Kutup Yıldızı hep aynı yıldız mı olacak?

Kanca

Yaz gecelerinde başının neredeyse tam üstünde parlayan mavimsi beyaz bir yıldız var: Vega. Kuzey gökyüzünün en parlak yıldızlarından biri. Bugün kuzeyi göstermez, gökyüzünde öbür yıldızlarla birlikte döner.

Ama yaklaşık on iki bin yıl sonra kutup yıldızı Vega olacak. O çağda yaşayan biri, kuzeyi bulmak için bugünkü Kutup Yıldızı'na değil, Vega'ya bakacak. Gökyüzünün dönme noktası yerinde durmuyor.

Merkezi soru

Gökyüzünün kuzeydeki dönme noktası neden yıldızların arasında yavaşça yer değiştirir ve bu değişim ne kadar sürer?

Anlatım

Eksenin çizdiği daire

Kuzeye doğru sonsuza uzatılmış bir Dünya ekseni hayal et; Ders 5.3'te bu çizginin göğe değdiği yere gök kutbu dedik. O nokta bugün Kutup Yıldızı'nın hemen yanına düşer. Ancak eksenin yönü sabit değildir. Eksen, Dünya'nın yörünge düzlemine göre aynı eğikliği korurken yönünü çok yavaş değiştirir ve uzayda geniş bir koni çizer.

Bir odanın ortasında durup elindeki uzun bir süpürgenin sapını tavana doğru eğik tuttuğunu düşün. Süpürgeyi aynı eğiklikte tutarak kendi çevrende çok yavaş dönersen, sapın ucu tavanda büyük bir daire çizer. Tavan gökyüzü, sapın ucu gök kutbudur. Eğiklik değişmez; değişen, eğikliğin hangi yöne baktığıdır.

Bu yavaş dönüşe presesyon (precession), Türkçede eksen kayması ya da devinim denir. Bir tam tur yaklaşık yirmi altı bin yıl sürer. Bu süre içinde gök kutbu, yıldızların arasında büyük bir daire çizer ve bu dairenin yakınındaki yıldızlar sırayla kutup yıldızı olur.

Dünkü, bugünkü ve yarınki kutup yıldızları

Yaklaşık beş bin yıl önce gök kutbu, Ejderha takımyıldızındaki Thuban (okunuşu "Tuban") adlı yıldızın hemen yanındaydı. Mısırlı gökbilimciler kuzey yönü için bu yıldızdan yararlandı. Aşağı yukarı dört bin yıl önce ise kutba en yakın parlak yıldız, Küçük Ayı'daki Kochab'dı (okunuşu "Koçab").

Bugünkü Kutup Yıldızı, kutba ancak son bin yıl içinde yeterince yaklaşarak yön bulmada kullanılmaya başlandı. Kutba en çok 2100 yılı dolaylarında yaklaşacak, sonra yavaşça uzaklaşacak. Vega, yaklaşık 14000 yılı civarında kutup yıldızı rolünü alacak. Ama gök kutbuna bugünkü Kutup Yıldızı kadar yaklaşmayacak: en yakın olduğu anda bile arada dolunayın yaklaşık on katı kadar bir açı kalacak. Yirmi altı bin yıllık tur tamamlandığında sıra yeniden Kutup Yıldızı'na gelecek.

Ekseni ne döndürüyor?

Dünya tam bir top değildir; kendi ekseni çevresinde dönerken ekvatorunda hafifçe şişer. Ekvatordan ölçülen çapı, kutuptan kutba ölçülen çapından yaklaşık kırk iki kilometre fazladır. Güneş ve Ay, bu şişkinliği kendi yörünge düzlemlerine doğru çekerek eğik ekseni düzeltmeye çalışır.

Dönmeyen bir cisim bu çekimle devrilirdi. Ama Dünya hızla dönüyor. Dönen bir cisme yandan bir kuvvet uygulandığında devrilmez; ekseni kuvvetin etkisiyle yan tarafa doğru yavaşça döner. Hızla dönen bir bisiklet tekerleğini aksından tutup eğmeye çalıştığında tekerleğin elini yana doğru itmesi de aynı etkidir. Güneş ile Ay'ın bu sürekli çekişi, Dünya'nın eksenini yirmi altı bin yılda bir tur attırır.

İki bin yıl önce fark edilen kayma

Bu kaymayı ilk fark eden, milattan önce ikinci yüzyılda yaşayan Yunan gökbilimci Hipparkhos'tur (okunuşu "Hiparkos"). Başak takımyıldızının parlak yıldızı Spika'nın konumunu ölçtü ve sonucu, yaklaşık yüz elli yıl önce Timokharis'in yaptığı ölçümle karşılaştırdı. Timokharis'e göre Spika, sonbahar noktasının sekiz derece önündeydi; Hipparkhos'un ölçümünde bu fark altı dereceye inmişti.

Yüz elli yılda iki derecelik bir kayma, aşağı yukarı yetmiş beş yılda bir dereceye karşılık gelir. Bugünkü ölçümler, eksenin yetmiş iki yılda yaklaşık bir derece döndüğünü gösteriyor. Hipparkhos, çıplak gözle yaptığı ölçümlerle bugünkü değere şaşırtıcı ölçüde yaklaşmıştı. Burç adlarıyla gökyüzündeki takımyıldızların arasının açılması da, Ders 1.2'nin sözünü ettiği gibi, bu dönüşün sonucudur.

Aslında…

Bir başka yaygın endişe, presesyonun mevsimleri aylara göre kaydıracağıdır. Kullandığımız takvim, ekinoksları, yani gece ile gündüzün eşit olduğu anları izleyecek biçimde düzenlenmiştir. Bu yüzden temmuz Kuzey Yarımküre'de hep yaz kalır. Değişen, belli bir mevsimde gökyüzünde hangi yıldızların görüneceğidir: yaklaşık on üç bin yıl sonra bugünün kış akşamı takımyıldızları, yaz akşamlarında görünecek.

Büyük resim

Presesyon, gökyüzünün de değiştiğini hatırlatır. Yaşamımız boyunca yıldızlar sabit görünür, ama binlerce yıllık bir ölçekte gök kutbu yer değiştirir, kutup yıldızları el değiştirir ve mevsimlerin yıldızları kayar. Eski metinlerde anlatılan gökyüzü ile bugünkü gökyüzü arasındaki farklar, bazen bir gözlemin ne zaman yapıldığını tahmin etmeye bile yardım eder.

Bu hareket, Dünya'nın dönen bir cisim olmasının ve Güneş ile Ay'ın kütleçekiminin sonucudur. Gökbilimciler bugün yıldızların konumunu verirken hangi yıla göre ölçüldüğünü de yazmak zorundadır. Aksi hâlde gökyüzünün adresi yıllar içinde yavaşça kayar.

Özet

1. Dünya'nın ekseni eğikliğini korurken yönünü çok yavaş değiştirir ve yaklaşık yirmi altı bin yılda gökyüzünde bir daire çizer; buna presesyon denir.
2. Gök kutbu yer değiştirdikçe kutup yıldızı da değişir: beş bin yıl önce Thuban, bugün Kutup Yıldızı, yaklaşık on iki bin yıl sonra Vega.
3. Presesyonun sebebi, Güneş ile Ay'ın Dünya'nın ekvatordaki şişkinliğini çekmesidir; kaymayı ilk fark eden, Spika'nın konumunu eski bir ölçümle karşılaştıran Hipparkhos'tur.

Görev

Quiz

1. Presesyon nedir ve bir tam turu yaklaşık ne kadar sürer?
2. Beş bin yıl önce ve on iki bin yıl sonra kutup yıldızı hangi yıldızdır?
3. Dünya'nın ekseninin yönünü değiştiren kuvvet nereden gelir?
4. Hipparkhos presesyonu nasıl fark etti?
5. Presesyon yüzünden birkaç bin yıl sonra temmuzda kış mı yaşanacak? Neden?

Cevaplar

1. Dünya'nın ekseninin eğikliğini koruyarak yönünü yavaşça değiştirmesi ve gökyüzünde bir daire çizmesidir; bir turu yaklaşık yirmi altı bin yıl sürer.
2. Beş bin yıl önce Ejderha takımyıldızındaki Thuban, on iki bin yıl sonra Çalgı takımyıldızındaki Vega.
3. Güneş ile Ay'ın, Dünya'nın ekvatorundaki şişkinliğe uyguladığı kütleçekiminden.
4. Spika'nın sonbahar noktasına göre konumunu ölçüp yüz elli yıl önceki Timokharis ölçümüyle karşılaştırdı ve iki derecelik bir kayma buldu.
5. Hayır; takvimimiz ekinoksları izleyecek biçimde düzenlendiği için mevsimler aylarda kalır; değişen, mevsimlerde görünen yıldızlardır.

Kaynaklar

Sonraki derse köprü

Gök kutbunun yer değiştirdiğini gördük; gökbilimciler bu yüzden yıldızların konumunu verirken hangi yıla göre ölçüldüğünü de yazıyor. Peki bir yıldızın gökyüzündeki konumu nasıl yazılır? Şehirlerin enlem ve boylamı olduğu gibi, gökyüzündeki her noktanın da iki sayıdan oluşan bir adresi var.