Satürn'ün kutbundaki dev altıgen

1981 yazında Voyager 2, Satürn'ün yanından süzülüp binlerce fotoğraf çekti ve yoluna devam etti. Fotoğraflar arşive girdi, bilim insanları halkalara, uydulara, fırtınalara baktı. Sonra herkes bir sonraki hedefe döndü. O fotoğrafların içinde, tam yedi yıl boyunca kimsenin fark etmediği bir şey duruyordu: gezegenin kuzey kutbunun etrafında dönen, kenarları şaşırtıcı derecede düzgün, kocaman bir altıgen.

Fark edilmemesinin sebebi saklanması değildi. Voyager'lar Satürn'ün ekvator hizasından geçtiği için kutba hep yandan, eğik bir açıyla bakmışlardı. Eğik bakınca altıgen, sıradan bulut bantlarının arasında eziliyordu. 1988'de David Godfrey adında bir araştırmacı, o eski kareleri alıp bilgisayarda tepeden bakılıyormuş gibi yeniden yansıttı; yani fotoğrafları kutbun üstünden çekilmiş gibi birleştirdi. Ekranda beliren şekil karşısında herhalde bir süre öylece kalmıştır: gezegenin tepesinde, geometri dersinden fırlamış gibi bir altıgen dönüyordu.¹

Ne kadar büyük, ne kadar hızlı?

Önce ölçekle ilgili bir fikir verelim. Altıgenin bir ucundan öbür ucuna mesafe yaklaşık 29 bin kilometre; her bir kenarı 14 bin 500 kilometre civarında. Dünya'nın çapı 12 bin 742 kilometre. Yani altıgenin tek bir kenarı bile gezegenimizden uzun ve kapladığı alana yan yana yaklaşık dört Dünya yerleştirebilirsin. Şeklin kendisi aslında bir jet akımı: saatte 320 kilometreyi aşan hızla esen, altı köşeli bir yol izleyen dev bir rüzgâr koridoru. En tuhaf özelliklerinden biri de şu: Satürn'deki hemen her bulut zamanla sağa sola kayarken altıgen yerinden kımıldamıyor. Godfrey 1990'da dönüş süresini ölçtü: 10 saat 39 dakika 24 saniye. Bu, gezegenin iç kısmından gelen radyo sinyallerinin periyoduyla neredeyse birebir aynıydı; sanki altıgen, gezegenin derinlerdeki dönüşüne çivilenmişti.²

Bir de dayanıklılığı var. Satürn'de bir yıl, yaklaşık 29,5 Dünya yılı sürer; kutuplar on beşer yıl boyunca sırayla karanlığa gömülür. Altıgen 1980'lerde görüldü, ardından kuzey kutbu uzun kış gecesine girdi ve on yıllarca kimse oraya bakamadı. Cassini uzay aracı 2004'te Satürn'e vardığında akla ilk gelen sorulardan biri buydu: altıgen hâlâ orada mı? 2006'da kızılötesi kameralar karanlığın içinde şekli buldu: oradaydı. 2009'da kuzeye bahar gelip güneş kutba vurunca görünür ışıkta da ortaya çıktı: hâlâ oradaydı ve şekli bozulmamıştı.³ Koca bir kutup kışını, mevsimlerin bütün savrulmasını atlatmış, kılı kıpırdamamıştı. Dünya'da en güçlü kasırgalar birkaç haftada dağılır. Bu şey, en az kırk beş yıldır dönüyor ve muhtemelen çok daha yaşlı.

Doğa nasıl köşe çizer?

İnsan beyni düz çizgiyi ve keskin köşeyi yapay bir imza olarak okur. Bu yüzden altıgenin fotoğrafları her ortaya çıktığında aynı yorumlar dolaşır: uzaylı yapısı, dev bir kapı, gizlenen bir şeyler. Oysa doğa köşe çizmeyi biliyor; sadece belirli koşullar gerekiyor. Arı peteği, bazalt sütunları, sabun köpüğü kesişimleri hep altıgene koşar. Satürn'ünki ise akışkanlar fiziğinin bir numarası ve en ikna edici kanıtı bir su tankından geldi.

2010'da Oxford Üniversitesi'nden Ana Barbosa Aguiar ve Peter Read'in ekibi, 60 santimetre çapında silindirik bir tankı suyla doldurup döner bir masaya yerleştirdi. Tankın içindeki küçük bir halkayı, tankın geri kalanından farklı hızda döndürdüler. Amaç, Satürn'ün kutbundaki durumu masaya taşımaktı: hızlı akan dar bir şerit, etrafında daha yavaş akan koca bir akışkan. İki hız arasındaki fark belli bir eşiği aşınca sınır çizgisi düz kalamadı; kıvrılmaya, dalgalanmaya başladı ve dalgalar döngünün etrafına düzenli aralıklarla dizildi. Koşullara göre bazen iki, bazen sekiz dalga oluşuyordu; ama geniş bir ayar aralığında su, tam altı köşeli bir desene oturup orada kaldı.⁴ Bir masanın üstünde, çıplak gözle görülen minik bir Satürn altıgeni.

Mekanizmanın özü şu: hızları çok farklı iki akış yan yana geldiğinde aradaki sınır kararsızlaşır. Fizikte buna kabaca kayma kararsızlığı deniyor. Sınır bir kez kıvrılınca, kıvrımlar dönen sistemin içinde kendine uygun bir dalga boyu seçer ve jet akımı o dalganın etrafında kilitlenir; kıvrımların iç ve dış tarafına dizilen irili ufaklı girdaplar da deseni yerinde tutar. Satürn'ün kuzey kutbundaki jetin hızı, genişliği ve konumu, matematiğin altı sayısını seçtiği aralığa denk geliyor. Koşullar biraz farklı olsaydı belki bir beşgene ya da yedigene bakıyor olacaktık. Sonraki yıllarda yapılan bilgisayar simülasyonları da aynı sonuca vardı: doğru hız profili verildiğinde, kendi hâline bırakılan atmosfer modellerinde kararlı altıgenler kendiliğinden ortaya çıkıyor.⁵

Renk değiştiren dev

Cassini'nin on üç yıllık nöbeti, altıgenin bir sürprizini daha yakaladı. 2012'de çekilen fotoğraflarda altıgenin içi koyu mavimsi yeşildi; 2017'ye gelindiğinde aynı bölge altın sarısına dönmüştü. Sebep mevsimlerdi. Kuzey yarımküre yaza yaklaştıkça güneş ışığı kutba daha dik vurmaya başladı; morötesi ışık atmosferdeki metan moleküllerini parçalayıp hidrokarbon parçacıklarına, yani bir tür fotokimyasal pusa dönüştürdü. Şehirlerin üstünde biriken sise benzeyen bu altın rengi tabaka, birkaç yılda altıgenin içini doldurdu.⁶ İşin güzel tarafı, altıgenin bu süreçte üstlendiği rol: jet akımı bir çit gibi davranıyor, içeriyle dışarısı arasındaki parçacık alışverişini kısıtlıyor. Renk haritaları bunu apaçık gösteriyor; pusun sınırı, altıgenin kenarını milimetrik izliyor.

2018'de bir sürpriz daha geldi. Altıgen o zamana dek bulut katmanına ait, görece sığ bir desen sanılıyordu. Leicester Üniversitesi'nden Leigh Fletcher ve ekibi, Cassini'nin sıcaklık ölçümlerini inceleyince şekli çok daha yukarıda, stratosferde de buldu: bulutların yüzlerce kilometre üstünde, yazla birlikte güçlenen kutup girdabının çevresinde de aynı altı köşeli desen belirmişti.⁷ Yani altıgen bir çizim değil, atmosferin katmanlarını boydan boya kat eden bir sütun gibi. Aşağıda ne kadar derine indiği ise hâlâ bilinmiyor; rüzgâr ölçümleri köklerinin görünen bulutların en az birkaç yüz kilometre altına uzandığına işaret ediyor.

Hâlâ cevabı olmayan sorular

Bu kadar çalışmadan sonra bile masada kocaman sorular duruyor. En rahatsız edicisi şu: neden sadece kuzeyde? Satürn'ün güney kutbunda da güçlü bir girdap var, gözü olan bir kasırgaya benziyor; ama etrafında ne bir altıgen ne başka bir çokgen izine rastlandı. Rüzgâr profillerini karşılaştıran analizler güneydeki jetin köşe üretecek yapıda olmadığını söylüyor, ama bu da soruyu bir adım geriye itiyor: iki kutup neden bu kadar farklı?⁴ Altıgenin yaşı da meçhul. 1980'den beri izliyoruz; öncesine dair tek bir gözlem yok. Yüz yıllık bir desen de olabilir, gezegenin kendisi kadar eski de. Cassini 2017'de görevini Satürn'ün atmosferine dalarak bitirdi ve şu anda orada gözümüz yok. Altıgen şimdi yeniden uzun kutup gecesine gömülüyor ve bir sonraki bakışta orada olup olmayacağını kimse garanti edemiyor.

Satürn'ün altıgeni bir muamma değil, doğanın belirli koşullarda köşeli çizgiler de çizebildiğinin kırk beş yıldır dönen kanıtı. bu yazının tek cümlelik özeti

Yine de bu hikâyenin en sevdiğim yanı gökyüzünde değil, yerde: koca bir gezegenin kutbundaki devasa bilmecenin cevabı, döner masaya konmuş 60 santimetrelik bir su tankında arandı ve büyük ölçüde bulundu. Milyarlarca kilometre öteyi anlamak için bazen dev teleskoplar değil, iyi sorulmuş bir soru ve bir leğen su yetiyor. Bir dahaki sefere gökyüzüyle ilgili "bunu asla bilemeyiz" diye geçirdiğinde aklından, Satürn'ün tepesindeki o sakin altıgeni hatırla. Yedi yıl boyunca herkesin arşivinde durdu ve keşfedilmek için tek bir şey bekledi: birinin fotoğrafa doğru açıdan bakmasını.