İç Güneş Sistemi'nde Yer Alan Tek Cüce Gezegen: Ceres
ceres, iç güneş sistemi'nde yer alan tek cüce gezegen ve aynı zamanda tek yabancı cisimdir.
ceres aslında gezegen olmanın üç şartından ikisini karşılar. küre biçimindedir, güneş harici başka bir gökcisminin etrafında dönmez ama yörüngesini asteroidlerden temizleyemediği için cüce gezegen olarak sınıflandırılmıştır. misal, plüton da üç şarttan ikisini karşılar. yörüngesini temizlemiştir, küre biçimindedir ancak güneş harici bir cismin etrafında döndüğü için gezegenliği elinden alınmıştır. etrafında döndüğü cisim ise eskiden uydusu kabul edilen, günümüzde ise cüce gezegen olarak sınıflandırılan charon'dur. yani ceres ve diğerlerine cüce gezegen denmesinin sebebi tamamen boyutlarıyla ilgili değildir. ki zaten küre biçiminde olabilmeleri için sahip olmaları gereken minimum bir kütle eşiği vardır.
ceres’in iki belirgin özelliği, farklılığı vardır. birincisi, iç güneş sistemi'ni oluşturan materyallerden farklı materyallerle oluşmuştur, ikincisiyse kabuğunun altında sıvı su bulundurmasıdır. benim açımdan en ilgi çeken tarafı iç güneş sistemi gezegenlerinin bölgesinde olduğu halde onlardan çok farklı materyallerle oluşmasıdır. içinde bulunduğu asteroid kuşağı, iç güneş sistemi sınırı olsa da bu kuşaktaki tüm asteroidler iç güneş sistemi gezegenlerinin oluştuğu dönemdeki kırıntılardır. ama görünen o ki ceres hariç.
iç güneş sisteminde ve asteroid kuşağındaki tüm cisimler ağır elementlerden, silika tabanlı kayalık materyallerden oluşmuşlardır. ceres ise kayalardan değil de buzdan oluşan bir istisnadır. bu da ikinci ilginç tarafını yani kabuğunun altında sıvı su bulundurmasını açıklamaktadır. sıvı su demekten öte kabuğunun altı olduğu gibi tuzlu sudan oluşan bir okyanus diyelim. iç güneş sistemindeki daha yüksek sıcaklık ve ceres’in kendi iç sıcaklığı, buzdan oluşan bu cüce gezegeni kabuğunun altında sıvı sudan oluşan bir cüce gezegene dönüştürmüştür. bulunduğu konuma göre diğer bir farklılığı ise amonyak içermesidir. iç güneş sisteminde amonyak içeren tek cisimdir (eczaneden alınan amonyakın bu konuyla ilgisi yok). amonyak, genellikle dış güneş sisteminin ötesinde donmuş halde bulunur.
buzdan oluşması ve amonyak içermesi sadece ceres’e has bir özellik değil. diğer tüm cüce gezegenler de ceres ile aynı özelliği gösterir. buzlardan oluşmuşlardır ve amonyak içerirler. ama ceres gibi iç güneş sisteminde değillerdir, neptün’ün ötesinde, kuiper kuşağında yer alırlar. ceres’in iç güneş sisteminde bulunup da aynı bölgedeki cisimlerden çok farklı olması ve kendisiyle aynı özellikleri gösteren diğer cisimlerin kuiper kuşağında yer alması bizi tek bir sonuca götürür. ceres, şimdiki bulunduğu yerde yani iç güneş sisteminde oluşmamış, kuiper kuşağında ya da daha ötesinde oluştuktan sonra şimdiki konumuna gelmiştir. iç güneş sisteminin oluşumunu açıklayan yeni sayılabilecek büyük volta modeli teorisi ceres’in nasıl kuiper kuşağından buraya geldiğini açıklıyor. bu modelin ayrıntıları için:
ceres ile ilgili olan kısımları biraz özetlemeye çalışayım. ağır elementler iç güneş sisteminde kayalık gezegenleri, hafif elementler ise dış güneş sistemindeki gaz ve buz gezegenlerini oluşturur. bunun sebebi güneş’in oluşum aşamasında şimdikinden daha fazla enerjiye sahip olmasından ötürü hafif elementleri ağır elementlere nazaran daha uzağa püskürtmesidir. yani ağır metaller güneş’e daha yakın bir konumda toplanırken, hidrojen, helyum, amonyak gibi hafif elementler güneş’ten daha uzak noktalarda birikmiştir. böylelikle jüpiter ve ardındaki gezegenler hidrojen ve helyum gibi evrende en çok bulunan hafif elementlerden oluşan gaz ve buz devleri halindeyken, ağır metallerden oluşan iç güneş sistemi gezegenleri kayalık haldedir. bu da bizi güneş oluşurken çevresinde gaz ve toz olmak üzere iki diskin bulunduğuna götürür. ağır metaller toz diskindeyken, hafif metaller gaz diskindedir. hidrojen ve helyum evrende en çok bulunan iki element olduğu için toz diskinde de az miktarda bulunmaktaydı.
güneş sisteminin bu ilk oluştuğu evrede jüpiter güneş’ten uzakta, gaz diskinde oluşumunu tamamladıktan sonra güneşe yaklaşarak toz diskinin içlerine doğru girmeye başlamıştır. bu yaklaşma hareketi sırasında muazzam kütle çekimi ile dış güneş sistemindeki gök cisimlerini de yörüngelerinden çıkarmış ve peşinde sürüklemiştir. kuiper kuşağından koparak jüpiter’in peşinden iç güneş sistemine doğru yol alan cisimlerden biri de ceres’tir.
satürn’ün jüpiter’e kütle çekimi uygulayacak kadar büyümesinin ardından jüpiter’in güneşe yaklaşma hareketi durmuştur. böylelikle ceres’in ilerleyişi de durmuş günümüzdeki yörüngesine oturmuştur. büyük volta modeli ceres’in nasıl asteroid kuşağına geldiğini cevaplarken başka bir soru doğuruyor. jüpiter o kadar gök cismini iç güneş sistemine fırlattıysa o halde neden kuiper kuşağından iç güneş sistemine yerleşen tek cisim ceres? bu soruyu da büyük saldırı modeli cevaplıyor.
jüpiter gaz diskinde oluştuktan sonra toz diskine girip iç güneş sisteminde bir kaos yaratmıştı. teoriye göre jüpiter güneş’e yaklaşırken girdiği toz diskinde halihazırda kayalık dev gezegenler (süper dünyalar) bulunuyordu. jüpiter’in iç güneş sistemine çektiği tüm bu gök cisimleri bu süper dünyaların etrafını sarmış, yörüngelerini bozmuş ve ardından güneş’e çarpmalarına ve güneş sistemi dışına itilmelerine neden olmuştur. jüpiter’in getirdiği diğer cüce gezegenler de aynı akıbeti yaşamıştır. içlerinden sadece ceres güneş etrafında bir yörüngede kalabilmiştir. yine de hiç değilse ceres’in etrafındaki bazı asteroidlerin ona benzemesini, aynı materyallerden oluşmasını bekleyebiliriz. o kuşakta hem tek cüce gezegen hem de tek yabancı cisim olarak sırıtıyor. model aslında sırıtmadığını şöyle açıklıyor.
büyük saldırı modelinde jüpiter, iç güneş sistemi'ne girip ortalığı karıştırdığında yörüngesi bozulup güneş’e çarpan veya sistem dışına itilen dünya benzeri dev gezegenlerden bahsetmiştik. bu ilk dünya benzeri gezegenler devdi. toz diskindeki maddelerin çoğunu bünyelerinde toplamışlardı. jüpiter’in saldırısından sonra bu gezegenler yok olunca toz diskinde çok az ağır metal kalmıştır. yani dünya, merkür, venüs ve mars toz diskinde kalan bu artıklardan oluşmuşlardır. ikinci nesil iç güneş sistemi gezegenleridir. bu yüzden toz diskinde olması gerekenden daha fazla bulunması gereken hidrojen ve helyum iç güneş sisteminde yok denecek kadar azdır. çünkü yok olan süper dünyaların bünyesindedirler ve onlarla birlikte gitmişlerdir. asteroid kuşağı da süper dünyalardan sonra oluşan şimdiki kayalık gezegenlerin artığı olduğu için ceres ile tamamen farklıdırlar. süper dünyaların iç güneş sisteminde şimdiki kayalık gezegenlerden önce var olduğu teorisinin dayanak noktası ise evrende en çok bulunan gezegen türleri olması ve bünyelerinde bol miktarda hidrojen ve helyum içermeleri. ancak bizim sistemimizdeki iç gezegenler ne süper ne de hidrojen ve helyum açısından zenginler.
dünya, venüs, merkür ve mars toz diskinde kalan artıklardan oluşup, yörüngelerini asteroidlerden temizlemişlerdir. ancak mars ve jüpiter arasında devasa bir boşluk vardır. bu da boşlukta kalan, diğer bir deyişle kör noktada bulunan bu asteroidleri temizleyebilecek kadar büyük bir cisim olmadığı anlamına gelir. bu nedenle asteroid kuşağındaki asteroidler şimdiki yörüngelerinde özellikle toplanmaktan ziyade mars ve jüpiter arasında temizlik yapacak bir gezegen olmadığı için oda süpürülürken es geçilen kanepenin altındaki kırıntılar gibidirler.
ceres’in iç güneş sistemi'nde bulunması başka bir soruyu daha aydınlatıyor. güneş’in ilk oluştuğu yıllarda iç güneş sistemi şimdikinden daha sıcaktı ve suyun iç güneş sisteminde bulunmaması gerekirdi. özellikle hidrojen fakiri bir bölgede. kuiper kuşağı ise tamamen buzdan meydana gelmiş cisimlerden oluşuyor. ceres gibi cüce gezegenler ve kuiper kuşağına ait diğer asteoridler buzdan oluştuğu için jüpiter ile birlikte iç güneş sistemine girdiklerinde suyu da getirmiş oldular. belki de dünya’ya çarpıp ay’ın oluşumuna vesile olan theia da bir cüce gezegendi ve halihazırda buzdan oluştuğu için dünya’daki suyun büyük miktarı bu şekilde geldi? bu da son zamanlarda üzerinde bayağı düşünülen bir teori.