Gaia'yı Tanıyalım

Gaia'yı Tanıyalım

Prof. Dr. Ethem Derman hocamın yine akıcı bir dille aktardığı başka bir yazı: ESA'nın Gaia uydusu hakkında.

Uzaya tahmin edemeyeceğiniz sayıda yüzlerce askeri veya bilimsel uydu atılıyor. Bunların hepsini tanıyalım dersek evin yolunu bulamayız ve siz de sıkılırsınız. İşte GAIA böyle bir araç değil, gökbilime büyük yararları olacak bir uzay teleskobu. Nasıl Kepler uydusunu son 4-5 yılda çok dile getirdiysek GAIA da öyle bir uzay teleskobu. Araştırdım ama bulamadım, neredeyse son 7-8 yıldır atılması beklenen bu teleskop sürekli olarak teknolojinin gelişmesi sonucu üzerindeki tüm aletler 2-3 kez değiştirildi ve nihayet 19 Aralık 2013 tarihinde uzaya gönderildi.



Aşağıda uzun uzun anlatacağım bu uzay teleskobunu sıkılırsanız burada bırakabilirsiniz. GAIA adı nereden geliyor derseniz her zamanki gibi ingilizce bir kısaltma. Global Astrometric Interferometer for Astrophysics sözcüklerinin baş herflerinden kaynaklanıyor. Ama böyle önemli bir bilimsel deneye isim verirken bunun bir de mitolojik öyküsü vardır. Eski Yunan mitolojisinde evrenin oluşumu sırasındaki kaos zamanında ortaya çıkmış dünyanın ana tanrıçasıdır.

Gökyüzünde gördüğümüz tüm cisimlerin koordinatlarını hesap etmek kolaydır çünkü gök küre üzerinde izdüşümleri bize enlem ve boylam gibi iki sayı ile saptayabiliriz. Bu iki boyutlu katolglamanın zayıf yönü uzaklıklarının bilinmemesidir. Eğer uzaklığı da bilirsek yıldızların üç boyutlu haritasını çıkarabiliriz. Dünya Güneşin çevresinde dolanırken yaklaşık altı aylık aralarla yapılan gözlemler onun koordinatlarını değiştiğini gösterir. İşte bu değişimden hareketle yıldızların uzaklığını ölçeriz, elde dilen ölçüme paralaks denir.

Paralaks ölçümü astrofizikte çok önemlidir. Örneğin renk- salt parlaklık dağılımında (H-R diagram) yıldızın yerini bulursak kütlesini bulabiliriz. Burada salt parlaklık ise yıldızın görünen parlaklığı ve uzaklığına bağlıdır. Dolayısıyla çift yıldızlar hariç, uzaklığını bilemezsek yıldızın kütlesini bulamayız. Yıldızların diğer parametreleri de (yarıçapları, metal miktarı, yüzey çekim ivmesi) uzaklığın bir fonksiyonudur. O nedenle gökadamızdaki yıldızları anlayabilmemiz için onların uzaklığını bilmemiz gerekir. Yıldızların gökyüzündeki konumlarını ve uzaklıklarını çalışan bilim dalına ASTROMETRİ olarak bilinir.

1990’ların ilk yıllarında Avrupa Uzay Ajansı (ESA) astrometrinin babası sayılan Hipparcos adını verdiği uzay teleskobunu yörüngeye yerleştirdi. Hipparcos tam 100 000 yıldızın paralaksını ölçtü. Bu ölçümler bizden 300 ışık yılı (IY) uzaklıktaki tüm yıldızların ve 3000 IY içindeki parlak yıldızların uzaklığını ölçmemizi sağladı. Gökadamızda 300 milyar yıldız olduğunu düşünürsek 100 000 yıldızın pek bir şey ifade etmeyeceğini anlarız. Buna karşın Hipparcos verileri gökbilimciler tarafından 1600 kez kullanıldı, bilim dünyasında bu rakam önemlidir.

Bu 20 yıl önceki teknoloji ile ulaşılan sonuç bugün çok daha iyisi yapılabilirdi. İşte bu nedenle uzun zamandır üzerinde çalışılan GAIA nihayet uzaya fırlatıldı. GAIA 5 yıl boyunca 1 milyardan fazla yıldızın koordinatlarını 70 kez ölçecek. Bu ölçümler yakın yıldızların uzaklığını binde bir duyarlılıkla, 30 000 IY uzaklıktaki yıldızların ise yüzde on duyarlılıkla elde edecek. Bir anlamda gökada merkezine kadar ollan yıldızların uzaklıklarını bulmuş olacağız.

GAIA uydusunun bir başka önemi bol miktarda ötegezegen bulacak. Gökbilimcilerin bir çok yöntemi vardır ötegezegen bulmak için, örneğin Kepler gezegen yıldızının önünden geçerken gözleyip ötegezegeni saptıyordu, buna geçiş yöntemi denir. Yöntemlerden biri de astrometrik yöntemdir. Eğer bir yıldızın Jüpiter büyüklüğünde bir gezegeni varsa o yıldızın kütle merkezi çevresinde bir hareketi vardır. İşte bu hareketi sonucu uzayda konum değiştirir. GAIA çok duyarlı konum ölçeceği için o ötegezegenleri saptayacak. Bugüne kadar astrometrik yöntemle bulana ötegezegen yok, başka yöntemle bulunan 1-2 ötegezegen bu yöntem kullanılarak onaylanmıştır. GAIA’nın yaklaşık 2 500 ötegezegen bulacağı yapılan bilimsel çalışmalarda ortaya çıkmıştır.

GAIA öyle büyük bir teleskoba sahip değil. İlginç bir tasarımı olan iki teleskoptan oluşuyor. Her teleskop farklı şekil ve boyutta 10 aynadan oluşuyor ve gökyüzü ışığını odaklayarak bilimsel aletler üzerine düşürüyor. Dikdörtgen şeklindeki bu teleskopların yüzeyi sadece 0.7 m². Teleskoplar küçük ama yer atmosferinin üstünde olacağı için duyarlı gözlem yapacak. 5 yılın saonunda gönderdiği veri miktarı 1 milyon GB veya bir başka deyişle 200 000 DVD’yi dolduracak kadar.

Uzaya yerleştirildikten 20 gün sonra son roketi ateşlenecek ve güneşin tam ters yönünde bulunan L2 noktasına yerleşecek. Daha önce bu noktaya Herschel, Planck ve WMAP gib bilimsel gözlemevleri yerleştirilmişti. Gelecekte WEBB uzay teleskobu da bu noktaya yerleştirilecek. Bu Lagrange noktasının önemi GAIA dünyanın çevresinde dönmeyecek, yer güneş çevresinde dolanırkaen güneşe göre konumunu sürekli koruyacak.



Yaklaşık 2000 yıl önce ülkemizde İznik kentinde doğan ve bir çok astronomi çalışması yapan Hipparkos, bunların yanında trigonometriyi buldu. Güneş ve Ay’ın uzaklığı üzerine de çalışan Hipparkos bunun yanında ilk astrometrik çalışmaları yaapmış ve 850 yıldız barındıran bir de katalog yayınlamıştır. Daha sonra Rodos adasında ölen tarihin bu değerli bilim insanının adı ESA tarafında dilden düşürülmüyor ama biz ne kadar tanıyoruz. Aslında ESA’yı bile tanımıyoruz ama bu da başka bir yazının konusu.

Prof. Dr. Ethem Derman