GEZEGENLER HANGİ MADDELERDEN OLUŞMUŞTUR?
Şu anda güneşin kimyasal yapısını biliyor ve yıldızlarla aralarında dolanan toz ve gaz bulutlarının aynı maddelerden oluştuğunu sezinleyebiliyoruz. Gerçekte evrenin kimyasal yapısı hakkında da bir fikre sahibiz. Böylece, yıldızlarla gaz bulutlarının evrenin büyük kesimini doldurmuş olduğunu varsayabiliriz. (Sırası gelmişken belirteyim. Kitabımızın ilerki bölümlerinde göreceğimiz gibi, bu varsayımın doğru olmayabileceğini söylemeliyim.)
Evrendeki madde tiplerini dört genel sınıfa bölebiliriz:
Gazlar: En basit elementler olan hidrojen ile helyum, evrenin yüzde doksan sekizini oluşturmaktadır. Bunlar pek hafif atomu olan ve çok hızla devinen gazlardır. Bir maddenin atomu küçüldükçe ve ısındıkça, o madde daha hızlı devinir. Atomlar daha fazla hızla devindikçe onları çekim gücüyle bir arada tutmak daha güçleşir.
Bunun anlamı, sıcak bir gök cisminin çok büyük kütlesi olmazsa hidrojen ve helyumunu tutamayacağı demek olur. Güneş, hidrojen ile helyumunu ve kendisini başlangıçta oluşturan özgün
buluttaki öbür elementleri bir arada tutmaya yeterli olacak kadar büyük kütlededir.
Eğcx bir gök cismi hiç değilse yüzeyiyle soğuksa, sıcak olduğu duruma göre hidrojen ve helyum gazlarım daha kolay tutabilir. Bu durumu sağlayabilmek üzere artık kütlesinin güneş kadar büyük ve yerçekiminin de güneş kadar güçlü olması gerekmez. Dört dev gezegen olan Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün büyük ölçüde hidrojen ve helyum gazlarından oluşmuştur. Bu yüzden kimi zaman onlara gaz devleri de denilir.
Bu gerçekler, güneş ile gaz devlerinin santimetre kübü başına 1,4 gramlık düşük yoğunluklarım da açıklar. Eğer bu büyük gökcisimlerinin iç kesimleri büyük basınçlarla sıkıştırılmamışsa yoğunlukları daha da az olacaktır. Gene de, Satürn gezegeninin alışılmadık derecede düşük yoğunlukta kalışı şaşırtıcı olmaktadır.
Buzlar: Evrende hidrojen ve helyumdan daha düşük oranda olmak üzere bulunan ikinci madde tipi buzlardır. Bunlar ikincil derecede olan oksijen, azot, karbon ile hidrojen atomunun şaşırtıcı derecede yüksek sayıda bulunduğu bileşiklerden oluşurlar. Oksijen hidrojenle birleştiğinde su moleküllerini; azot hidrojenle birleştiğinde amonyak’ı; karbon hidrojenle birleştiğinde metan’ı; meydana getirir. Su 0°C’da katı olan buz durumuna geçer. Amonyak bundan daha aşağı derecede ve metan amonyaktan da daha düşük sıcaklık derecesinde buz olur. Ayrıca karbon ile oksijen bileşikleri (karbon dioksit ve karbon monoksit), karbon ile azotun bileşikleri (kiyanus ya da siyanür iyonları), kükürt ve hidrojen bileşikleri (hidrojen sülfıt) ile kükürt ve oksijen bileşikleri (kükürt dioksit) vardır ve bunlar da buz şeklinde bulunurlar.
Buz molekülleri, gazlara göre birbirine çok daha yapışmış durumda kalır. Küçük gökcisimleri, hidrojen ve helyumu tutamayacak kadar güçlü çekim gücüne sahip olmamalarına karşın, buzları muhafaza edebilirler. (Helyum genellikle tümüyle yilirilir. Çünkü başka hiçbir elementle birleşemez. Hidrojenin bir bölümü gökcisminde kalır. Çünkü, hidrojen başka elementlerle buz oluşturacak şekilde kolayca birleşebilir.)
Gaz devleri, hidrojene ve helyuma oranla daha az olmak üzere buz karışımlarına malik olabilirler. Oysa küçük gökcisimleri, eğer yüzeyleri soğuksa genellikle buzlardan oluşmaktadır. Sözgelişi, böyle gökcisimleri arasında kuyrukluyıldız ile uydulardan bazısı bulunmaktadır. Böylece, yedi büyük uydudan dördü olan Ganymede, Callisto, Titan ve Triton genelde buzlardan oluşmuş gibi görünmektedir.
Kayalar: Evreni oluşturan üçüncü tip madde olan kayalar silisyum, oksijen, magnezyum ve diğer elementlerin bileşiminden meydana gelmektedir. Kayalar buzlardan daha azdır ama bunlar buzlardan daha da sıkı şekilde bir arada tutulurlar. Ve kayalar gökcisminin çekiminden bağımsız değildirler. Kayaları bir araya getiren en küçük zerrecikler, gök cisminin çekim gücü ihmal edilecek kadar az olsa bile, kimyasal güçle bir arada tutulurlar. Kayaların erime noktası da pek yüksektir. Bu yüzden gökcismi güneşe oldukça yakın olsa bile, hiç şekil değiştirmeden kayalar oldukları gibi kalırlar.
Üzerinde buz bulunan gökcisimlerinin bazısının kayalardan oluşan bir çekirdeği vardır ve bu da onların yapısını korumada az da olsa katkıda bulunur. Bu durum sözgelişi büyük uydular ve bazı kuyrukluyıldızlar için de geçerli olabilir. Merkür gezegeni ile Ay’ı içermek üzere küçük ve sıcak bazı gökcisimleri hem gaz ve hem de buzdan yoksun olup yalmzca çıplak kaya tabakalarından oluşmaktadır. Ay, Mars ve lo gibi gökcisimleri hemen hemen tümüyle kayalardan oluşmuşken Mars bir oranda dioksidi ve Io da buzları içeren kükürdü tutacak kadar soğukturlar. Europa uydusu ise, kayalardan oluşan çekirdeğini saran oldukça çok buzu ve bunların ortasındaki kayalardan oluşan çekirdeği ile orta sırada yer almaktadır.
Metaller: Son olarak bu madde tipleri içinde demirin türlü metallerle bileşikleri gaz, buz ve kayalardan daha az görülmek üzere gökcisimlerinde yer alır. Metaller diğer üç madde tipinden daha yoğun olduğu için gezegenin merkezine doğru gömülür. Güneş sistemindeki pek çok kayalık gökcisminin oldukça küçük bir metal çekirdeği vardır. Büyük metal çekirdeği olan gökcisimleri ise yeryüzü, Venüs ve Merkür gezegenleridir.
Şu halde göreceğiniz gibi, güneş sistemindeki tüm gökcisimleri kimyasal yapı bakımından ne denli farklı olurlarsa olsunlar aym toz ve gaz bulutundan meydana gelmişlerdir. Şimdi onlarda gördüğümüz farklılıklar sıcaklık ve kütlelerinin sonuçlarıdır.
