XLIII Hati 6 -1 050 2004 Norse
49 S/2004 S 12 5 1 068 2004 Norse
50 XXX Thymr 7 -1 089 2000 Norse
51 XL Farbauti 3 1 102 2004 Norse
52 XXXVI Aegir 9 -1 117 2004 Norse
53 S/2007 S 3 2 1 196 2007 Norse
54 XXXIX Bestla 4 -1 213 2004 Norse
55 S/2004 S 7 6 1 224 2006 Norse
56 S/2006 S 3 1 -1 228 2007 Norse
57 XLI Fenrir 4 1 243 2004 Norse
58 XLVIII Surtur 6 -1 265 2006 Norse
59 XLV Kari 3 -1 276 2006 Norse
60 XIX Ymir 18 1 302 2000 Norse
61 XLVI Loge 6 1 306 2006 Norse
62 XLII Fornjot 4 -1 324 2004 Norse

Yörünge özellikleri

Satürn'ün uyduları, yarı büyük ekseni 134.000 ile 23 milyon km. arasında değişen çok geniş bir yörünge yelpazesine dağılmış durumdadırlar. Gezegene bilinen en yakın uydu 2,21 RS (Satürn yarıçapı) uzaklıktaki yörüngedeki Metis'tir. Bilinen en uzak uydu ise, 383 RS uzaklıktaki yörüngesi ile Ymir adlı küçük uydudur.

Satürn'ün tüm büyük uyduları ile halkalar arasında yer alan iç yörüngelerde bulunan birkaç küçük uydu, gezegenin ekvator düzlemine göre eğikliği yok denecek kadar az ve aynı şekilde dışmerkezlik oranı çok küçük olan yörüngeler çizmeleri nedeniyle 'düzenli uydular' olarak adlandırılır, ve bu özellikleri uyduların Satürn'ün oluşumu sırasında meydana geldiklerini düşündürür. Yüksek eğiklik ve dışmerkezliğe sahip yörüngelerde ve bazıları da ters yönde hareket eden 'düzensiz uydular'ın ise kendi içlerinde benzer yörünge özelliklerine sahip birkaç grup içinde toplanmaları dikkati çeker. Bu uyduların içinde yer aldıkları gruplara göre değişen ortak ve büyük olasılıkla Satürn dışı kökenleri olduğu düşünülür. Satürn uydu sistemine özgü bir özellik 'eş-yörüngeli uydu' gruplarının varlığıdır.

İç yörüngeleri işgal eden uydular Satürn‘ün halkaları ile yoğun etkileşim halindedirler. Çekim etkileri ile halkaların dağılım ve yoğunluklarını belirledikleri, halkalar arasındaki boşluklara neden oldukları için bu uydulara 'çoban' takma adı verilmiştir. Bu uyduları halkalar sisteminin dinamik bileşenleri olarak kabul etmek gerekir. Pan adlı uydu Encke bölümü'nün, 2005 yılında Cassini sondası tarafından gönderilen görüntüler yardımıyla keşfedilen Daphnis ise Keeler aralığı'nın açık kalmasından sorumludur ve bu boşluklar içinde yol alırlar. Atlas A halkasının dış sınırını belirler. Prometheus ve Pandora F halkasını iç ve dıştan aralarına alarak dar bir alana sıkıştırırlar.

Epimetheus ve Janus aynı yörüngeyi paylaşırlar. Bu yörünge boyunca belli aralıklarla hız değiştirerek birbirlerinin ilerisine ve gerisine geçmeleri Güneş Sistemi içinde başka örneğine rastlanmayan bir eş-yörünge ilişkisi oluşturur.

Mimas A ve B halkalarını ayıran Cassini Bölümünün varlığından sorumludur.

Enceladus, Dione ile 1:2 oranında bir rezonans içinde hareket eder.

Tethys ile aynı yörüngede, bu uydunun 60o ilerisinde ve 60o gerisinde yol alan iki 'Truvalı uydu' bulunur: Telesto ve Calypso. Aynı şekilde Dione ile aynı yörüngeyi paylaşan Truvalı uydular Helene ve Polydeuces'dir. Bunlar da değişik bir eş-yörünge ilişkisine örnektir.

Düzenli yörüngeye sahip uydulardan yalnızca dört tanesi halkaların dışında yer alır: Rhea, Titan, Hyperion,ve İapetus.

Hyperion dışındaki bütün düzenli uydular kendi eksenleri etrafındaki dönüşlerini Satürn çevresindeki dolanmalarına eş sürede tamamlarlar, yani gezegenle çekimsel olarak kilitlenmiş dönüş periyotları vardır. Bu nedenle Satürn'e hep aynı yüzleri dönük kalır. Hyperion'un ise kendi etrafında dönüş ekseni sürekli yer değiştirdiği için kaotik bir dönüş biçimi vardır. Bunda uydunun yörüngesinin Titan'ınki ile 3:4 rezonans içinde olmasının payı bulunabilir. Düzensiz yörüngeli uydular ise dışmerkezlik derecesi yüksek yörüngeler izledikleri ve bu nedenle yörünge boyunca sürekli değişen hızlarla ilerledikleri için dönüş periyotlarının dolanma periyotları ile kilitlenmesi mümkün olmamıştır.

Yeni keşfedilen ve henüz resmi ad almamış uyduların büyük çoğunluğu yeterli gözlem süresini geçirmedikleri için yörüngelerine ait bilgiler kesinleşmemiş durumdadır. Tabloda yer alan bu uydulara ait bilgilerin ve gruplandırmanın kesin olmadığını gözönünde tutmak gerekmektedir.

Fiziksel özellikler

Uyduların boyut ve biçimleri

Satürn'ün uyduları boyutları açısından da büyük bir çeşitlilik gösterirler. Güneş Sistemi'ndeki ikinci büyük uydu olan Titan, gezegenlerden Merkür ve Plüton'u çap açısından geride bırakır. Tethys, Dione, Rhea, ve İapetus'un çapları 1000 km. yi aşar. Bu uydular büyük kütleleri ve kuvvetli yerçekimi nedeniyle tam bir küreye yakın biçimler almıştır. Güneş sistemi içinde bulunan çeşitli gök cisimleri üzerinde yapılan gözlemlerden öğrenildiği kadarıyla, 1000 km. civarında bir çap, bir gök cisminin oluşumu sırasında yoğunlaşan maddelerin açığa çıkardığı enerji nedeniyle ısınıp eriyerek tabakalar halinde farklılaşması ve kabaca küresel bir şekil ortaya çıkması için yeterli olmaktadır. Kuramsal hesaplamalar da buna yakın sonuçlar vermektedir. Ortalama çapı 100 km. -1000 km. arasında olan 7 uydu daha sayılabilir. Bunların arasında biçimi kusursuz bir küreye çok yakın olan Enceladus ile çok düzensiz bir görünüme sahip Phoebe, farklı köken ve yaşam öykülerinin uyduların fiziksel özelliklerine nasıl yansıdığına örnek oluştururlar.

Çapları 100 kilometreyi geçmeyen çok sayıda uydu, düzensiz şekillere sahip 'kaya' veya 'buz' parçaları olarak kabul edilir. Bugün için yeryüzünden gözlenebilirlik alt sınırı 3 km. kadar olduğundan, Satürn'ün henüz saptanamamış çok sayıda daha küçük uydusu olması mantıklı görünmektedir.

Dış görünüm ve yüzey özellikleri

Satürn sisteminin çeşitli üyelerinin kolaylıkla gözlenebilen temel özellikleri farklı köken ve geçmişlerini ele verir niteliktedir. Titan, gezegenlerle karşılaştırılabilecek büyüklüğünün yanı sıra, kendine özgü yüzey özelliklerini şekillendiren ve aynı zamanda gözlemlenmesini güçleştiren yoğun atmosferi ile kuşkusuz bu ailenin en ilginç ve sırlarla dolu üyesidir. Sürekli şekil değiştiren bulutlar ve yoğun bir pus tabakası yüzünden görünür tayfta gözlemler sınırlı bilgi sağlar. 0,22 düzeyinde bir beyazlık (albedo) derecesi ile uydu üzerine düşen güneş ışığının büyük kısmını soğuran bu atmosfer Titan yüzeyinde 95K civarında bir sıcaklık sağlar. Radar ve kızılötesi incelemelerde çarpma krateri olduğu düşünülen oluşumların seyrekliği, büyük yükselti farklarının bulunmayışı, Titan'ın hızla değişen dinamik bir yüzey yapısına sahip olduğu izlenimi verir. Tektonik etkinlik ve yanardağ etkinliği lehinde yorumlanabilecek özelliklerin yanında, sıvı aşındırması sonucunda ortaya çıktığı düşünülen yapılara rastlanmaktadır. Yoğunluğu Yer atmosferinin 1,5 katı kadar olan ve yoğun bulutluluğu ile yüzey şekillerinin büyükçe bir kısmını gizleyen Titan atmosferinin uydu yüzeyine yağmur ya da kar şeklinde yağış düşmesine neden olduğu ve bu akışkanların açtığı nehir veya sel yatakları ve depolandığı göller bulunabileceği düşünülmektedir.

Bir atmosferi olduğu kanıtlanan ikinci Satürn uydusu Enceladus'tur. Sürekli bir atmosfer barındırmasına yeterli kütlesi olmadığı hesaplanan bu uyduda, düşük çekim gücü nedeniyle hızla uzaya kaçırılan gazların ancak güçlü bir yanardağ ya da gayzer etkinliği ile açıklanabilmesi olasıdır. Bu uydu gibi, diğer büyük uyduların tümünde de değişen derecelerde yüzey hareketliliğine ilişkin belirtiler gözlenmiştir: yüksek beyazlık dereceleri (Enceladus için 0,9; Tethys için 0,8; Rhea için 0,65; Dione için 0,55), krater yoğunluğunun değiştiği alanlar, kırıklar, sırtlar. İapetus iki yarıküresi arasında 10 katı aşan bir beyazlık farkı gösterir: uydunun hareketi yönündeki yarıküre için 0,04' e karşılık arka yarıkürede 0,5. Bunun yanı sıra, bu uyduyu ekvatoru boyunca çepeçevre dolanan en az10 km yüksekliğinde ve 20 km. eninde kemer şeklinde bir yükselti bulunmaktadır. Bu özelliklerin nedenleri aydınlatılamamıştır.

Phoebe ve düzensiz yörüngeye sahip diğer küçük uyduların çoğu oldukça düşük beyazlık derecelerine sahiptir. Bu özellikleri yörünge özellikleri ile birleştirildiğinde, bu uyduların Satürn sistemi dışı kökenli olabilecekleri görüşü güç kazanmaktadır.

İç yapılar

Satürn uydularının çeşitli uzay araçları tarafından elde edilen yüzey görüntüleri, kütle ve yoğunluklarına ilişkin ölçümler ve kısmen de tayfölçüm verileri sayesinde iç yapıları hakkında bazı varsayımlarda bulunmak mümkün olmuştur. Büyük uyduların 1,2 g/cm3 ile 1,5 g/cm3 arasında değişen yoğunlukları 1/3 oranında kaya ve 2/3 oranında buzdan oluşan bir yapı ile uyumludur. En azından 1000 km. çap sınırının üzerindeki uyduların geçmişinde bu bileşenlerin eriyerek tabakalanmasına izin verecek yüksek sıcaklıkların söz konusu olduğu bir dönem varsayılabilir. Büyük uyduların tümünde az ya da çok yakın tarihli jeolojik etkinliğin varlığını düşündüren yüzey yapılarının gözlenmesi, günümüzde de bazı uydularda sıvı halde iç katmanlar bulunabileceğine işaret eder. Özellikle Enceladus küçük kütlesine karşın önemli volkanik etkinlik belirtileri vererek oldukça aktif bir jeolojiye ve hareketli bir iç yapıya sahip görünür. Bunun nedeni Dione ile rezonans halindeki yörüngesinden kaynaklanan gel-git etkileri ile ısınma olabilir. Titan 1,8 g/cm3 ile tüm uydular içinde yoğunluğu en yüksek olanıdır. Bu uydunun büyük kütlesinden kaynaklanan nispeten önemli çekim gücünün yol açtığı sıkışma da hesaba alındığında yine diğer uydulardaki buz-kaya oranına ulaşılır. Phoebe'nin yarı yarıya buz-kaya dağılımına sahip olması ise yine düzenli uydulardan farklı bir kökeni olduğunu doğrular niteliktedir.

Satürn uydu sisteminin oluşumu ve evrimi

Güneş bulutsusu olarak adlandırılan gaz ve toz kütlesi 4,6 milyar yıl önce bilinmeyen bir nedenle yoğunlaşarak bugünkü şekliyle Güneş Sistemi'ni oluşturmaya başladığında, Satürn ve diğer gaz devlerinin 10.000 yıl gibi kısa bir süre içinde bugünkü kütlelerine yakın boyutlara ulaştıkları sanılmaktadır. Satürn'ün en azından düzenli uydularının da, Satürn'ü oluşturan diskin gezegen üzerinde yoğunlaşamamış kalıntılarından bu dönem içinde ortaya çıktıklarına kesin gözüyle bakılır. Bu uyduların dışmerkezlik veeğiklik oranları çok düşük yörüngeleri bu düşünceyi destekler.

İç yörüngelerdeki uydular, Satürn‘ün halkaları ve Satürn arasında önemli etkileşimler vardır ve bunlar halkalar ve iç uyduların bugün sahip oldukları özelliklerin bazılarından sorumludurlar. Halkaların içindeki yörüngelerde yer alan uydular halkaların bugün bilinen şekillerini korumasında etkilidir ve bu nedenle 'çoban uydular' olarak da adlandırılırlar. Halkaları oluşturan materyelin en azından bir kısmının kaynağı olarak da görülen bu uyduların tanımı konusunda yakın gelecekte yeni bir belirsizlik ortaya çıkması olasıdır. Halkaların aslında sayısız halkacıktan oluşan kesintili yapısı belirginleştikçe, halkacıklar arasında bu yapıyı düzenleyen ancak günümüzün olanaklarıyla saptanamayacak küçüklükte sayısız uydunun varlığından kuşkulanılmaktadır. Halkaları oluşturan toz ve buz taneciklerinin her birinin teknik olarak Satürn'ün birer uydusu olduğu göz önünde tutulduğunda, hangi yapılara uydu adı verilmesi gerektiği tartışılır hale gelmektedir.

Düzensiz yörüngeye sahip, özellikle de ters hareketli uyduların ise Satürn'ün çekim alanına yakalanarak sonradan uydusu haline gelmiş asteroid ya da belki de kuyrukluyıldız parçaları oldukları düşünülür. Yakalanma mekanizması, daha önceden Güneş çevresinde Satürn yörüngesi ile kesişen bir yörünge üzerinde yol alan bir gökcisminin bir nedenle hız değiştirmesini gerektirir. Bu nedenler günümüzde, bilinen asteroid ve kuyrukluyıldız yörüngelerinde yeterli değişikliği yaratabilecek güçte değildir. Bu nedenle düzensiz yörüngeli uyduların da Satürn tarafından yakalanmalarının Güneş Sistemi'nin çok erken dönemlerinde gerçekleşmiş olduğu sanılmaktadır.

Satürn

Geniş bir alana yayılan Satürn'ün halkaları, yansıttıkları güneş ışınları nedeniyle gezegenin Yer'den izlenen parlaklığını kat kat arttırırlar ve Satürn'ün uydularının gözlenmesini güçleştirirler. Bu nedenle Satürn'ün uydularının bulunması genellikle Yer'in halka düzlemi geçişlerine denk gelmiştir. Satürn'ün 30 yıl süren her dolanım dönemi içinde iki kez gerçekleşen bu konum, halkaların tutulum ile aynı düzleme gelmeleri nedeniyle Yer'den görünmez olmalarını sağlar.

Cassini-Huygens programının ikinci bileşeni olan Cassini yörünge aracı Satürn çevresinde değişen yörüngeler izleyerek gezegen ve uyduları ile ilgili gözlemlerine başladı. 2004 yılında üç (Methone, Pallene, ve Polydeuces), 2005 yılında 1 yeni uydu buldu. Aracın 2004 yılı içinde çektiği fotoğraflarda varlığından kuşkulanılan 3 yeni uydu ise henüz doğrulanmadı. Bu sonda Phoebe, Titan, Japetus, ve Enceladus yakın geçişlerinde uyduların yüksek çözünürlüklü görüntülerini elde etti ve bilimsel gözlemler gerçekleştirdi. Elde edilen ilk bilgiler arasında Titan atmosferinin yapısı, bileşimi, hareketleri; uydu yüzeyinin radar gözlemleri ile elde edilen topografik özellikleri; Phoebe'nin yüzey ayrıntıları, iç yapısı ve büyük olasılıkla Kuiper kuşağı ile bağlantılanan geçmişi; Enceladus'un daha önceden bilinmeyen atmosferi ve çevresinde yüksek yoğunluklu toz parçacıklarının saptanması sayılabilir.

Cassini programının birincil aşamasının 2008 yılına dek sürdürülmesi planlanmaktadır.

Yörünge hesaplamaları henüz kesinleşmediği için adlandırılmamış olan yeni uydular, geçici kodları ile bilinmektedirler.

Adlandırma

Huygens, Titan'ı keşfettiğinde ona bir ad vermemişti. Gezegenin bilinen tek uydusu olarak kaldığı sürece, 'Satürn'ün ayı' adıyla anıldı. Cassini kendi bulduğu dört uyduya kral XIV. Louis onuruna 'Louis'nin yıldızları' adını verdi, bu dönemde henüz adı olmayan Titan ise 'Huygens ayı' olarak bilindi. William Herschel'in bugün Mimas ve Enceladus olarak bilinen uyduları bulmasından yarım yüzyıl sonra oğlu John Herschel Satürn'ün tüm uydularının Yunan mitolojisi'nde Kronos'un (Roma mitolojisi'ndeki Satürn'ün eşdeğeri) kardeşleri olarak geçen Titan'ların adlarını taşımasını önerdi ve o tarihte bilinmekte olan yedi uyduya bugün taşıdıkları adları verdi. Bu gelenek, 1980'lerde Titan'ların soyundan gelenlerin adlarını da kapsayacak şekilde genişletilerek günümüze dek gelmiştir. 2000 yılından bu yana bulunan düzensiz uydulara ise bulundukları yörünge grubuna göre İnuit, İskandinav ve Galya mitolojisinde yer alan devlerin adları verilmektedir.

Satürn uydularının gözlenmesi

En büyük uydu Titan, 8. kadir derecesindeki parlaklığı ile çıplak gözle görülme sınırının altında kalır, ancak küçük bir dürbün ya da amatör teleskopla Satürn'ün yanında kolaylıkla görülür. Diğer büyük uyduların orta büyütmeli bir teleskopla görülmeleri mümkündür. Satürn'ün önemli uyduları tutulum düzlemine oldukça eğik olan Satürn ekvator düzleminde yol aldıkları için, Jüpiter uydularında gözlenen örtülme ve tutulma olayları, 30 yılda iki kez gerçekleşen Satürn ekvator düzlemi geçişleri dışında görülmez. Ancak gezegenin halkaları büyüm boyut ve parlaklıklarıyla özellikle iç yörüngelerdeki uyduların çoğunun gözlenmesini zorlaştırırlar. Bu nedenle ekvator düzlemi geçişleri uyduların rahatça izlenmesi için bir fırsat olarak kabul edilir.

Kaynakça

  1. ↑ Sheppard, Scott S.. "The Giant Planet Satellite and Moon Page". Departament of Terrestrial Magnetism at Carniege Institution for science. 22 Eylül 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20130922232711/http://www.dtm.ciw.edu/users/sheppard/satellites/. Erişim tarihi: 28 Ağustos 2008.
This article is issued from Vikipedi - version of the 9/22/2016. The text is available under the Creative Commons Attribution/Share Alike but additional terms may apply for the media files.