Ay'ın arka yüzünü neden hiç göremeyiz?

Kanca

Büyükannenin gençken baktığı dolunay ile bu gece bakacağın dolunay, aynı yüzü gösteriyor. Koyu lekeler aynı yerde, aynı desende. İnsanlık binlerce yıl boyunca Ay'ın hep aynı yüzünü gördü; öbür yüzünü ilk kez 1959'da, bir uzay aracının çektiği bulanık fotoğraflarda gördü.

O görünmeyen tarafa çoğu zaman "karanlık yüz" denir. Ama Ay'ın karanlık yüzü aslında karanlık değil. Hatta Ay'ı hiç göremediğimiz yeni ay gecelerinde, o uzak yüzün tamamı güneşli bir öğle yaşıyor.

Merkezi soru

Ay kendi çevresinde döndüğü hâlde, bize neden hep aynı yüzünü gösteriyor?

Anlatım

Ay dönüyor, ama bir şartla

İlk akla gelen cevap, Ay'ın hiç dönmediğidir. Oysa bu doğru değil. Ay kendi ekseni çevresinde döner; yalnızca bir kez dönmesi, Dünya'nın çevresindeki bir turunu tamamlaması kadar sürer: yaklaşık yirmi yedi gün.

Bunu evde görebilirsin. Odanın ortasına bir sandalye koy ve yüzün hep sandalyeye dönük kalacak şekilde çevresinde bir tur yürü. Tur bittiğinde, odanın dört duvarına sırayla bakmış olursun. Yani sandalyenin çevresinde bir tur atarken kendi çevrende de bir tur döndün. Sandalye ise senin sırtını hiç görmedi.

Ay'ın Dünya çevresindeki hareketi tam olarak böyledir. Dönüşü ile yörüngesi aynı sürede tamamlandığı için, Dünya'ya dönük olan yüz hep aynı kalır. Gökbilimciler buna kütleçekimsel kilitlenme der.

Bu eşitlik nereden geliyor?

Bu bir tesadüf değil. Ay'ın geçmişinde yavaş yavaş kurulan bir denge. Dünya'nın kütleçekimi Ay'ı hafifçe çeker ve onu Dünya yönünde biraz uzamış, bir rugby topuna benzer bir biçime sokar.

Ay gençken daha hızlı dönüyordu. Dönerken bu şişkinlik de onunla birlikte kayıyor, Dünya'nın çekimi ise onu sürekli geri çekmeye çalışıyordu. Bu çekiştirme Ay'ın içinde sürtünme yarattı ve dönüşün enerjisi ısıya dönüşerek azaldı. Ay yavaşladı, yavaşladı ve sonunda şişkin tarafı hep Dünya'ya bakan bir hızda durdu.

Bu olay Güneş Sistemi'nde yaygındır. Büyük gezegenlerin pek çok uydusu kendi gezegenine kilitlidir. Plüton ile uydusu Kharon ise birbirine kilitlenmiştir: ikisi de öbürüne hep aynı yüzünü gösterir.

Yarıdan biraz fazlası

Ay'ın tam olarak yarısını gördüğümüzü sanırız, ama gerçek biraz daha cömert. Ay'ın Dünya çevresindeki yolu hafifçe basık bir elipstir; Ay, Dünya'ya yaklaştığında hızlanır, uzaklaştığında yavaşlar. Dönüşü ise hep aynı hızda sürer. Bu yüzden Ay, bir ayın içinde sağa sola hafifçe sallanıyormuş gibi görünür.

Ay'ın yörüngesi biraz da eğik olduğu için, bazen kuzey kutbunun biraz ötesini, bazen güney kutbunun biraz ötesini görürüz. Bu küçük sallanmalara salınım denir. Hepsi toplandığında, zaman içinde Ay yüzeyinin yaklaşık yüzde elli dokuzunu Dünya'dan görebiliriz.

Arka yüzde ne var?

1959'da Sovyet uzay aracı Luna 3, Ay'ın arkasından geçerken yirmi dokuz fotoğraf çekti. Görüntüler bulanıktı ama büyük bir sürprizi ortaya koydu. Bize bakan yüzdeki büyük koyu lekeler, yani eski lav düzlükleri, arka yüzde neredeyse hiç yoktu. Onların yerine sayısız krater vardı.

2019'un ilk günlerinde Çin'in Chang'e 4 (okunuşu "Çang-e") aracı, arka yüze iniş yapan ilk uzay aracı oldu. Arka yüzden Dünya hiç görünmediği için, araç bizimle doğrudan konuşamazdı. Mühendisler bu yüzden önce Ay'ın ötesinde duran bir röle uydusu yerleştirdi; araç mesajlarını o uydu aracılığıyla gönderdi.

Aslında…

Bunu önceki derste öğrendiklerimizle kolayca kontrol edebiliriz. Yeni ay evresinde Ay, Güneş ile Dünya'nın arasındadır. O sırada bize dönük yüz karanlıktır, yani Güneş'e bakan yüz arka yüzdür. Ay'ın her noktası, yaklaşık iki haftalık bir gündüz ve iki haftalık bir gece yaşar. Bu yüzden "uzak yüz" demek, "karanlık yüz" demekten çok daha doğrudur.

Büyük resim

Kütleçekimsel kilitlenme, iki cismin birbirini yavaş yavaş nasıl biçimlendirdiğini gösterir. Aynı çekişme Dünya üzerinde de etkilidir; Ay'ın çekimi denizleri kabartır ve Dünya'nın dönüşünü de çok yavaş bir hızla frenler. Bu hikâyeye gelgitleri konuştuğumuzda döneceğiz.

Arka yüz, bilimsel olarak da değerlidir. Ay'ın arkasında Dünya'dan gelen radyo gürültüsü yoktur. Gökbilimciler, bir gün orada kurulacak radyo teleskoplarının evrenin en sessiz köşelerini dinleyebileceğini düşünüyor.

Özet

1. Ay kendi çevresinde döner, ama bir dönüşü Dünya çevresindeki bir turu kadar sürdüğü için bize hep aynı yüzünü gösterir.
2. Bu kilitlenme, Dünya'nın çekiminin Ay'da yarattığı şişkinliğin ve sürtünmenin, Ay'ın dönüşünü milyonlarca yıl içinde yavaşlatmasıyla oluştu.
3. Arka yüz karanlık değil, yalnızca uzaktır; yeni ay evresinde tamamı Güneş ışığı alır.

Görev

Quiz

1. Ay kendi ekseni çevresinde döner mi?
2. Kütleçekimsel kilitlenme ne demektir?
3. Salınım sayesinde Ay yüzeyinin yaklaşık ne kadarını Dünya'dan görebiliriz?
4. Luna 3'ün fotoğrafları arka yüz hakkında hangi farkı ortaya çıkardı?
5. Arka yüz yeni ay evresinde neden aydınlıktır?

Cevaplar

1. Evet; bir dönüşü, Dünya çevresindeki bir turu kadar, yaklaşık yirmi yedi gün sürer.
2. Bir cismin kendi çevresinde dönme süresinin, başka bir cismin çevresinde dolanma süresine eşitlenmesi ve o cisme hep aynı yüzünü göstermesidir.
3. Yaklaşık yüzde elli dokuzunu.
4. Ön yüzdeki büyük koyu lav düzlüklerinin arka yüzde neredeyse hiç olmadığını, onun yerine sayısız krater bulunduğunu gösterdi.
5. Yeni ayda Ay, Güneş ile Dünya arasındadır; Güneş'e dönük olan yüz, bize görünmeyen arka yüzdür.

Kaynaklar

Sonraki derse köprü

Ay'ın Dünya'nın gölgesine yalnızca özel anlarda girdiğini gördük. Ay her ay bir tur atıyor; her yeni ayda Güneş ile Dünya'nın arasından, her dolunayda Dünya'nın arkasından geçiyor. O zaman neden her ay bir Güneş tutulması ve bir Ay tutulması yaşamıyoruz? Ay'ın yolunun Güneş'in yoluna göre biraz eğik olması bununla ilgili olabilir mi?