Güneş tutulmaları yüzlerce yıl önceden tahmin edilebiliyor

Batı Yarımküre 14 Ekim’de her yıl gerçekleşen bir Güneş tutulmasına şahit olacak. Ay çok ufak ve küçük olacağından, Güneş’in diskini tamamen kapatamayacak. Bunun yerine sadece merkezi örterek, kenarlarda bir ateş çemberi bırakacak. En uzun hali 4 dakika 48 saniye sürecek olan gökyüzündeki bu ateş çemberi, en iyi Amerika kıtasından görülebilecek.

YÜZLERCE YIL SONRASININKİ DE TAHMİN EDİLEBİLİYOR

Tam bir tutulma görmek istiyorsanız, altı ay daha bekleyip 8 Nisan 2024 günü DSİ 14:10’da Meksika’nın Mazatlan şehrine gitmeniz gerek. Burası, Güneş’in gölgede kaybolduğunu Kuzey Amerika’da gören ilk şehir olacak. Tam tutulma güzergahı sonrasında Dallas ve Indianapolis’ten Kanada’daki Montreal, New Brunswick ve Newfoundland şehrine doğru yay yapacak. Tüm bu kesin detayları ve daha fazlasını bilmemizin sebebi, Ay’ın ve Güneş’in belli bir zamanda gökyüzünde nerede olacağını biliyor olmamız.

Populer Science Türkçe’nin aktardığına göre tutulmaların nerede ve ne zaman görüleceğini yüzlerce yıl sonrasına kadar bile tahmin edebiliyoruz. Bilim insanları Ay’ın ve Güneş’in kesin konumları ile bunların zamanla nasıl değiştiğini bildiklerinden, Ay’ın gölgesinin Dünya küresine ne zaman düşeceğini öngörebiliyorlar. Son teknoloji bilgisayarlar ile birlikte, tutulma güzergahlarını metrik kesinlikte hesaplamak mümkün.

Bir Güneş tutulması için üç şey gerekiyor. Tutulma, Ay’ın Güneş’ten gelen ışığı Dünya’daki gözlem noktamızdan engellediği zaman meydana geliyor. Bu yüzden bir tutulmayı tahmin etmek için Güneş’in, Ay’ın ve Dünya’nın birbirine göre nerede olduğunu ve nasıl hareket ettiğini bilmeniz gerekiyor. Bunu yapmak göründüğü kadar kolay değil çünkü Güneş sistemi düz bir yapı değil. Ay’ın yörüngesi, Güneş’in güzergahına göre yaklaşık 5 derece eğri. Bilim insanları bunu eliptik olarak adlandırıyor. Uydumuz Dünya ve Güneş’in arasından ayda bir kez geçerken (buna Yeni Ay diyoruz), iki cismin güzergahı nadiren kesişiyor.

Güneş tutulmaları Ay’ın, Ay yörüngesinin düğüm olarak bilinen bu eliptik güzergahtan geçtiği iki noktadan birinde olduğu zaman gerçekleşebiliyor yalnızca. Eğer Ay bu geçişte yeniyse, Güneş tutulması gerçekleşiyor.

Geçmiş yüzyıllarda tutulmalar tahmin edilmeye çalışılırken, kesin yörüngelerin ince detaylarının tahmin edilmesi gerekiyordu. Fakat gökbilimciler gök cisimlerinin nasıl hareket ettiğini daha iyi öğrendikçe, gök günlükleri şeklinde adlandırdıkları bir şeyi cetvele geçirmeye başladılar. Bunlar Ay’ın, Güneş’in ve gezegenlerin nerede olacağına yönelik yürütülen tahminler. Gök günlükleri, halen tutulma tahminlerinde önemli bir paya sahip.

NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezinde çalışan Güneş fizikçisi C. Alex Young, “Tüm ihtiyacınız olan gök günlüğü verisi… Yörüngeyi fiilen takip etmenize gerek yok” diyor.

Gök günlüğü verisiyle birlikte gökbilimciler, Ay’ın ve Güneş’in güzergahlarının kesişeceği tarih ve zamanı belirleyebiliyor. Bu tarihi bildiğiniz zaman, bir tutulmanın haritasını çıkarmak basit. Gök günlükleri bilim insanlarına Ay’ın gölgesini Dünya küresine yansıtma olanağı sunuyor; 19’ncu yüzyılın matematik bilgisiyle, bu gölgenin iki özelliği olan tam gölge ve yarı gölgenin şekil ve enlemini hesaplayabiliyorlar. Ardından ise saatin ve Dünya’nın hangi açıyla döndüğünün bilinmesiyle, boylamların belirlenmesi mümkün oluyor. Bunların bir araya getirilmesi, bir tutulma haritası meydana getiriyor.

Gökbilimciler geçmişte bu gök günlüklerini, sayfalarca koordinat tablosunun yer aldığı büyük ciltler olan almanaklara basmışlardı. Tüm gökbilimin bilgisayar çağına girmesine gök günlükleri de ayak uydurdu. Bilim insanları günümüzde Ay’ın, Güneş’in, gezegenlerin, diğer uyduların, asteroitlerin ve çok daha fazla şeyin güzergahlarını matematiksel şekilde modelliyor.

NASA’nın Jet İtiş Laboratuvarı (JPL), birkaç yılda bir göksel cisimlere ait yeni konum listesini yayımlıyor. En yeni sürüm olan 2021 yılının DE440 listesinde, Ay’ın çekirdeği ve manto tabakasının savrulup, uydunun dönüşünü yavaşlatması gibi detaylar hesaba katılıyor.” JPL’de çalışan mühendis Ryan Park, “Genel olarak konuşursak, Ay’ın Dünya’ya göre nerede durduğunu yaklaşık bir metrelik, belki de birkaç metrelik hassasiyetle biliyoruz” diyor. “Genelde Güneş’in konumunu belki iki yüz, belki üç yüz metrelik hassasiyetle biliyoruz.”

Gök günlükleri başka amaçlara da hizmet ediyor; özellikle de uzayda uçuş görevleri planlanırken. Fakat artık Ay’ın hareketlerini birkaç yüzyıl önceden güvenilir şekilde tahmin edebilmemiz çoğunlukla daha detaylı gök günlüğü verilerinden kaynaklanıyor. Aslında bin yıl sonraki Güneş tutulmalarının detaylı haritalarını bulabilirsiniz. (Eğer yeteri kadar şanslıysanız, tam Güneş tutulması için 23 Nisan 2563‘te Seattle’da veya 7 Eylül 2974‘te Amsterdam’da olursunuz.)

Fakat bu haritalar, çoğu tutulma haritası gibi tam tutulma güzergahını veya daireselliği Dünya yüzeyinden geçen düzgün bir hat şeklinde gösteriyor. Bu doğru bir temsil şekli değil. NASA Goddard için tutulma haritaları hazırlayan Ernie Wright, “Bunlar kalem kağıt hesaplaması için tasarlanmıştı, dolayısıyla bir nebze hatalı olan çok miktarda basitleştirici varsayım yapılıyor” diyor. “Örneğin Ay mükemmel biçimde pürüzsüz bir küre değil.”

Hem Ay hem de Dünya’nın kenarları pürüzlü. Dünya’nın yüzeyi Güneş’in bazı görüntülerini engelliyor ve Ay’ın da kendi dağları, vadileri var. Aslında Ay vadilerinden geçen Güneş ışınları, tutulmanın kenar kısmında sık sık görülen Baily boncukları veya “elmas çemberi” meydana getiriyor. “Ay Gözlem Yörünge Aracı sayesinde, elimizde artık bu dağlara ait detaylı arazi bilgileri var” diyor Young.

Wright, Viktorya dönemindeki matematiksel yöntemlerin yerine çağdaş bilgisayar grafiklerini koyan yeni bir harita oluşturma yönteminin geliştirilmesine yardımcı olmuş. Wright’ın yöntemi, tepedeki Güneş ve Ay ile beraber Dünya’nın yüzeyini her biri farklı enlem, boylam ve yükseltiye sahip bir piksel haritasına dönüştürüyor. Yöntemde daha sonra Ay’ın hangi kısımlarının Güneş’ın hangi kısımlarını örttüğü ve bunun hangi piksellerden görüldüğü hesaplanıyor.

“Sonrasında, ör. bir saniyelik aralıklarla tutulma süresinin bütün harita dizilerini oluşturuyorsunuz” diyor Wright. “Bir araya getirip, gölge videosu oluşturabileceğiniz bir kare dizisi elde ediyorsunuz..” Sadece modern bilgisayarlar ve ultra hassas gök günlükleriyle mümkün olan bu yeni yöntem, bir tutulmayı örneğin evinizden görüp göremeyeceğinizi açık biçimde gösteren haritalar yapmamızı sağlayabilir.

“Bence bu sayede gelecekte çok daha doğru olan yepyeni haritalar oluşturulacak” diyor Young. “Çok heyecanlı olacak.”