Tutulmalar neden her ay olmaz?

Kanca

29 Mart 2006, öğleden sonra saat ikiye doğru. Antalya'nın doğusunda, Side ve Manavgat'ta binlerce insan gökyüzüne bakıyor. Işık önce garip bir biçimde solgunlaşıyor, hava serinliyor, kuşlar susuyor. Sonra birkaç saniye içinde gündüz geceye dönüyor ve Güneş'in yerinde, çevresi incecik beyaz bir taçla sarılmış siyah bir daire beliriyor. Bu karanlık üç dakikadan biraz fazla sürüyor.

Bunun olabilmesi için gökyüzünde neredeyse inanılmaz bir tesadüf gerekiyor. Güneş, Ay'dan yaklaşık dört yüz kat büyük; ama aynı zamanda yaklaşık dört yüz kat uzak. Bu yüzden ikisi gökyüzünde aynı büyüklükte görünüyor ve Ay, Güneş'i tam olarak örtebiliyor.

Merkezi soru

Ay her ay bir kez Güneş'in önünden geçtiğine göre, Güneş ve Ay tutulmaları neden her ay olmuyor?

Anlatım

İki tür tutulma

Tutulmanın iki türü var ve ikisi de aynı üç cismin sıraya dizilmesinden doğuyor. Güneş tutulmasında Ay, Güneş'in önüne geçer ve gölgesini Dünya'ya düşürür. Bu yalnızca yeni ay evresinde olabilir. Ay tutulmasında ise Dünya, Güneş ile Ay'ın arasına girer ve Ay, Dünya'nın gölgesinin içinden geçer. Bu da yalnızca dolunay evresinde olabilir.

Güneş tutulmasının da farklı biçimleri vardır. Ay Güneş'i tamamen örterse tam tutulma olur. Yalnızca bir kısmını örterse parçalı tutulma. Ay yörüngesinde Dünya'dan biraz uzaktayken gökyüzünde Güneş'ten biraz küçük görünür. O zaman Güneş'in ortasını kapatır ama kenarından ince bir ateş halkası taşar: buna halkalı tutulma denir.

Dört yüz kat tesadüfü

Güneş'in çapı Ay'ınkinin yaklaşık dört yüz katıdır. Güneş'in Dünya'ya uzaklığı da Ay'ınkinin yaklaşık dört yüz katıdır, biraz daha az. İki oran birbirine bu kadar yakın olduğu için, gökyüzünde ikisi neredeyse aynı büyüklükte görünür.

Bunu bir parmakla deneyebilirsin. Kolunu uzatıp baş parmağınla uzaktaki bir binayı kapatabilirsin; parmağın binadan çok küçüktür ama sana çok daha yakındır. Ay da Güneş'in karşısındaki baş parmağımız gibidir, üstelik tam doğru uzaklıkta.

Bu uyum sonsuza kadar sürmeyecek. Ay çok yavaş da olsa Dünya'dan uzaklaşıyor. Uzak gelecekte gökyüzünde Güneş'i tamamen örtemeyecek kadar küçük görünecek ve tam Güneş tutulmaları yerini yalnızca halkalı tutulmalara bırakacak.

Eğik iki yol

Tutulmaların her ay olmamasının sebebi bir eğiklik: Ay'ın gökyüzünde izlediği şerit, Güneş'in yıllık yolunu dik değil, hafif bir açıyla keser. Ay'ın Dünya çevresindeki yörüngesi, Dünya'nın Güneş çevresindeki yörüngesine göre yaklaşık beş derece yatıktır.

Beş derece küçük görünür, ama gökyüzünde büyük bir farktır. Yeni ay sırasında Ay, çoğu zaman Güneş'in hizasından geçmez; onun üstünden ya da altından, bazen Güneş'in kendi genişliğinin on katına yakın bir mesafeyle geçip gider. Dolunayda da Ay çoğunlukla Dünya'nın gölgesinin biraz üstünden ya da altından kayar.

İki çember düşün: yere yatırılmış bir halka ve ona hafifçe eğik tutulmuş ikinci bir halka. İki halka yalnızca iki noktada kesişir. Ay'ın yolu ile Güneş'in yolu da yalnızca iki noktada kesişir. Tutulma, yeni ay ya da dolunay bu kesişme noktalarından birine denk geldiğinde olur. Bu denk gelme yılda yaklaşık iki kez, altı ay arayla yaşanır; gökbilimciler bu dönemlere tutulma mevsimi der.

Nadir mi, sık mı?

Tutulmalar sanıldığı kadar nadir değildir. NASA'nın hesaplarına göre her takvim yılında en az iki, en çok beş Güneş tutulması olur. Bir Güneş tutulmasını ise çok az yer görebilir, çünkü Ay'ın gölgesi Dünya'nın üzerinde dar bir şerit çizer.

Bu yüzden belirli bir kentte tam Güneş tutulması görmek çok nadirdir. Yine de şanslı yerler var. 2006'daki tutulmanın yolu Antalya'dan Karadeniz'e kadar Türkiye'yi çaprazlama geçti ve Sivas'tan da geçiyordu. Sivas bundan yedi yıldan kısa süre önce, 1999 yazında da tam tutulmanın yolu üzerindeydi. Bir kentin iki tam tutulmayı bu kadar yakın zamanda görmesi çok ender bir durumdur.

Ay tutulmasını görmek çok daha kolaydır. Tutulma sırasında Ay'ın ufkun üstünde olduğu her yerden, yani Dünya'nın gece yaşayan bütün yarısından izlenebilir.

Ay tutulmasında neden kırmızı?

Tam Ay tutulmasında Ay tamamen kararmaz, çoğu zaman bakır ya da kızıl bir renge bürünür. Bunun sebebi Dünya'nın havası. Güneş ışığı Dünya'nın kenarından geçerken hava onu hafifçe büker ve gölgenin içine doğru yönlendirir. Mavi ışık yolda saçılır, kırmızı ışık geçer. O anda Ay'ı aydınlatan, Dünya'nın çevresindeki bütün gün doğumları ve gün batımlarının kızıl ışığıdır.

Aslında…

Bir de güvenlik uyarısı. Güneş'e çıplak gözle, güneş gözlüğüyle ya da filtresiz dürbün ve teleskopla bakmak, tutulma sırasında da kalıcı göz hasarına yol açabilir. Parçalı tutulmayı yalnızca güneş gözlemi için üretilmiş özel filtreli gözlüklerle ya da iğne deliği yöntemiyle izlemek gerekir. Bu konuyu Ders A.6'da ayrıntısıyla ele alıyoruz.

Büyük resim

Tutulmalar, astronominin en eski tahmin başarılarından biridir. Binlerce yıl önce gökbilimciler tutulmaların belirli bir düzenle tekrarlandığını fark etti ve onları önceden haber vermeye başladı. Bir tutulmayı önceden bilmek, gökyüzünün bir düzene göre işlediğinin en güçlü kanıtlarından biriydi.

Tutulmalar bilime de hizmet etti. Güneş'in parlak yüzü örtüldüğünde, normalde göremediğimiz dış katmanı, taç gibi uzanan korona görünür hâle gelir. Einstein'ın ışığın büküleceği tahmini de 1919'da bir tam Güneş tutulması sırasında sınanmıştı.

Özet

1. Güneş tutulmasında Ay Güneş'in önüne girer ve yalnızca yeni ayda olur; Ay tutulmasında Ay Dünya'nın gölgesine girer ve yalnızca dolunayda olur.
2. Ay'ın yörüngesi yaklaşık beş derece eğik olduğu için tutulmalar yalnızca iki yolun kesiştiği dönemlerde, yılda yaklaşık iki kez oluşan tutulma mevsimlerinde görülür.
3. Güneş Ay'dan yaklaşık dört yüz kat büyük ve dört yüz kat uzak olduğu için ikisi gökyüzünde aynı büyüklükte görünür; tam tutulmayı bu tesadüf mümkün kılar.

Görev

Quiz

1. Güneş tutulması hangi evrede, Ay tutulması hangi evrede olabilir?
2. Halkalı Güneş tutulması neden oluşur?
3. Tutulmalar neden her ay olmaz?
4. Ay tutulmasında Ay neden kızıl görünür?
5. Parçalı bir Güneş tutulmasını güvenle nasıl izleyebiliriz?

Cevaplar

1. Güneş tutulması yalnızca yeni ayda, Ay tutulması yalnızca dolunayda olabilir.
2. Ay yörüngesinde Dünya'dan uzakken Güneş'ten biraz küçük görünür ve onu tamamen örtemez; kenarda bir ışık halkası kalır.
3. Ay'ın yörüngesi yaklaşık beş derece eğik olduğu için Ay çoğu zaman Güneş'in ya da Dünya'nın gölgesinin üstünden veya altından geçer.
4. Dünya'nın havası Güneş ışığını büküp gölgenin içine yönlendirir; mavi ışık saçılır, kırmızı ışık Ay'a ulaşır.
5. Güneş gözlemi için üretilmiş özel filtreli gözlüklerle ya da iğne deliği yöntemiyle; çıplak gözle ya da güneş gözlüğüyle asla.

Kaynaklar

Sonraki derse köprü

Bu derste Ay'ın yavaş yavaş Dünya'dan uzaklaştığını ve bu yüzden bir gün tam tutulmaların sona ereceğini söyledik. Ay'ı bizden uzaklaştıran şey, Ay'ın okyanuslarımızı çekmesiyle ilgili. Sahilde her gün iki kez yükselip alçalan deniz, gerçekten Ay'ın suyu kendine çekmesinden mi oluyor? Peki neden bir değil, günde iki kabarma var?