DEV GEZEGENLER

3.2 DEV GEZEGENLER

Mars’ın dışındaki dört büyük gezegen dev gezegenler grubunu oluşturur. Ek 5'i (Sayfa 263) yakından incelediğimiz zaman sırasıyla; Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün gezegenlerinin kütle ve yarıçaplarının yersel gezegenlere göre çok büyük olduğunu görürüz. Dev gezegenlerin diğer bir özelliği ise yoğunlukları yersel gezegenlere göre düşüktür. Dev gezegenlerin ortalama yoğunluğu 1.34 gr/cm³'dür.

Dev gezegenlerin atmosferlerinin kimyasal bileşimi, Güneş'e benzer. Gezgin (Voyager) uzay aracı bu dev gezegenlerin atmosferlerinde çok çeşitli moleküller olduğunu buldu. Aşağıdaki çizelgede Jüpiter ve Satürn’ün kimyasal birleşimi Güneş’in kimyasal birleşimi ile karşılaştırılmaktadır.

Çizelge 3.3: Dev gezegenlerin atmosferinde ve Güneş’te en çok bulunan moleküllerin bolluğu. Bolluklar toplam moleküllerin yüzdesi olarak verilmiştir. Çizelge, evrende en çok bulunan on elementten altısını içermekte, geriye kalan silikon, magnezyum ve demirin dev gezegenlerin çekirdeğinde olduğuna inanılmaktadır. Boşluklar o gezegenlerde söz konusu molekülün henüz gözlenmediğini ifade etmektedir.

Molekül	Güneş	Jüpiter	Satürn	Uranüs
H2	85	90	97	83
He	15	10	3	15
H2O	0.11	0.0001	---	---
CH4	0.06	0.2	0.2	2
NH3	0.016	0.03	0.03	---
H2S	0.003	---	---	---

Hidrojen, dev gezegenlerin kütlesinin çoğunu oluşturmaktadır. Bu gezegenlerin içinde hidrojenin davranışını incelemek çok önemlidir. İç bölgelerde sıcaklık atmosfere göre daha yüksektir. Böylece yüzeyden merkeze doğru giderken sıcaklık ve basıncın artacağı açıktır. Bu nedenle derinlere gittikçe gaz hâlindeki moleküler hidrojen (H₂), gittikçe yoğunlaşır. Hidrojenin yoğunluğu öyle bir düzeye gelir ki artık bu bir gazın değil, sıvının özelliklerini taşır. Bu nedenle Jüpiter'in içlerine girdiğimizde herhangi bir yüzey ile karşılaşmayız fakat aşağılara indikçe kendimizi bir okyanusun ortasında buluruz. Okyanustaki hidrojenin katı bir yüzeyi olup olmadığı yine de merak edilmektedir. Yüksek basınçta molekülü meydana getiren hidrojen atomları, birbirlerine bağlı oldukları kadar komşu moleküllerin atomlarına da bağlı olmaktadırlar. Bu basınçta hidrojen molekülleri parçalanır. Daha da derinlere inildiğinde basınç o denli artar ki her hidrojen atomunda çekirdek etrafında dolanan elektron aynı zamanda komşu atomunda çekirdeği tarafından da etkilenir ve atomlar da parçalanır. Bu durumda hidrojen, atom çekirdekleri arasında hareket eden elektron gazından oluşmuştur. Metallere özgü bu özelliği, gösterdikleri için, bu durumdaki hidrojen "metalik hidrojen" olarak bilinir. Metalik hidrojenin en önemli özelliği, metallerde olduğu gibi yüksek elektrik iletkenliğine sahip olmasıdır.

Hidrojen ve helyumdan oluşmuş büyük bir kütleye sahip bir gezegenin iç yapısı için iki temel ısı kaynağı vardır. Birincisi, gezegenin oluşum anından geriye kalan ısıdır. İç yapıdaki ikinci enerji kaynağı olarak, "çekimsel ayrılma" olayı ileri sürülmektedir. Hidrojenden daha ağır olan helyum elementinin, çekim kuvveti ile merkeze doğru hareketi sonucu oluşan kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi sonucu bu ısı açığa cıkar.

Şekil 3.23: Dev gezegenlerin iç yapısının şematik gösterimi. Jüpiter ve Satürn’ün merkezinde bulunan kayalık çekirdek, Uranüs ve Neptün kadar bir kütlede olabilir.