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