Uzak Dünyaların Fotoğrafları Nasıl Çekilir?

Lyot Projesi'nde kullanılan taççeker ile gözlemlenen 55 Yengeç yıldızı. Bu görüntü muhtemelen şimdiye kadar çekilmiş en iyi yıldız görüntüsüdür.	(Görüntü Katkısı: ABD Doğa Tarihi Müzesi)

Lyot Projesi’nde kullanılan taççeker ile gözlemlenen 55 Yengeç yıldızı. Bu görüntü muhtemelen şimdiye kadar çekilmiş en iyi yıldız görüntüsüdür. (Görüntü Katkısı: ABD Doğa Tarihi Müzesi)

NASA’nın yeni dünyalar araştırmasında başa çıkılması gereken en büyük sorunlardan biri, uzak yıldızların etrafında dolanan gezegenlerin ilk görüntülerini elde etmemizi sağlayacak teknolojileri geliştirmektir.

Ana yıldız, var olan herhangi bir gezegeni görünür hale getiren tek ışık kaynağı olsa da, bu ışığın göz alıcı parlaklığı aradığımız soluk, küçük noktaya kıyasla bir milyon ila on milyar kat daha fazladır. Bu nedenle, güneşdışı gezegenlerle ilgili herhangi bir detaylı çalışma, ana yıldızın göz kamaştırıcı ışığını örtecek veya bir biçimde denetim altına alacak bir yönteme ihtiyaç duyacaktır ki; bu yıldızın çok yakın çevresini inceleyebilelim.

Başa çıkılması gereken bir diğer sorun da, evrende mevcut pek çok şey arasındaki uzaklık ile karşılaştırıldığında, gezegenlerin yıldızlarına aşırı derecede yakın bir konumda yer alıyor olmaları gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, gezegeni yakınında yer alan yıldızından ayırt edebilmek için çok yüksek çözünürlüğe ihtiyaç duymaktayız.

Aşağıdakiler, bu engelleri aşabilmek ve güneşdışı gezegen görüntülemeyi bir gerçeğe dönüştürmek için geliştirilme aşamasında olan birkaç teknolojiye genel bir bakıştır.

 

Taççekerler

İlk olarak Güneş’i incelemek amacıyla icat edilmiş olan taççekerler, Güneş’in etrafında yer alan ve güneş tacı adı verilen bir bölgeden kaynaklanan aşırı derecede soluk bir salımı görebilmek amacıyla güneş diskinden gelen ışığı engelleyecek biçimde tasarlanmış teleskoplardır. Bu teleskop, B.Lyott tarafından güneş tacını güneş tutulması dışında da inceleyebilmek amacıyla 1930 yılında keşfedilmiştir. En basit anlatımıyla taççeker, bir teleskobun odak düzlemi üzerinde veya açıklığı girişinde, dışarıda yer alan ve diğer bazı özelliklerle birlikte yayılmış ışığı azaltıp, güneş diski görüntüsünü gizleyen engelleyici yuvarlak bir plakadır. Böylece, engelleyici plakanın çevresindeki güneş tacı incelenebilmektedir.

Yine de, bu teknoloji halen geliştirilmekte ve uzak yıldızların çevresindeki alanlarda gezegenlerin kendisini veya tayfsal kanıtlarını araştırma amacına uygun hale getirilmektedir. Bu yöntemde başa çıkılması gereken sorunlardan biri, engelleyici şeklin kenarları etrafında, resmin olası açısal çözünürlüğünü büyük oranda düşüren ışık bükülmesinde, yani kırınımda yatmaktadır.

Örneğin, basit yuvarlak bir teleskobun kırınım deseni, merkezde yer alan parlak bir nokta etrafındaki bir dizi eşmerkezli halka biçimindedir. Yörüngedeki bir gezegeni görebilmek amacıyla bir yıldızdan gelen ışığı engellemek, gezegeni kapatmadan ilk birkaç parlak halkayı ortadan kaldırmayı gerektirmektedir. Farklı şekilde bir engelleyici kullanılarak kırınım deseni denetim altına alınabilir; böylece yıldız ışığı merkeze yakın bazı bölgelerde çok daha sönük, diğer yerlerde ise daha parlak olur. Bu durumda, teleskop kendi bakış doğrultusu etrafında döndürülebilir ve böylece gezegen görüntüsü yıldız ışığının sönük olduğu bölgelere girip çıkabilir.

Bu kırınım desenini yönetmek çok zor değildir. Bunu başarmak için birkaç seçenek mevcuttur. Bu nedenle, üzerinde çalışılmakta olan teknolojiler mümkün olan en fazla yıldız ışığını engellemeye yönelik çeşitli hileleri ve gezegenin kırınım halkalarının arkasından pat diye görünüverecek biçimde kırınım desenlerini yönetmeyi içermektedir.

Teleskop içerisindeki ışık saçılmaları ile başa çıkabilmek için önerilen diğer çözümler arasında, daha önce görülmemiş biçimlerdeki açıklıklar, tuhaf biçimli göz mercekleri, kırınımın bir kısmını ortadan kaldıracak göz merceği maskeleri ve biçim değiştirebilen aynalar sayılabilir.

Başka gezegen sistemlerini inceleyebilmek için taççeker teknolojisi geliştirilirken, kırınım olgusunun ortaya koyduğu zorluğu daha iyi anlayabilmek için, “Teknoloji > Kırınıma Yakından Bakış” bölümünü inceleyebilirsiniz.

Bir değer olasılık da, taççekimi tekniğini girişim ölçümü ile birleştirmektir. Bir taççeker aynı zamanda bir tayfölçer de içerebilir, böylece bir gezegenden yansıyan ışık içerisinde yaşamın kimyasal izleri aranabilir.

 

Girişimölçerler ve Sıfırlama

Uzak bir gezegenin fotoğrafını çekmek için bir diğer seçenek de, tek ve büyük bir aynayı birkaç küçük ayna ile değiştirmek ve bu aynalardan gelen ışığı girişim ölçümü adı verilen bir süreç ile birleştirmektir.

Uzak gezegenleri görünür ışık dalga boyunu kullanan girişimölçerler kullanarak incelemek, birbirinden ayrı duran teleskoplar arasındaki en büyük uzaklığa eşit büyüklükte tek bir teleskobun çözümleme gücüne sahip olabilecek küçük aynalar kullanmaya imkan sağlayacaktır.

Girişimölçer, iyi bir fotoğraf oluşturmaya yetecek kadar bilgi toplamak için birbiriyle bağlantılı farklı açılara dönebilmeli ve aynı “pozu” tekrar çekmelidir. Bu arada, fotoğraf çekmenin yanı sıra, bir girişimölçer baktığı hedefin tayfını da elde edebilmektedir.

Girişimölçerler, son derece mükemmel açısal çözünürlük sunarlar. Bu da onların, hangi ışık dalgasının yıldız sisteminin neresinden geldiğini derlemek konusunda çok iyi oldukları anlamına gelmektedir. Buna ek olarak, bir girişimölçer öyle bir şekilde ayarlanabilir ki; görüş alanının tam merkezinden (yıldızın olduğu yerden) gelen ışık karartılır veya sıfırlanırken, diğer alanlardan gelen ışık normal olarak görülebilir.

Keck Girişimölçeri, başka yıldızların çevresindeki gezegen oluşum disklerini incelemek için sıfırlama tekniğini kullanmaktadır.

 

© Gezegen Avı (Planet Quest) sitesinde yer alan tüm makale, haber ve görsellerin – aksi belirtilmedikçe – telif hakları Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü / Jet İtiş Gücü Laboratuvarı (JPL)‘na aittir.
Çeviri ve Düzenleme
Murat TUNÇAY - Tahir ŞİŞMAN
Reklamlar

NASA, Mars’ın ilk görüntülerini yayınladı

 

NASA, Mars'ın ilk görüntülerini yayınladıBarack Obama: ABD tarih yazdı ABD-Başkanı Obama, Mars robotu Curiosity’nin Kızıl Gezegen’e inmesinin, benzeri olmayan teknolojik bir başarı olduğunu belirtti…Amerikan Havacılık ve Uzay Dairesi‘nin (NASA) Curiosity robotunun Mars’a ulaşmasının gelecekte “milli gurur” vesilesi olacağını ifade eden Obama, “Bugünkü başarımız, hem uzayda hem Dünya’daki öncü rolümüzün, dünyanın ekonomimize her zaman imrenmesini sağlayan, inovasyona, teknolojiye ve temel araştırmalara yaptığımız akıllıca yatırımlara bağlı olduğunu hatırlattı” dedi.

Barack Obama, Curiosity’nin göndereceği verileri merakla beklediğini de kaydetti.Amerikan Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), Curiosity adlı robotunun Mars yüzeyine bastığı anları görüntüleyen iki buçuk dakikalık düşük çözünürlükte video görüntülerini ve siyah beyaz fotoğrafları yayınladı.NASA, Mars'ın ilk görüntülerini yayınladı

NASA Jet Sevkıyatı biriminde çalışan bilim insanları ve mühendislerin mutluluk ve rahatlama görüntüleriyle başlayan görüntülerde, koruyucu ısı kalkanının düşüşü ve Mars krateri üzerindeki kablolar sayesinde robotun toz bulutu içinde yüzeye inişi gösteriliyor.NASA, Mars'ın ilk görüntülerini yayınladıNASA, Mars'ın ilk görüntülerini yayınladı
İniş takımının baş mühendisi Miguel San Martin, görevlerinin sadece bir kısmını tamamladıklarını, çekilen fotoğrafların hayatında gördüğü en harika fotoğraflar olduğunu söyledi. Nükleer güçle donatılmış Curiosity, Mars yüzeyini kazarak analiz edecek ve karbon gibi hayat içeren moleküler yapı taşlarını arayacak.NASA, Mars'ın ilk görüntülerini yayınladıNASA, Mars'ın ilk görüntülerini yayınladı
Kompakt bir araba büyüklüğündeki ”gezgin laboratuvar” Curiosity, Mars’a gitmek için 8 ay içinde 566 milyon kilometre mesafe katetmişti.NASA, Mars'ın ilk görüntülerini yayınladı
NASA’lı yetkililerin ”7 dakikalık terör” olarak adlandırdıkları bu zorlu süreç sonunda Curiosity, hedeflenen koordinatlara kusursuz bir iniş yapmıştı.

GÜNEŞ ve GÜNÜN GÖK GÖRÜNTÜLERİ

 

 

Dünyaya en yakın yıldızdır ve 8 ışık dakikası (149.6 milyon km) uzaklıktadır. Bu aynı zamanda güneşe baktığımızda onun 8 dakika önceki halini görüyoruz demektir.700.000 km yarıçapı ve 15 milyon K çekirdek sıcaklığı göz önüne alındığında H-R diyagramına göre G2 türünden cüce yıldızlar sınıfına girer. Güneş sisteminin Samanyolu’nda Oort Bulutu’ndan oluştuğu sanılmaktadır. ( C ile K dönüşümü +/- 273 ile yapılır)

Güneş manyetik bir alana sahip olan, dönen ve çekirdeğinde enerji üreten bir gökcismidir. Güneş, güneş sistemindeki maddenin % 99.85’ni içerir. Gezegenler % 0.135, uydular,asteroidler, kuyruklu yıldızlar, meteoritler ve gezegenler arası ortam ise % 0.015’ni oluşturur. Güneşin enerjisi, 15 milyon K (Kelvin) sıcaklıktaki ve yeryüzü atmosfer basıncından milyarlarca kez fazla olan çekirdeğindeki, hidrojenin helyuma dönüşmesinden kaynaklanır. Çekirdek tepkimeleri sonucu serbest kalan enerji, yüzeye gelir ve buradan uzaya yayılır. Bu enerjinin sadece 2.2 milyarda biri yeryüzü tarafından soğurulur ve yaşam için gerekli koşulların oluşmasını sağlar. Güneşten, X-ışınlarından radyo dalgalarına kadar her dalga boyunda enerji yayılır. Güneşte ışınım kuvveti ile çekim kuvveti denge halinde bulunur.

700.000 km çapa göre çekirdekte oluşan ışığın hızı da göz önüne alındığında yüzeye yaklaşık 2 sn de gelmesi gerekirken, aşırı hidrojen yoğunluğuna bağlı olarak bu süre 10 milyon yıldır. Aslında biz 8 dakikadan da öte güneşin 10 milyon yıl önce oluşturduğu ışığı görüyoruz.

Güneş ;

Yeryüzü çapının yaklaşık 110 katı,
Yer yüzey alanının 12.000 katı,
Yer kütlesinin 333.000 katı,
Yer hacminin ise 1.306.000 katıdır.

Güneş kendi ekseni etrafında diferansiyel dönme hareketi yapar yani kutuplar ve ekvator farklı hızlarda döner.

Ekvatoral bölgenin dönme hızı kutupların dönme hızından fazladır. Yaklaşık 400 km kalınlığında olan ve Işıkküre (fotosfer) denilen güneşin gözle görülen parlak yüzeyi teleskopla incelendiğinde granüler (bulgurcuk) yapıya sahip olduğu görülür. Her biri sıcak bir gaz kütlesinin tepesi olan bu granüllerin sayısı yaklaşık 4 milyon kadardır ve tüm güneşin yüzeyini kapsar. Ortalama ömürleri 7-10 dk arasında olan bu granüllerin boyutu 300–1450 km arasındadır ve bu gazlar saatte 0.5 km hızla yükselirler, enerjilerini kaybedince soğuyarak yüzeye doğru düşerler ve granüller arası karanlık çizgileri oluştururlar.

Güneşin kenarı, merkezinden daha karanlık görünür. Bunun nedeni, güneşin merkezine bakıldığında ışıkkürenin derin ve sıcak katmanlarını, kenar kısmına bakıldığında ise daha yüksek ve daha az sıcak katmanlarını görüyor olmamızdır. Işıkkürenin üzerinde, yaklaşık 5.000 km kalınlığında ve renkküre (kromosfer) adını alan bir iç atmosfer vardır. Yapılan araştırmalar renkkürenin kenarlardaki katmanlarının bir çayır yangını görünümünde olduğunu, birbiri üzerine binişen pek çok fışkırtı bulunduğunu belirledi ve bunlara iğnecik (spikül) adı verildi. Bu iğnecikler bulundukları yüzeyden 8.000 km kadar yüksekliğe çıkabilmektedir.

Renkkürenin de üzerinde son derece yüksek sıcaklıklı Güneş tacı (korona) bulunur. Güneş tacı, birkaç güneş yarıçapı uzaklıkta, yaklaşık 2 milyon K’lik bir kinetik sıcaklığa sahiptir. Güneş tacının bu kadar sıcak oluşu, ışıkkürede ve renkkürede bulunan bulgurcuk (granül) ve iğneciklerdeki (spikül) kütle hareketleri olduğu sanılmaktadır. Güneş tacının bu yüksek sıcaklık nedeniyle, dışarıya doğru yayılan ve dünyanın ötesine kadar uzanan elektrik yüklü bir tanecik akımı (nötrino) oluşturur. Bu akım, Güneş rüzgarı olarak adlandırılır.

Güneş lekeleri ışıkküredeki önemli, değişken, kalıcı olmayan, güneş yüzeyine oranla fazla yer kaplamayan ve çok şiddetli manyetik alana sahiptir oluşumlardır. Bu alan 500 gauss’dan başlayıp 4.000 gauss’a kadar çıkabilir, bir karşılaştırma yapmak gerekirse dünyanın manyetik alan şiddeti 1 gauss’dan küçüktür ayrıca güneşin manyetik alan şiddetinin de birkaç gauss olduğu düşünülmektedir Güneşin merkezinde açığa çıkan enerji radyatif iken yüzeye doğru gittikçe maddesel taşınma (konveksiyon) meydana gelir. İşte bu maddesel taşıma ile güneşin diferansiyel dönmesi etkileştiğinde kara leke meydana gelmektedir. Ortaya çıkan leke grubu hızla büyüyerek birbirinden ayrılır ve güneşin dönme yönünde en öndeki leke genellikle en büyük lekedir ve baş leke adını alır. Lekeler max. büyüklüklerine ulaştıktan sonra genellikle birkaç hafta içinde kaybolurlar, yalnız kalan baş leke de giderek küçülerek o da birkaç hafta içinde kaybolur. Ortalama büyüklükteki bir lekenin gölge çapı 30.000 – 50.000 km arasındadır, nadiren de 140.000 km’ ye kadar çıkabilir. Güneş yüzeyinde gözlenen leke sayısı sürekli olarak değişir. Leke etkinliğinin max olduğu iki çevrim arasındaki süre 11 yıldır, buna ilaveten 80 yıllık bir çevrim daha olduğu bilinir.

Genelde renkküre beneklerinde zaman zaman ortaya çıkan ani parlamalar püskürme denir. Küçük püskürmeler birkaç dakika, büyükleri ise birkaç saat sürer. Fışkırmalar, görünüşü çok güzel olan güneş olaylarından biridir. Bunlar güneş yüzeyinde 200.000 km uzunlukta, 40.000 km yükseklikte ve 6.000 km kalınlıkta olabilen şerit biçimli gaz akımlarıdır.

15 milyon K iç sıcaklığa sahip olan güneş, yaydığı enerji (3.86 x 1033 erg/sn) göz önüne alındığında saniyede 4.7 milyon ton kütle kaybetmektedir. Başka bir deyişle güneş yılda kütlesinin 100 milyarda birini kaybetmektedir. Güneşin kütlesinde ve yaydığı enerjide sezilebilir bir değişme ancak 6 milyar yılda ortaya çıkabilir. Dünyanın 4.5 milyar yaşında olduğu düşünülürse, bu da demektir ki güneş, yeryüzü var olduğundan beri hiç değişmemiştir. %60’ı hidrojenden oluşan güneşin bu kadar güçlü enerji açığa çıkarması ancak çekirdek tepkimeleri sonucunda oluşabilir. Bu tepkimeler içerisinde en önemlisi proton-proton tepkimesi olarak adlandırılan çekirdek kaynaşması (füzyon) zinciridir. Açığa çıkan enerjinin küçük bir bölümü de tepkimelerde oluşan nötrinolar tarafından taşınmaktadır.

Güneşin bundan sonraki evriminin öteki yıldızların evrimine benzeyeceği söylenebilir. Bütün hidrojen tükendiğinde helyum ile daha ağır atomlar arasında oluşacak tepkimeler başlayacak, böylece güneş, boyutları büyüyüp parlaklığı artarak, bir kırmızı dev yıldıza dönüşecektir. Sonunda bütün nükleer enerji kaynakları tükenince, dış katmanlarını boşluğa fırlatacak ve gezegenimsi bulutsu oluşturacaktır. (Gezegenimsi bulutsular ise daha sonra yeni yıldızların oluşması için ortam hazırlayacaklardır) Gezegenimsi bulutsu oluşturduktan sonra beyaz cüceye dönecek olan güneş, şu anki çapının 1/100’üne kadar küçülecek. Güneşin toplam ömrünün 10 milyar yıl olduğu tahmin edilmektedir.

Günün Gökbilim Görüntüleri(bulutsu.com)




Çeviri ve Düzenleme

Hazırlayanlar: Robert Nemiroff (MTU) ve Jerry Bonnell (USRA)
NASA Site Açıklamaları, Uyarılar ve Feragatname
NASA Yetkilisi: Jay Norris. Özel haklar uygulanır.
NASA / Goddard Uzay Uçuşları Merkezi (GSFC)
Evrenin Keşfi Bölümü (EUD) ve
Michigan Teknoloji Üniversitesi‘nin
http://tunabas.terapad.com )
TUNALIM…