Mevsimlerin olduğu tek gezegen Dünya değil ama diğer dünyalarda çok farklı görünebilirler

İlkbahar, yaz, sonbahar ve kış; Dünya’daki mevsimler birkaç ayda bir, her yıl yaklaşık aynı zamanlarda değişir. Bu döngüyü Dünya’da olduğu gibi kabul etmek kolaydır, ancak her gezegende mevsimlerde düzenli bir değişiklik olmaz. Peki diğer gezegenlerde olmayan neden Dünya’da düzenli mevsimler yaşanıyor?

Ben bir astrofizikçiyim Gezegenlerin hareketlerini ve mevsimlerin nedenlerini inceleyen kişi. Araştırmam boyunca Dünya’nın düzenli mevsim düzeninin benzersiz olduğunu keşfettim. Dünyanın Kuzey ve Güney kutupları boyunca döndüğü dönme ekseni, tam olarak hizalı değil düşey ekseni dünyanın güneş etrafındaki yörüngesine diktir.

Bu hafif eğimin mevsimlerden buzul döngülerine kadar her şey üzerinde büyük etkileri var. Bu eğimin büyüklüğü bir gezegenin yaşama uygun olup olmadığını bile belirleyebilir.

Dünyadaki Mevsimler

Bir gezegen, yörüngesinde döndüğü eksen ile dönme ekseni arasında mükemmel bir hizalamaya sahip olduğunda, aldığı güneş ışığı miktarı, yörünge şeklinin bir daire olduğu varsayılarak, güneşin etrafında dönerken sabitlenir. Mevsimler, gezegenin yüzeyine ulaşan güneş ışığı miktarındaki değişikliklerden kaynaklandığı için, mükemmel şekilde hizalanmış bir gezegende mevsimler olmaz. Ancak Dünya kendi ekseni üzerinde mükemmel bir şekilde hizalanmamıştır.

Eğiklik olarak adlandırılan bu küçük yanlış hizalama, 23 derece civarında Dünya için dikeyden. Bu nedenle, Kuzey Yarımküre, güneşin Kuzey Yarımküre’nin daha doğrudan üzerinde konumlandığı yaz aylarında daha yoğun güneş ışığına maruz kalır.

Daha sonra Dünya Güneş etrafında dönmeye devam ettikçe, Kuzey Yarımküre Güneş’ten uzaklaşırken Kuzey Yarımküre’nin aldığı güneş ışığı miktarı giderek azalır. Bu kışa neden olur.

Kendi eksenleri üzerinde dönen ve güneşin etrafında dönen gezegenler, bir tür topaç gibi görünürler; güneşin çekim kuvveti nedeniyle kendi etrafında dönerler ve yalpalarlar. Top dönerken, onun tamamen dik ve sabit kalmadığını fark edebilirsiniz. Bunun yerine hafifçe eğilmeye veya sallanmaya başlayabilir. Bu eğime astrofizikçiler buna denir dönüş devinimi.

Bu yalpalamalar yüzünden Dünya’nın eğimi tam olarak sabit değil. Eğimdeki bu küçük değişiklikler Dünya iklimi üzerinde büyük etkiler Dünya’nın yörünge şeklindeki küçük değişikliklerle birleştirildiğinde.

Sallantılı eğim ve Dünya’nın yörüngesindeki herhangi bir doğal değişiklik, Dünya’ya ulaşan güneş ışığının miktarını ve dağılımını değiştirebilir. Bu küçük değişiklikler gezegenin binlerce ila yüz binlerce yıl arasındaki daha büyük sıcaklık değişimlerine katkıda bulunuyor. Bu da, buzul çağlarını ve sıcak dönemleri tetiklemek.

Eğikliği mevsimlere çevirmek

Peki eğiklik değişimleri bir gezegendeki mevsimleri nasıl etkiler? Düşük eğiklik, yani dönme ekseninin, gezegenin güneş etrafında dönerken yönelimiyle aynı hizada olması anlamına gelir, sebep olur Dünya’daki gibi ekvatorda daha güçlü güneş ışığı ve kutup yakınında daha az güneş ışığı.

Öte yandan, yüksek bir eğiklik (gezegenin dönme ekseninin Güneş’e doğru veya Güneş’ten uzağa doğru olması anlamına gelir)sebep olur aşırı sıcak veya soğuk kutuplar. Aynı zamanda güneş tüm yıl boyunca ekvatorun üzerinde parlamadığından ekvator soğuyor. Bu, yüksek enlemlerde mevsimlerin büyük ölçüde değişmesine ve ekvatorda düşük sıcaklıklara yol açar.

Bir gezegenin eğikliği 54 dereceden fazla olduğunda, o gezegenin ekvatoru buzlanır ve kutup ısınır. Buna denir tersine çevrilmiş bölgelemeve Dünya’nın sahip olduğu şeyin tam tersi.

Temel olarak, eğer bir eğiklik büyük ve öngörülemeyen değişimlere sahipse, gezegendeki mevsimsel değişimler çılgına döner ve tahmin edilmesi zorlaşır. Dramatik, büyük bir eğiklik değişimi tüm gezegeni bir kartopuna dönüştürebilir. her şeyin buzla kaplı olduğu yer.

Döndürme yörünge rezonansları

Çoğu gezegen, güneş sistemlerindeki tek gezegen değildir. Gezegensel kardeşleri birbirlerinin yörüngesini bozabilir, bu da yörüngelerinin şeklinde ve yörünge eğimlerinde değişikliklere yol açabilir.

Yani yörüngedeki gezegenler, yola çarpan bir arabanın tavanında dönen tepelere benziyor, araba yörünge düzlemini temsil ediyor. Üst kısımların devinim veya dönme hızı veya bilim adamlarının deyimiyle frekans, arabanın yukarı ve aşağı çarptığı frekansla eşleştiğinde, buna denir. spin-yörünge rezonansı meydana gelmek.

Dönme-yörünge rezonansları, bir gezegenin kendi ekseni üzerinde yalpalaması anlamına gelen bu eğiklik değişimlerine neden olabilir. Bir çocuğu salıncakta sallamayı düşünün. Doğru zamanda veya rezonans frekansında ittiğinizde, giderek daha yükseğe sallanacaklardır.

Her ne kadar ikisi yaklaşık aynı miktarda eğilmiş olsa da, Mars kendi ekseni üzerinde Dünya’dan daha fazla yalpalıyor ve bu aslında Ay’ın Dünya’nın etrafında dönmesiyle ilgili. Dünya ve Mars’ın bir benzer dönüş devinim frekansıyörünge salınımıyla eşleşen, bir dönüş-yörünge rezonansının bileşenleri.

Ancak Dünya’nın, Dünya’nın dönme eksenini çeken ve onu daha hızlı hareket etmeye iten devasa bir ayı var. Bu biraz daha hızlı devinim, dönüş yörüngesi rezonansları yaşamasını engeller. Böylece Ay, Dünya’nın eğikliğini sabitliyor ve Dünya, kendi ekseni üzerinde Mars kadar sallanmıyor.

Dış gezegen mevsimleri

Geçtiğimiz birkaç on yılda binlerce ötegezegen veya güneş sistemimizin dışındaki gezegenler keşfedildi. Araştırma grubum, bu gezegenlerin ne kadar yaşanabilir olduğunu ve bu ötegezegenlerin de vahşi eğimlere sahip olup olmadığını veya onları Dünya gibi sabit tutacak ayları olup olmadığını anlamak istedi.

Bunu araştırmak için grubum ilk soruşturmayı başlattı. ötegezegenlerin dönme ekseni değişimleri.

Biz araştırdık Kepler-186fyaşanabilir bir bölgede keşfedilen ilk Dünya büyüklüğündeki gezegendir. Yaşanabilir bölge, bir yıldızın etrafında, gezegenin yüzeyinde sıvı suyun bulunabileceği ve yaşamın ortaya çıkıp gelişebileceği bir alandır.

Kepler-186f, Dünya’dan farklı olarak güneş sistemindeki diğer gezegenlerden uzakta bulunuyor. Sonuç olarak, bu diğer gezegenlerin yörüngesi ve hareketi üzerinde yalnızca zayıf bir etkisi vardır. Yani, genel olarak Kepler-186f sabit bir eğimi vardır, Dünya’ya benzer. Büyük bir ayı olmasa bile, Mars gibi çılgınca değişen veya öngörülemeyen mevsimleri yoktur.

İleriye baktığımızda, ötegezegenlerle ilgili daha fazla araştırma, bilim adamlarının evrendeki geniş gezegen çeşitliliğinde mevsimlerin nasıl göründüğünü anlamalarına yardımcı olacak.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altındadır. Okumak orijinal makale.