Kuyruklu yıldızın kuyruğu neden hep Güneş'in ters yönünü gösterir?

Kuyruklu yıldızın kuyruğu, cismin gittiği yönü değil Güneş'in tersini gösterir; çünkü kuyruğu oluşturan gazı ve tozu, Güneş'ten yayılan yüklü parçacık akımı (güneş rüzgârı) ile güneş ışığının kendi basıncı dışarı doğru iter. Kuyruk, bir uçağın arkasında bıraktığı iz gibi değil, rüzgârda dalgalanan bir bayrak gibi davranır. Kuyruklu yıldız Güneş'e yaklaşırken kuyruğu arkasında kalır; Güneş'in yanından dolanıp uzaklaşırken ise önünden gider.

Kuyruk nereden çıkıyor?

Bir kuyruklu yıldızın katı çekirdeği donmuş gazlar, kaya ve tozdan oluşan, NASA'nın deyişiyle çoğu zaman birkaç kilometre genişliğinde bir "kirli kartopu"dur. Güneş'ten çok uzaktayken kuyruğu yoktur. Yaklaştıkça ısınan buzlar sıvılaşmadan doğrudan gaza dönüşür; dışarı fışkıran gaz tozu da sürükler ve çekirdeğin çevresinde koma denen, yüz binlerce kilometreye yayılabilen bir bulut oluşur. Bu etkinlik genellikle cisim Güneş'e 3-4 astronomik birim (450-600 milyon km) kadar yaklaştığında belirginleşir. Kuyruk, işte bu komadan süpürülen malzemedir.

İki kuyruk, iki ayrı itici güç

Parlak kuyruklu yıldızların çoğunda aslında iki kuyruk bulunur:

• İyon (gaz) kuyruğu: Güneş'in morötesi ışığı komadaki gaz moleküllerini elektrikle yüklü iyonlara çevirir. Bu iyonlar güneş rüzgârının taşıdığı manyetik alana takılıp onunla birlikte sürüklenir. Yavaş güneş rüzgârı saniyede 300-500 km, hızlısı saniyede 750 km kadar hızla estiği için iyon kuyruğu Güneş'in tam ters yönünde, ince ve dümdüz uzanır. Rengi genellikle mavimsidir.
• Toz kuyruğu: Saç teli boyutundaki toz taneciklerini güneş ışığının basıncı iter. Bu itiş tozu savurur ama tanecikler bir yandan da kuyruklu yıldızın yörüngesindeki hareketini sürdürür. Bu yüzden toz kuyruğu, Güneş'in kabaca tersini gösterse de yörünge boyunca geride kalan beyaz ya da sarımsı, geniş ve kavisli bir yay çizer. Küçük tanecikler daha çok itilip daha uzağa savrulurken çakıl boyutundaki iri parçalar yörüngede kalır.

Kuyruk neden bazen önden gider?

Kuyruğun yönünü belirleyen şey, cismin nereye gittiği değil Güneş'in nerede olduğudur. Kuyruklu yıldız Güneş'e doğru inerken kuyruk arkasından gelir. Günberi çevresinde Güneş'in etrafını dönerken kuyruk da onunla birlikte döner ve hep dışarıyı gösterir. Cisim geri dönüp uzaklaşmaya başladığında ise kuyruk artık önündedir.

Bu davranış 1950'lerde astrofizikçi Ludwig Biermann'ın dikkatini çekti. Kuyruklu yıldız hangi yöne giderse gitsin kuyruğunun Güneş'ten kaçması, Güneş'ten sürekli bir parçacık akımı yayıldığını düşündürüyordu. Bugün güneş rüzgârı dediğimiz bu akım, ışığın basıncıyla birlikte kuyrukların sorumlusu sayılıyor.

Zaman zaman Güneş'e doğru uzanıyormuş gibi görünen bir antikuyruk da görülür. Bu çoğunlukla bir bakış açısı oyunudur: Dünya kuyruklu yıldızın yörünge düzleminden geçerken kavisli toz kuyruğunun bir kısmı bize Güneş tarafında kalıyormuş gibi görünür.

Ünlü örnekler

• Hale-Bopp (1997): Rekor sayılan 18 ay boyunca çıplak gözle görüldü. Mavi gaz kuyruğu Güneş'in tersine dümdüz, sarımsı toz kuyruğu yörünge boyunca kıvrılarak uzandı; ayrıca yaklaşık 49 milyon km uzunluğunda sönük bir sodyum kuyruğu keşfedildi.
• NEOWISE (2020): NASA'nın NEOWISE görevi 27 Mart 2020'de keşfetti. 3 Temmuz'da Güneş'e 43 milyon km'ye kadar yaklaştıktan sonra Temmuz boyunca çıplak gözle izlendi. Gaz ve iyonlardan oluşan mavi bir kuyruğu, tozdan oluşan altın renkli bir kuyruğu ve kırmızımsı bir sodyum kuyruğu vardı.
• Hyakutake (1996): Ulysses uzay aracı 1 Mayıs 1996'da beklenmedik biçimde iyon kuyruğunun içinden geçti. Kuyruğun en az 570 milyon km uzunlukta olduğu böylece anlaşıldı.
• Encke (2007): 20 Nisan 2007'de bir koronal kütle atımının içinden geçerken iyon kuyruğu tamamen koptu; olayı STEREO uzay aracı görüntüledi.

Verileri göster

Kuyruğun belirginleştiği uzaklık	3-4 AB (450-600 milyon km)
Yavaş güneş rüzgârı	saniyede 300-500 km
Hızlı güneş rüzgârı	saniyede yaklaşık 750 km
Hyakutake'nin iyon kuyruğu	en az 570 milyon km
1843 Büyük Kuyruklu Yıldızı'nın kuyruğu	yaklaşık 2 AB
Hale-Bopp'un sodyum kuyruğu	yaklaşık 49 milyon km
Hale-Bopp'un çıplak gözle görünürlüğü	18 ay

Kuyruktan geriye kalanlar

Kuyruklu yıldızlar yollarına iri toz taneciklerinden oluşan uzun ömürlü izler de bırakır. Dünya böyle bir izin içinden geçtiğinde gökyüzünde meteor yağmuru görürüz. Bir kuyruklu yıldızın Güneş'e yaklaşırken nasıl değiştiğini yakından izlemek için tasarlanan ESA'nın Rosetta aracının öyküsü Rosetta ve 67P sayfamızda; çekirdekten yörüngelere kadar ayrıntılar ise Kuyruklu yıldızlar maddemizde.