Alan Lightman - Yıldızların Zamanı

7/29/2019 Alan Lightman - Yldzlarn Zaman

1/106

Yldzlarn Zaman

Alan Lightman

eviri

Murat Alev

:::::::::::::::::

indekiler

NSZ

YAZARIN NSZ

GR

GNE SSTEMMZ VE DER GEZEGENLERN ARATIRILMASI

Gne Sistemimizin Oluumu ve Evrimi

Baka Gezegenlerin Aratrlmas

Dnya D Yaamn Aratrlmas

YILDIZLARIN YAAM YKLER

Gne

Yldzlarn Oluumu

Yldzlarn Yaam ve lm

GALAKSLERN YAAM YKLER

Galaksilerin Kefi

Galaksilerin Evrimi

Kuasarlarn ve Etkin Galaksilerin G Kaynaklar

Galaksilerin Oluumu

EVRENN YAAM TARH

Byk Patlama (Big Bang) Modeli


2/106

Evrenin Byk lekli Yaps

Karanlk Madde

Evrenin Kkeni

Evrenin Sonu

U ANDA ALlMAKTA OLAN VE NERLENBAZI ASTRONOM ARALARI

:::::::::::::::::

nsz

Ulusal Astronomi ve Astrofizik Aratrmalar Konseyi'nin1990'lar iin dzenledii bilim panelinde yneticilikyapan Alan Lightman, konsey raporunda yer alan bilimierikli popler bir blmn de yazardr. Lightman, panel

yneticisi olarak Amerikan astronomi topluluunun, nmzdekion yln en yaamsal sorular karsnda nasl tavraldn ve bu sorunlarn zlebilmesi iin hangi gzlemseletkinliklere ncelik tandn izleme frsat buldu.

Lightman, baka yldzlarn evresinde en iyi gezegenarama yntemleri ve karanlk maddenin gerek doasnkefetmenin en umut verici yollar konusundaki tartmalardikkatle izledi. Gzlemlerin, ne zaman ak bir biimdegalaksilerin oluumunu ve kuasarlarn parlamalarn ortayakardn anlad.

Bu kk kitapta tm bunlar ve hatta daha fazlas, dkmanterbiiminde anlatlyor. Yldzlarn Zaman'ndaokuyucular, zaman zaman insanlar ve gezegenler, yldzlarve galaksiler, yldz sistemleri, evrenin balanglar vesonlar ile ilgili bilmecelerle kar karya geleceklerdir.

Alan Lightman, basit, ak ve canl bir anlatmla yazan,olaanst bir aratrmac ve bilim adamdr. Her eyintesinde, iyi bir yk anlatyor. Bu kitap, ocuklarmn astronomive benim yaptklarm konusunda bilmelerini istediimher eyi kapsyor.

John N. Bahcall

Astrofizik Profesrleri Aratrmalar Enstits,Princeton Astronomi ve Astrofizik


3/106

On Yllk Aratrma Komitesi YneticisiAmerikan Astronomi Dernei Bakan

:::::::::::::::::

Yazarn nsz

Bu kitabn (ngilizce orijinalinin) ad, RobertHeinlein'in ok uzun dnemli bilimsel projelereadanm olan vakf anlatan bir romanndanalnmtr. Vakf, beklenen sonular en az ikiyzyl sonra gerekleebilecek olan projeleridesteklemekle gurur duymaktadr. Bununla birlikte,vakfn en akl almaz giriimlerinin hemenkar etmeye balamas yneticileri dehete drmekteve canlarn skmaktadr.

Heinlein'in hayali vakf gibi Amerika BirleikDevletleri Ulusal Bilimler Akademisi de iki yzyl

kadar uzak deilse bile, gelecee ynelikplanlar yapmaya almaktadr. nde gelen bilimadamlarnn oluturduu zel bir rgt olanUlusal Bilimler Akademisi, 1863 ylnda hkmetebilim ve teknoloji konularnda danmanlkhizmeti vermek zere kurulmutur. 1960'tanberi her on yl balangcnda, bir grup bilimadamn Astronomi ve Astrofizik Aratrma Komitesiyeleri olarak atar. Bu komite, Amerikanastronomisinin iinde bulunduu durumu deerlendirerekgelecek on yldaki giriim nceliklerikonularnda nerilerde bulunur. 1990'larn

planlarn yapmak zere oluturulan komiteyePrinceton'daki leri Aratrmalar Enstits'ndenJohn Bahcall bakanlk etti. Gemite,nerilen projelerin yaklak te ikisi AmerikaBirleik Devletleri Kongresi tarafndan finanseedilerek uygulamaya konmutur. Byk projelerdeise bu sre yirmi yl gibi uzun bir zamanalabilmektedir.

1990 Astronomi ve Astrofizik Aratrma Komitesive onun hazrlayaca rapor iin temel bilimselkonular ve nerileri kapsayan geni bir zethazrlamam istendi. Bu kitap, sz edilen zetitemel almaktadr. Astronomi tarih boyunca dnyayabakmz biimlendirdiinden, astronomiyiinsan asndan doru bir perspektife yerletirmekamacyla tarihsel ve kltrel bir altyap


4/106

ekledim. Ayn zamanda baz ada bilim adamlarile ilgili biyografik bilgilerle birlikte bilimadamlarnn kendi szlerine de yer verdim.

Yldzlarn Zaman, kendisini bilimle snrlamtr.nerilen programlarn uygulamaya konabilmesiiin, fiyat etiketleri, bteler, zaman

izelgeleri, ulusal ncelikler ve kurumsal kontrolgibi baz ek etkilerin de gz nne alnmasgerektii aktr. Bu konularn bazlarndan buradasz etmek istiyorum. Astronomi ile ilgili bilimselprojeler kabaca kategoriye ayrlabilir:Klasik optik teleskoplar gibi 100 milyon dolardandaha ucuza mal olan 'kk' projeler, 100-250milyon dolar arasnda bir fiyata mal olan'orta boy' projeler ve 250 milyon dolardan dahapahalya mal olan 'byk' projeler. lk ikisiHubble Uzay Teleskobu ve Gamma In Uydusu(GRO) olan ve Dnya evresinde dnen uydular,

1-2 milyar dolara mal oluyorlar (neri halindekiAXAF ve SIRTF da bu kategoriye giriyor).Astronomlar, --hatta bugnlerde-- 'byk bilim' ve'kk bilim'in erdemlerini tartyorlar. Bykbilim, az sayda, greceli olarak pahal fakat stnnitelikli aralarla yaplan aratrmalar, kkbilim ise ok sayda ve ucuz ama dk nitelikliaralarla yaplan aratrmalar nitelendirmekamacyla kullanlyor. Astronomlar aynzamanda uluslararas ibirliinin yararlar ilebirlikte ulusal ve bireysel olanaklarn grecelirollerini de tartyorlar. Uzay uular iin hangi

frlatma aralarnn kullanlmas gerektii deastronomlarn tarttklar konular arasnda.

1990'lar iin imdi nerilen bilimsel projelerdenbazlar uygulamaya konmayacak. Zamanlamalarda deiebilir. Bu nedenle metne, nerilenaralarn kesin tarihlerini ve btelerinikoymadm. Bununla birlikte, kitabn sonuna eklenenbir tabloda, nerilen baz aralarla birlikteyakn gemite grev yapan ve halen yapmaktaolan baz aralarn alma tarihleri vebaz kk bilgiler var.

Tm astronomi dnyas ve hatta tm dnya,otuz yl planlamadan sonra 1990 Nisannda frlatlanHubble Uzay Teleskobu'nun odaklamayeteneindeki baarszlkla sarsld. Baarszlkla


5/106

ilgili bir aratrma, problemin tasarmdanveya ayrntlardan deil, teleskop aynasnn duyarszbiimlendirilmesinden ve bu biimlendirmeninyanl testlerden gemesinden kaynaklandnortaya kard. Neyse ki gerekten acveren bu felaket; gelimi astronomi aralarndakitemel bir eksiklik veya yanlln habercisi

deil. Astronominin uzun dnemli ama vehedefleri deimedi. Yldzlar iin zamanmz olmal.

Bu kitabn hazrlanmasnda bilimsel almaarkadalarmdan byk yardm grdm. zellikleJohn Bahcall, Sallie Baliunas, CharlesBeichman, Roger Blandford, Alastair Cameron,Marc Davis, James Elliot, George Field, FredGillett, Paul Horowitz, Garth Illingworth, KennethKellerman, Bruce Margon, Brian Marsden,Christopher McKee, David Morrison, PhilipMyers, Stephen Myers, Robert Noyes, Jeremiah

Ostriker, Stephen Ridgway, Robert Rosner,Vera Rubin, Paul Schechter, David Schramm,Irwin Shapiro, Alar Toomre, Michael Turner,Steven Willner, Sidney Wolff ve EdwardWright'a teekkr borluyum. nerilerindentr yayncm Michael Millman'a da teekkrediyorum. Doal olarak kitapta kalm olabilecektm szck hatalarnn sorumluluunuzerime almam gerekir. Son sz olarak bukitapta yer alan projelerin greceli vurgulanmaderecelerinin Ulusal Bilimler Akademisi'nin ncelikleriniyanstmyor olabileceini belirtmeliyim.

:::::::::::::::::

Giri

Babillilerin eski yaratl efsanesi EnumaElish'e gre, anne-babamz, bykanne ve bykbabamz,onlarn bykanne ve bykbabalarnizleyerek, soyumuzun sv halindeki ufuktanszan amurdan yaratlan gk tanrs Anuve yer tanrs Nudimmut'a kadar dayandnbulabiliriz. Ondan nce yalnzca sv biimindebir karmaa vard.

ada astronomlar, vcutlarmz oluturanatomlarn ufkun telerinden geldiine, yldzlarniindeki nkleer tepkimeler srasnda olutuktan


6/106

sonra uzaya pskrtlp gezegenleri,topra ve organik moleklleri oluturduunainanyorlar. nsanln kkenini inceleyen buyeni bak as, kanlmaz olarak yldzlarn,galaksilerin, ve hatta evrenin yaam yklerininbilinmesini gerektiriyor. Gemite yaayanastronomlar, daha ok kalc olduunu dndkleri

evrendeki yldzlarn haritalarnn karlmasylailgilenmiken, gnmzn astronomlarevrimi ve deiimi inceliyorlar.

Astronomi, tarih boyunca Dnya'ya bak amzbiimlendirmitir. Mevsimler ve gk cisimlerininhareketleri, doadaki dzenliliin ilk rnekleriydiler.Bu nedenle astronomi, en nce gelienbilim olmutur. Eski zamanlarda Ege havzasndagelitirilen usturlab, nceleri bir zamanlme arac olarak kullanlm, daha sonra insannalglamas dnda bir gerek olduu kabul

edilen zaman lmek zere baka saatlerin gelitirilmesineyol amtr. lk olarak perspektifiinceleyen Albrecht Drer ve dier sanatlar tarafndankullanlan 'grn ve pencere' kavram,yldzlarn yerlerini bulmak iin kullanlanahap astronomi aralarndan esinlenilerek yaratlmtr.Onaltnc yzylda, Nicholas Copernicus'unne srd Gne merkezli gezegensistemi, Dnya'y sahip olduu ayrcalkl konumdankararak, o zamana kadar inanlan'evrenin insanolu iin yaratld' dncesinisorgulamaya amtr. Gezegen yrngelerinin

sabrla incelenmesi sonucu ortaya kan IsaacNewton'un ktle ekim yasas, doaya ilikin ilkmodern teori olup, sonradan gelitirilen dahapek ok teori iin esin kayna olmutur. EdwinHubble'n 1929'da kefettii evrenin genilemesi,evrenin deimedii yolundaki Aristotelesinancn ykmtr.

Darwin'in geen yzyldaki almalarnngksel bir yanks olan astronomideki bulgular,uzaydaki evrimsel sreler konusunda, akllardabirok soru iareti yaratmtr. Vens yzeyindeetkin volkanlar bulduk. Gne sistemimizioluturan ilkel maddenin milyarlarca yl boyuncakuyruklu yldzlarda, bozulmadan gnmzekadar saklandn farkettik. Hala olutuklargaz ve toz bulutlarnn iine gml bulunan,


7/106

oluum halindeki yldzlara tanklk ettik.Nkleer yaktlarn bitirdikten sonra kendiarlklar altnda ken yldzlarn patlamalarngrdk. Yldzlardan artakalan maddelerdeyaam iin vazgeilmez olan karbon ve oksijengibi elementler bulduk. Galaksilerin merkezlerindendarya doru hemen hemen k hzyla

pskrtlen dev gaz stunlar kefettik. Evrimlerinindeiik aamalarndaki galaksilerdekirenk ve ma gc deiikliklerini gzledik.Galaksilerin, bir zamanlar inanld gibi uzaydadzgn bir biimde deil, kkenleri henzaklanamayan zincirler ve dev kmeler biimindedaldn rendik. Son olarak biriktirdiimizkantlardan, evrenin yaklak 10 milyaryl nce olaanst bir madde skmas ile baladnne sryoruz. Evren nasl var oldu?zelliklerini belirleyen ey nedir? Sonsuza kadargenilemesini srdrecek mi yoksa bir zaman

sonra yeniden bzlmeye mi balayacaktr?Yalnzca yz yl nce bylesi sorularn biliminilgi alan dnda olduu dnlyordu.Bugn ise ayn sorular bilimin neredeyse ekirdeindeyer alyorlar. imdi, evrendeki her eyindeitiini biliyoruz.

Yeni bulgularn ounu teknolojideki gelimelereborluyuz. 1930'larda gelitirilen yeni iletiimaralar, uzaydan gelen radyo dalgalarnnalglanabilmesine yol at. Daha nceki binlerceyl boyunca, grnr k, insanolunun Dnya'y

inceleyebilmesinin tek yoluydu. 1940'lardangnmze kadar bir dizi roket ve uydu,uzaydan gelen kzltesi, mortesi nmlar veX-nlar saptadlar. Radyo dalgalar gibi insangznn duyarl olmad bylesi nmlar, gkcisimlerinin, tmyle yeni zelliklerini ortayakard, hatta o zamana kadar bilinmeyen gkcisimlerinin bulunmasn salad. Elektronikk detektrleri fotoraf plaklarnn yerini alarak,gk cisimlerinin grntlerinin, fotorafplaklarnn gerektirdiinden yz kat daha ksasrede alnarak kaydedilmesine ve bu grntlerinbilgisayarla ilenebilmesine olanak salad.

Yksek hzl bilgisayarlar, her biri bir elektronu,yldz ya da galaksiyi temsil eden ve birbirleriyleetkileen milyonlarca paracn yerald simlasyonlara olanak salayarak, teorik


8/106

astronomide tam bir devrime yol at. u andabirbirlerine elektronik olarak bal olan bir diziradyo teleskop, tek bir dev gz gibi alarak veritoplayabiliyor.

1960'larda, ben lisedeyken, bir kafesin iindeoturan ya da bir platform zerinde ayakta duran

astronomlar, teleskobu gzle ynlendirirlerdi.imdi ise ynlendirme, elektronik olarak yaplyor.1960'larda astronomlar, verilerini, teleskobunarkasna balanan bir fotoraf makinesiaraclyla kaynaklarn fotoraflarn ekerekelde ediyorlard. Bugn hibir byk teleskobuncivarnda fotoraf plaklarna rastlayamazsnz.

Yldzlardan ve galaksilerden gelen zayf k,CCD ad verilen, gelimi fotoelektrik hcrelercekaydedilerek, bilgisayar ortamnda depolanyor.1960'larda bildiim tm astronomlar grnrkla --insan gznn grd k-- alrlard.

O zamanlar 'gzlem seans' kavram vard.Bir grup astronom toplanarak, yanlarna bir kagn yetecek kadar sandvi ve baka yiyeceklerlebulutlu gecelerde okumak zere gzel kitaplaralr, bir yerlerdeki bir da bana gider ve teleskobunbana geerek ilk admda yldzlarla dolugkyznn keyfini karrlard. Bugnlerdeise byk 'X-nlar' ve 'kzltesi' astronomgruplar var. Gzlem seanslar ise genellikleuzaktan kumanda ile ynlendiriliyor. Son zamanlardaEinstein X-n uydusunun ald verilerlealan bir arkadam, birok kuasarn

incelendii bir aratrmay tamamlad. Bu almannneye benzediini sorduumda, tm vaktinibir bilgisayar ekran banda geirdiini,tulara basp manyetik banda kaydedilmi olansaysallatrlm kuasar grntleri karsndauzun uzun dndn syledi. stelik bu bilgileruydudan yeryzne gnderildikten sonraiki bilgisayar tarafndan daha ilenmiti. KuasarX-nlarnda 'grm olan' uydunun son10 yldr almyor olmas nemli deildi.Saysallatrlm veriler saklanabiliyordu.

1990'larda astronomideki keifler, henzplanlama aamasnda olan yeni ve allmadkteknolojiyi ve aralar kullanmann avantajlarnada sahip olacaklar. Bununla birlikte, geleceehazrlanrken kesinliin yansra esneklik de


9/106

gereklidir. Elimizden geldii kadar iyi teorilerne srp ngrlerde bulunacaz, ama eergemi, iyi bir rehber ise, nmzdeki yllarngetirecei baz keifler bizi gene de hazrlkszyakalayacaktr. Astronomide her ynmzdeimeye hazr cephelerce kuatlmtr.

:::::::::::::::::

Gne Sistemimiz ve Dier Gezegenlerin Aratrlmas

Gne Sistemimizin Oluumu ve Evrimi

'Planet' szc Yunanca'da 'hareket eden', 'gezen'anlamna gelir. Trke'de biz de ayn kavramagezegen adn veriyoruz. Sabit yldzlara gre gecedengeceye yer deitirmelerinden dolay bu adalan gk cisimlerinin antik alarda bilinenleri betaneydi: Merkr, Vens, Mars, Jpiter ve Satrn.

Aristoteles'e gre gezegenler ilahi ve lmsz cisimlerdi;Demokritus ise onlarn rastgele atom kmelenmeleriolduunu dnyordu. GezegenlerinDnya ile akrabal 1610 ylnda Galileo'nun yaptilk teleskopla Jpiter'in uydularn gzlediindeortaya kt. Urans 1781'de teleskopla rastgelebir gzlem srasnda bulundu. Urans'n yrngehareketlerini temel alan bir dizi hesaplamalar sonucuvarl nce teorik olarak ngrlen Neptn1846'da; Plton da 1930'da gzlendi.

Bir cisme gezegen denilebilmesi iin ktlesinin

Gne'imizin ktlesinin yaklak onda birindenkk olmas gerekir. Daha byk ktleli cisimlermerkezlerindeki nkleer yakt ateleyebilecek kadarscak olacaklarndan kendi enerjilerini retirve yldz olurlar. Bu ktle snrlarnn iinde gezegenlerinboyutlar ve kimyasal bileimleri birbirindenolduka farkldr. Gne sistemimizdeki en bykgezegen olan Jpiter'in ktlesi, Dnya'nnktlesinin 320 kat olup yaps hemen tmyle hidrojenve helyumdan oluur. En kk gezegen olanPlton'un ktlesi ise Dnya'nn ktlesinden 400kat kktr. Dnya'nn ktlesi 6 trilyon trilyonkilogram (Gne'in ktlesinden 300000 kat kk),ap yaklak 8000 mil ve younluu 5 gram//santimetrekptr(suyun younluunun be kat).Dnya'nn Gne'ten uzakl yaklak 150 milyonkilometre kadardr. Ortalama olarak en uzak gezegen


10/106

olan Plton'un uzakl ise bunun krk kat civarndadr.

Gne sistemimizin gezegenleri iki gruba ayrlr:'Yerkre benzeri' gezegenler olan Merkr, Vens,Dnya ve Mars, ile 'Jpiter benzeri' gezegenlerolan Jpiter, Satrn, Urans ve Neptn. Gne'edaha yakn olan Yerkre benzeri gezegenler daha

kk ve daha youn olup kayalk ve metalik maddelerdenolumulardr. Jpiter benzeri gezegenlerise Gne'e daha uzak ve daha dk younluasahiptir; yaplarnda Gne'in yapsnda da en bolelement olan hidrojen baskndr. Minik gezegenPlton bazen Dnya benzeri gezegen olarak snflandrlr.

Onsekizinci yzylda Alman felsefeci mmanuelKant, Gne ve gezegen sistemimizin dnmekteolan byk bir gaz ve toz bulutunun younlamasylaolutuunu ileri srd. Bulut varsaym denenbu sav bugn hala kabul grmektedir. lkel gaz bulutu,

kendi ekim etkisi altnda yava yava ker.En youn olan merkezi ksmlar Gne'i oluturur.D ksmlar ktle ekim kuvveti nedeniyle dnmeekseni boyunca kmeye devam eder, ama dardoru etki eden merkezcil kuvvetler nedeniyle dedorudan Gne'in zerine demez. Bu iki zt kuvvetinetkisinde kalan madde, Gne evresinde adna'ilkel gezegen diski' denilen yass bir disk oluturur.lkel gezegen diskinin Gne'e yakn ksmlardaha scaktr. Bu nedenle hidrojen gibi baz uucugazlar i blgelerde 'buz' biiminde younlaamaz.

Ama kaya ve metaller Gne yaknlarndaki yksek

scaklklarda bile younlaabilirler. Byle varsaymlari ve d gezegenlerin yaplar arasndakikimyasal bileim farkn ksmen aklyor. Son otuzyldr teorik gkbilimciler bilgisayar simlasyonlaryardmyla nasl olup da ilkel gezegen diskindekigaz ve paracklarn gezegenlere ve uydularna dntnaratryorlar.

1983 ylnda, Yerkre evresinde yrngedednmekte olan Uluslararas Kzltesi Uydusu(IRAS) baka yldzlarn evresinde de parackdiskleri olduuna ilikin ipular bulduunda, bulutvarsaymna gzlemsel bir destek de salanmoldu. Gnmze dek hemen hemen yakn yldzlarndrtte birinin evresinde gezegen oluumundanartakalanlar diye nitelendirebileceimiz bu parackdisklerinden bulundu. 1980'lerde de kozmik


11/106

radyo dalgalarna duyarl ve egdml alan teleskoplar,gen yldzlarn evresinde ilkel gezegendiskleri kefetti. Geriye birok soru kalyor. Yrngedekiparacklarn doas nedir? Bu paracklargezegen oluumunda ne gibi bir rol oynuyorlar?Tam olarak bir ilkel gezegen diskinden gezegenlernasl oluuyor ve evrende bu olayn skl nedir?

Yirminci yzyla kadar ksmen Aristoteles'tenmiras kalan Bat dncesinin en nemli dayanaklarndanbiri duraan evren kavramyd. rneinondokuzuncu yzylda ngiliz jeologu CharlesLyell, gemite de yerkrenin bugn olduukadar dzgn ve yalanmaz olduunu ileri srmt.Bununla birlikte kantlar tersini dorulad.1830'larn banda Cape Verde adalarna yaptyolculuk srasnda Charles Lyell, derindekikayalarn kristal yapl ve volkanik, yzeydekikayalarn ise kire tandan olduunu farketti.

ist ve kire ta keltileri zamanla birikiyor gibigzkyordu. Bitkilerin ve hayvanlarn fosillemikalntlar artk grnmeyen bir dnyannkant gibiydiler. lk olarak ondokuzuncu yzylnbalarnda Alfred Wegener tarafndan ileri srldgibi, zamanla ktalarn srklenip ayrldgsterildi. Ve ondokuzuncu yzyln ortalarndangiliz fiziki William Thomson'n almalar ileDnya'y stan Gne'in s kaynann sonsuz olmadnanladk. Yirminci yzyln balarndanitibaren Dnya'nn evrim geirmedii tezi peatld.

Bu yzyln balarnda kayalardaki uranyumve kurun oranlarn kullanan kimyaclar, Dnya'nnyan birka milyar yl olarak saptadlar.Bugn kabul edilen deer 4.5 milyar yldr. Drtbuukmilyar yl nce Gne'in evresinde dnenparack ve gazlardan Yerkre olutu. Acabadrtbuuk milyar yl nce gezegenimizin ilkel okyanuslarve atmosferinde, ilk canllarn dokularndakiamino asit ve proteinleri oluturan hangimolekller vard? Hayatn kayna neydi? Dahagenel olarak, oluumu srasnda Gne sistemimizinilkel kimyasal bileimi neydi?

Bu sorularn yantn yalnzca topra kazarakbulamayz. Gne tarafndan stlan ve kendiarlklar altnda skan gezegen ve uydular eriyip


12/106

yeniden donarak doum kaytlarn bulanklatrmlardr.Dier yandan vakitlerinin ounuGne'ten uzak geiren kuyruklu yldzlarn arlklarda azdr. te bu nedenle Dnya'mzn ilkelhalini anlamak iin kuyruklu yldzlara bakmakgerekir.

1980'lerde Halley kuyruklu yldzna gnderilenuzay aralar ile Gne sisteminin ilkel kimyasalbileimi konusunda ayrntl bulgular eldeedildi. Astronomlar zellikle Halley'de bulunankarbonun nceden inanld gibi metan ve karbonmonoksit gibi basit biimlerde olmayp, bykkarmak molekl topaklar biiminde olduunubuldular. Hala oksijen, hidrojen, karbon,kkrt ve azotun ilkel biimleri, zellikle biyolojiknemi olan molekl biimleri konusunda renilecekok ey var.

1990'lar iin nerilen yeni astronomi uydularkuyruklu yldzlar konusundaki bilgilerimiziderinletirecektir. CRAF (Comet Rendezvous AsteroidFlyby-Kuyrukluyldz Asteroid Buluma Gzlemcisi)kuyruklu yldzlar yakndan incelemekzere planlanan ilk uydu olacaktr. Bu konudayeryznde MMA (Millimeter Array-MilimetreDalgaboyu Gzlemcisi), Yerkre evresinde yrngedeise SIRTF (Space Infrared Telescope Facility-UzayKzltesi Teleskobu) grev yapacaktr.Bu aralar ve dierleri Jpiter uzaklna kadarolan kuyruklu yldzlarn boyut ve yaplarn

saptayabileceklerdir. MMA radyo dalgalarnSIRTF ise; kzltesi nmn alglayacaktr. Grnrk yayamayacak kadar souk olan bukuyruklu yldz moleklleri gene de titreim vednmelerini srdrecek lde enerjiktirler. Molekltitreimleri kzltesi nm, dnme hareketleriise radyo dalgalarn retir. Her ne kadarbu iki nm tr de insan gzyle alglanamayacakkadar uzun dalgaboyuna sahiplerse de genede kendi ilerinde bir renk skalalar vardr. Hermolekl tr de varln yayd radyo dalgalarnnve kzltesi nmn zel tayfnda gsterir.

Aslnda, kimi modern gzlem aralar, insangznn grmedii nm trlerini alglayabilir.Ik ad verdiimiz gzle grlen nm 'elektromanyetiktayf'n kk bir blmn oluturur.


13/106

Kzltesi nmn dalgaboyu grnr ktan dahauzundur, radyo dalgalarnn dalgaboyu ise dahada uzundur.

Tayfn dier ucunda, tmnn dalgaboylargrnr ktan daha ksa olan mortesi nm,X-nlar ve gamma nlar yer alr. Her ne kadar

sz edilen bu eitli nm trleri deiik adlaralmakta iseler de, tm benzer enerji biimleriolup farkl olan yalnzca dalgaboylardr. Elektromanyetiktayfn grnr k blgesinde deiikdalgaboylar farkl renklere karlk gelir. Grnrkta en ksa dalgaboylu renk mavi, en uzundalgaboylu renk ise krmzdr. Nasl grnr kbir prizma yardmyla bileen renklerine ayrlabiliyorsa,X-nlar veya kzltesi nm da bileendalgaboylarna ayrlabilirler. Gelen nmn herdalgaboyundaki enerji miktar, bu nm retenatom ya da molekl trlerinin parmak izi gibidir.

ekil 1- Gamma nlarnn, X-nlarnn, mortesinin,grnr n, kzltesinin ve radyo dalgalarnndalgaboyu aralklarn gsteren elektromanyetik tayf. Buok byk dalgaboyu araln gsterebilmek iin saadoru gidildike onla arplan bir birim skalas kullanlmtr.ekilde ayn zamanda bu alt eit nm yayanatom ve molekl rnekleri de gsterilmitir.

Ne yazk ki yalnzca radyo dalgalar ve grnrk Yerkre'mizin atmosferinden sourulmadangeebilirler.

Elektromanyetik nmn dalgaboyu aralgamma nlar iin 0.000000001 cm'den balaypradyo dalgalarnn dalgaboyu olan 0.03 cm'ye kadaruzanr. Bu ok byk aralktaki saylar kolaycaifade edebilmek iin bilim adamlar bilimselgsterim ad verilen bir tr ksaltma kullanrlar.rnein 0.000000001 says 10 zeri eksi 9 biimindeyazlabilir. 'eksi 9' says 1'den nce dokuz tane sfr olduunugsterir (Ondalk noktann solundaki sfr dasayya dahildir). Benzer biimde 0.001 says da10 zeri eksi 3 biiminde yazlabilir. Bilimsel gsterim aynzamanda ssn nndeki eksi iareti kaldrlarakbirden byk saylar gstermek iin de kullanlabilir.rnein 10000, 10 zeri 4 biiminde yazlabilir. Buradaki4 says 1'den sonra drt tane sfr bulunduunu gsterir.


14/106

Galaksimizi ve galaksi dn inceleyen astronomlarteorilerini tmyle, ok uzaklardan gelenok snk a dayandrmak zorundadrlar. Amagezegenleri inceleyen astronomlar inceledikleriyerlere gidebilirler. Son otuz ylda Mariner, Pioneer,

Viking ve Voyager uzay aralar ou gezegenlere15.000 km. kadar yaklaarak Dnya'ya,

Satrn'n halkalar Mars'n topra, Urans'nevresindeki yeni uydular Jpiter, Satrn ve Vens'natmosferleri, Urans evresindeki manyetikalan ve Jpiterin bir uydusunun zerindekiaktif volkanlar konusunda artc bilgiler gnderdi.

Bu uydulardan elde edilen bulgularn hem temelbilimler hem de zerinde yaadmz gezegeninanlalmasna ynelik birok sonular olmutur.rnein Gne sistemindeki gezgenlerin atmosferlerininincelenmesi, kendi gezegenimizdekiinsan yaps deiikliklerin nlenmesinde bize

yardmc olabilir. Vens'n atmosferi hemen tmylekarbondioksitten olumutur. Bu gaz Gnenlarnn atmosfere girmesine izin verir amadar kamasna izin vermez. Dolaysyla, gezegeninevresini saran dev bir battaniye gibi davranr.Sonu olarak gezegenin yzeyi drtyz dereceyekadar snr. Bu olaya 'sera etkisi' denir. Birzamanlar Vens de Dnya benzeri (ounluklaoksijen ve azottan oluan) bir atmosfere sahip olmuolabilir. O zamanlar atmosferdeki scaklkbyk olaslkla olduka dkt. Vens imdikidurumuna nasl geldi? Uzay aralarndan alnan

bilgiler ve yeryznden yaplan gzlemler bu soruyuyantlamamza yardmc olabilir.

1970'lerin ikinci yarsnda Viking uzay arachayat olup olmadn aratrmak zere Mars yzeyineindi. Gne sistemindeki tm gezegenleriinde Dnya'dakine en ok benzeyen koullarMars'ta olduu iin bilim adamlar orada hayatolabileceini dnyorlard.

ekil 2- Vens yzeyindeki kraterlerin Magellan uzay aracndanradar yardmyla ekilmi fotoraflar. Grlen kraterlerinboyutlar 40-50 kilometre arasndadr. Resimde volkanikkkenli kubbecikler de grlyor.

Robotlar Mars topran toplayp, yaayan mikroorganizma olup olmadn aratrdlar. Hibir


15/106

ey bulunamad. 1979'da Voyager uzay arac beklenmedikbir ekilde Jpiter'in uydularndan biriolan o zerinde aktif volkanlarn varln saptad.

Aslnda o volkanik olarak Gne sistemindekien aktif uydudur. Volkanik patlamalar ylesinesk ve yaygndr ki Gne sisteminin tarihi boyuncao'nun yzeyi birok kez kkrtl lavlarla kaplanm

olmaldr. Volkanlarn dikkatlice izlenmesiuydunun iinden dna doru s ak miktarnnsaptanmasna olanak verdi. Bu enerji nereden geliyor?o'nun iindeki radyoaktivite yeterli gibi grnmyor.Bunun yerine astronomlar volkanikenerjinin kaynann Jpiter'in ve dier uydularnno zerindeki ekimsel etkilerinden kaynaklanangelgit srtnmesi olduunu ileri sryorlar.o'nun yayd kzltesi nm ve radyo dalgalarnnayrntl incelenmesinden volkanik maddeningerek doasnn anlalabilecei sanlyor.

u anda iki uydu, Magellan ve Galileo, Gnesistemi iinde yollarna devam ediyorlar. Magellanuydusu Vens'e Austos 1990'da ulat. Kalnatmosfer katmanlarn ve bulutlar delmek iinradar kullanan uydu, gezegenin bir haritasnhazrlad. Birok krater, hala lav pskrten volkanlar,birbirinden kilometrelerce uzak ve paralelparlak krk izgilerin bulunduu blgeleri grenbilim adamlar ok ardlar. Bu kuvvetli jeolojikaktivitenin kayna halen bilinmiyor. Galileo'nunJpiter'e 1995'de ulamas bekleniyor.(Galileo, 1995 Austos'unda Jpiter'e ulat.)

Gezegenleri inceleyen astronomlar Gne sisteminikefetmek iin hibir ekilde uydularabal deiller. rnein, 1977'de zel olarak hazrlanmbir uaa yerletirilmi olan bir teleskoplao zamanlar Cornell niversitesi'nde alanJames Elliot ve ekibi Urans'n evresindekihalkalar kefettiler. Bir yl sonra, BirleikDevletler Naval Observatory'den JamesChristy, Plton'un bir uydusunu kefetti. Buuyduya, llerin ruhlarn Plton tarafndanyarglanmak zere yeralt dnyasndaki nehirdekardan karya geiren, mitolojik denizciolan Charon'un ad verildi. Charon'un yrngesinindikkatlice gzlenmesinin sonucu ilk kezPlton'un ktlesi ve ap lld: Dnya'nnktlesinin 1//400' ve Dnya'nn apnn 1//4' .


16/106

Dnya'nn younluunun ancak 1//7'si kadarolan dk younluundan dolay astronomlarPlton'un yapsnn Dnya benzeri kayalardandeil, kat metandan olutuuna inanyorlar.

Gelecekte Uzak-Kzltesi Astronomisi StratosferUydusu'nun (Stratospheric Observatory for

Far-Infrared Astronomy-SOFIA) hem Plton'nunhem de dier gezegenlerin atmosferlerive yzey yaplar hakknda belirleyici bilgiler vereceidnlyor. SOFIA bir uakla yeryznden15 kilometre yksee karlacak. SOFIA'nn ktoplama yzeyi byk aynalar ve dier aralar,gelen oldua byk bir duyarllkla bileendalga boylarna ayracak. SOFIA'nn grevlerindenbir tanesi de Mars'taki minerallerin trlerinive yerlerini belirleyerek gezegenin jeolojik tarihiniaydnlatmak.

Acaba Gnein deien etkinlik dzeyi gezegenimizinasl etkiledi? Teorik hesaplamalara baklacakolursa birka milyar yl nce Gne imdikinden%25 daha snkt. Acaba bunun sonucuolarak Dnya'nn scakl da daha m dkt?

Yoksa o zamanlar daha mat olan Dnya'nn atmosferi,Gnein scakln daha iyi tutarak budk scakl karlyor muydu? Gne'in, oluumusrasnda yzey tabakalarn darya pskrterekGne sistemi iinde her yne dorukuvvetli bir tr rzgar oluturduu konusundakantlarmz var. Acaba bu kuvvetli 'Gne rzgar'

gezegenler arasndaki tozu sprm ve Dnya'nnilkel atmosferinin yapsn deitirmi olabilirmi? klim nasl etkilenmi olabilir? Bu sorularnyantlarnn ok az biliniyor. Son yllardabilim adamlar iklimin, Dnya'ya arpan kuyrukluyldzlarn bombardman sonucu atmosfere karanve Gne nlarn engelleyen toz bulutlartarafndan da deitirilmi olabileceini ileri sryorlar.

Eski olaylara yeni gzlklerle baknca deiikeyler grnyor. Bunun en iyi rnei Jpiter'inByk Krmz Lekesi. yz yl nce ilk gzlendiindeByk Krmz Leke 32.000 kilometre apnda--ki bu gezegenin apnn bete biridir-- krmzmsbir elipsti. Yzyllar boyunca astronomlar BykKrmz Lekenin gezegenin yzeyindeki sabit birekil olduunu dndler. Bununla birlikte son


17/106

yllarda Lekenin Jpiter'in atmosferinde olduuanlald. Srekli hareket halinde olan bu Lekealt gnde bir kendi evresinde saat ynnn tersinebir tur atyor. 1978'de Voyager'n gnderdiiyakn plan fotoraflar daha da fazla bilgiyi gnna kard. Leke, hzla dnen gazlar ve svlardanoluan siklonun bir parasdr. Bu alkantnn

ortasnda Leke yapsn yzyllar boyu naslkorumu olabilir? Yant, Berkeley'deki Kaliforniyaniversitesi'nde yeni bir bilim dal olan nonlineerdinamik ya da 'kaos' teorisi zerine aratrmalaryapan teorisyen Philip Marcus'tan geldi.Her ne kadar dzensiz olaylara ilikin tm kavramlarhenz tam akla kavumadysa da, teorikarmaann ortasnda mucizevi bir biimdekararllk adalarnn bulunabileceini gsteriyor.Byk Krmz Leke ite byle bir yerdir.

Philip Marcus, Kaliforniya Teknoloji Enstits'deki

rencilii srasnda kuvvetli bir teorik fizikeitimi ald. Doktorasn da Princeton'da yapt.Marcus'un doktora tezi daha ok yldzlarnd katmanlarnda bulunmas beklenen alkantlakkanlarn davranyla ilgiliydi. Bu tr svlarnteorisi son derece karmak olduundan, Marcusne olup bittiini tam olarak anlamasna yardmedecek basitletirilmi bir bilgisayar alkantsimlasyonu program gelitirdi. Ayn zamandaelde ettii sonular alkantl akkanlarla ilgilenenbaka bilim adamlarnn deney sonular ilekarlatrmaya balad. Aslnda bu deneylerin

gerekletii koullar yldzlardaki koullardanok farkldr. 1970'lerin ortalarnda Marcus doktoratezini hazrlarken iki ey oldu. Birincisi,uzun yllar ok kk bir bilim adamlar topluluununtekelinde kalan ve marjinal olduu dnlenkaos teorisi bilim gndeminde ilk sralaraykseldi. Kaos teorisinin ana zelliklerinden biri,doadaki gerek sistemlerin bilim adamlarnnkulland basitletirilmi, 'lineer' denklemlerdenok daha karmak olmasdr. rnein; 'non lineer'etkiler gz nne alndnda fiziksel bir sisteminbalang koullarndaki kk deimeler,genelde gzlendii gibi, bu sistemlerin davranlarndabyk deiikliklere yol aabilir. Marcusbilgisayarla non lineer denklemleri zd. kincigelime, Voyager ve onun ektii Jpiter fotoraflaryd.Marcus Jpiter'in Byk Krmz Leke'sini


18/106

incelemek zere bir bilgisayar program hazrlad.ok gemeden gelimi bilgisayar programlaryardmyla hzla dnen gaz bulutlar iindehi kaybolmayan lekeleriyle birlikte hayali gezegenatmosferlerinin renkli simlasyonlarn hazrlamayabalad. Hala balang aamalarnda olmasnakarn kaos teorisinin fizikten astronomiye

ve biyolojiye kadar birok bilim dalna nemlibirletirici katklar oldu.

Astronomi ile ilgili olarak ok uzun zamandanberi sorulan bir soru da udur: Gezegenlerin birbirlerizerindeki srekli deien etkileri gz nnealndnda Gne sistemi sonsuza kadar dalmadanvarolabilecek midir? Onyedinci yzylda ekimteorisi nedeniyle bu problemi inceleyen IsaacNewton arasra 'tanrsal dzeltmeler' olmad srecegezegen yrngelerindeki 'dzensizliklerin'gittike daha fazla birikeceini inanyordu. Bir

yzyl sonra Fransz matematiki ve fizikisi Pierre-SimonLaplace uzun matematiksel hesaplamalarsonucu byk bir zevkle, tanrsal bir yardm olmadanda gezegen sisteminin kendisini dengedetutabileceini iddia etti. Bu yzyln son on ylndayeni matematiksel analiz yntemleri ve zel olaraktasarlanm bilgisayarlar yardmyla da bu g sorununyantlanmasna alld. Her ne kadar netyant henz bilinmiyorsa da Massachusetts TeknolojiEnstits'nden Jack Wisdom ve dierleri teorikhesaplamalar sonucunda Gne sistemindekikk gezegen ve uydularn ara sra rastgele hareketler

yapabileceini, bazen bir sre dengeli vedzgn hareket ettikten sonra tekrar dzensiz hareketlerinednebileceklerini gsterdiler.

Teorik astronomlarn urat bir baka bilmeceolan gezegen evresinde bulunan halkalardakiktle ekim kuvveti, egzotik deilse bile yaamsalbir rol oynar. Gezegen evresinde yrngedebulunan kk paracklardan oluan Satrn'ngzel halkalar onyedinci yzyldan beribyk bir hayranlkla izlenmektedir. 1970'lerinsonunda, Urans evresinde de halkalar kefedildiindebu halkalarn dar olduu ve gezegendenbelli uzaklklarda yer aldklar bulundu. Neden?1980'de Kaliforniya Teknoloji Enstits'nden PeterGoldreich ve Toronto niversitesi'nden ScottTremaine, Urans evresinde varlklar daha nce


19/106

bilinmeyen birok uydu bulunduunu ne srdler.Teorik olarak bu yeni uydular 'obanlar' gibidavranarak ktle ekim kuvvetleri yardmyla yrngedebulunan paracklar belli blgelere toplayabilirlerdi.Daha sonralar Urans'e yaklaan

Voyager uzay arac teorik olarak sz edilen buuydulardan bazlarn gerekten buldu. Uydularn

hem kabaca ktleleri hem de bulunmalar gerekenyerler doru hesaplanmt (Aslnda teori,uzay arac Satrn yaknndan geerken yeni birhalka ve bu halkann her iki yannda 'oban' uydularkefettiinde beklenmedik bir biimde dorulanmt).1990'larda gezegen halkalar teorilerimizNeptn'n halkalar tarafndan snanacak.u anda elimizde bu halkalar konusunda ok veriyok, olanlar da tmyle aklanamyor.

ekil 3- Voyager uzay aracndan ekilmi olan Satrn'nhalkalarnn fotoraf. Farkl tonlar, farkl madde bileimlerini

gsteriyor.

James Elliot Hakknda Bilgi

James Elliot, 17 Haziran 1943'te Columbus, Ohio'dadodu. 1965 ylnda Massachusetts Teknoloji Enstits'ndenfizik diplomas aldktan sonra, 1972 ylnda daHarvard'da astronomi dalnda doktorasn bitiren Elliot,Cornell'de doktora sonras almas yapt. 1978 ylndagezegen astronomisi profesr ve George R. Wallace AstrofizikGzlemevi direktr olarak M.I.T.'ye geri dnd.Elliot'un aratrmalarndaki temel ilgi alan, d gezegenlerin

halkalarn ue atmosferlerini incelemektir. Bugezegenler bir yldzn nnden geerken yldzn ndakideiimleri dikkatle gzleyen Elliot, gezegenin atmosferikonusunda olduka nemli bilgiler elde eder. Elliotve arkadalar, 1977 ylnda Urans'n halkalarnve 1983 ylnda da Plton'un bir atmosferi olduunu bulmulardr.Elliot yle diyor: "Gezegenlere gnderilenuzay aralar, gezegenler hakknda ok ayrntl bilgilersalad. Ama gene de Gne sistemi hakkndaki pek okkritik sorunun yant, Yeryznden ya da Yerkre evresindekiyrngelerinden gzlem yapan teleskoplarla bulunabilir.

Acaba Gne evresinde dnen bilmediimizcisimler, hatta Plton'un yrngesinin dnda baka gezegenvar m? Baka yldzlarn evresinde gezegenlerolabilir mi? Eer varsa, bu gezegenlerde yaam izleri bulabilirmiyiz? Acaba asteroidler, kuyruklu yldzlar vehalka sistemleri nasl olutu ve evrim geirdi? Gezegenlerde


20/106

iklim deiikliklerine sebep olan ey nedir?1990'larn yeni teleskop ve detektrleri, bu sorularyantlamamza yardm edeceklerdir."

Baka Gezegenlerin Aratrlmas

Onaltnc yzyln sonlarnda talyan felsefeci Giordano

Bruno, uzayda sonsuz sayda gezegen sistemibulunduu ve bu sistemlerin her birinde ok eitlicanllarn yaad fikrini tartmaya at. Buve dier fikirleri nedeniyle Bruno bir kaza balanpyaklarak ldrld. Ama soru hala yayor:

Acaba evrende baka gezegen sistemleri var m?

lk olarak 1980'lerde baka yldzlarn evresindemadde diskleri bulunduu yolunda kantlarelde edildi. Ne yazk ki bu gzlemler son derecezor olduundan kantlar da ok snrl kald. Bugnekadar Gne'imizden baka bir yldzn evresinde

herhangi bir gezegen olup olmad konusundakesin bir bulgu elde edilemedi. Bununlabirlikte 1990'larda uzaya gnderilecek yeni aralar,eer varsa dier gezegen sistemlerini bulabilecek.

Uzak gezegenlerin dorudan saptanmas hi dekolay deildir. Gne sistemimizdeki gezegenlergeceleyin Gne grlmedii iin ondan aldklar yanstmalar nedeniyle kolayca grlrler.te yandan Dnya'dan dier Gne sistemlerinebakldnda merkezi yldz hibir koulda gizlikalmaz. Nasl bir projektrn yaknnda bulunan

ate bceinin n grnmez hale getirirse,merkezdeki yldzn kuvvetli da gezegenlerinkinibastrarak onlar gizler. Buna ek olarakok byk uzaklklardan yldz ve evresindekigezegen birbirlerine o kadar yakn grnrlerki ayrdedilmeleri hemen hemen olanakszdr.

Neyse ki gezegenleri bulmann baka yollar davar. Jpiter boyutlarnda ve daha byk olan gezegenlerinkendileri de nm yayarlar. Kzltesidalga boylarnda yaylan bu nmn kayna, gezegenlerinok yava gerekleen bzlmeleri veekimsel enerjinin serbest kalmasdr. Yldzlarise enerjilerinin ok kk bir blmn kzltesinm olarak yayarlar. Dolaysyla bu dalgaboylarndagezegenleri yaknlarndaki yldzlardanayrdetmek daha kolaydr.


21/106

ekil 4- Dnya'dan yaklak altm k yl uzakta olan

Beta Pictoris yldznn grnr kla ekilmi bir fotoraf.Merkezdeki ikin blge euresindeki disk, yldz evresindeyrngede dnmekte olan kat maddeden olumutur.Henz biimlenmekte olan bir gezegen sistemine benzemektedir.Disk, kuvvetli kzltesi nm yaymaktadr. Fotoraf

zerine izilmi olan iki ember, neri halindeki SIRTF veSOFIA aralaryla elde edilebilecek asal zmleme ya da'n demeti boyutlar'n gsteriyor. Bu aralarla diskin okdaha ayrntl grntlerini elde etmek mmkn olacak.

nerilen Kzltesi Uzay Teleskobu, Jpiter boyutlarndabir gezegeni Gne'e en yakn yldzolan Alpha Centauri uzaklndan --ki bu yaklak40 trilyon kilometredir-- saptayabilecektir. Dahabyk uzaklklarda gezegeni yldzdan ayrdedebilmekiin birbirlerine olan uzakln daha bykolmas gereklidir.

Uzaydaki uzaklklar ok byk olduundanastronomlar, kozmik uzaklklar kilometre yerinek yl olarak lmeyi tercih ederler. Bir k yl,n bir ylda ald yoldur ki bu da yaklak olarak10 trilyon kilometreye eittir. Bu birimle sylemekgerekirse, Alpha Centauri drt k yluzaktadr. Kzltesi Uzay Teleskobu yz k yluzaktan, merkezi yldza olan uzakl Jpiter-Gneuzaklnn yirmi kat olmak kaydyla, Jpiter'denon kat daha byk ktleli bir gezegendenkaynaklanan kzltesi nm alglayabilecektir.

Yldzlarla gezegenler arasnda bylesinebyk uzaklklar gerekten bulunabilir ve yzk ylndan daha yakn olup incelenebilecek binlerceyldz vardr. Ne yazk ki Yerkre boyutlarndabir gezegen yeterli kzltesi nm yaymadndanyakn bir gelecekte saptanmas olaslhemen hemen yok gibi.

Gezegen aratrmalarnda kullanlan dolayl biryntem daha vardr. Bir gezegen sisteminin merkeziyldz, evresinde dnen gezegenlerden kaynaklananktle ekim kuvvetlerinin deimesi nedeniylehafife 'yalpalar'. Bu yalpalamann genlii okkktr. rnein Jpiter'in ekim gc, Gne'in,ap 1.5 milyon kilometre olan bir ember zerindehareket etmesine neden olur; ki bu byklk Gne'inkendi apna eittir. Yaklak drt k yl


22/106

olan Alpha Centauri'nin uzaklnda, konumdakibu kayma bir derecenin milyonda biri kadar bir asalkaymaya neden olacaktr. Baka bir deyile 400kilometre uzaklktan grlen madeni bir parannap kadar bir kayma sz konusudur. Yerkreninatmosferi gelen datarak yldz grntlerininbulanklamasna neden olduundan yerden

gzlem yaplan optik teleskoplarla bir yldzn konumundakibu kadar kk kaymalar lmek olanakszdr.1990 ylnda Yerkre evresinde bir yrngeyeyerletirilen Hubble Uzay Teleskobu iseatmosferin dndadr. Hubble'n asal ayrma gcnn,evrelerinde gezegen bulunan yldzlarnyalpalamalarn on ya da yirmi k yl uzaklktanalglamaya yetecei, dolaysyla da teleskobun birdzine kadar gezegen sistemi adayn kapsaml birbiimde inceleyebilecei dnlyor.

nmzdeki onbe-yirmi ylda devreye girmesi

beklenen yeni egdml uzay teleskop sistemleridaha da iyisini yapabilecek. Bu sistemler, ok kkfarklarla ayr ynlerden gelen k dalgalararasndaki deien rtme miktarlarn lerekkaynan konumunu ok duyarl bir biimde saptayabiliyorlar.u anda gelitirilme aamasndaolan bylesi teleskoplarn gezegen sistemlerininvarln 300 k yl uzaktan saptayabileceklerisanlyor. Yeryznde alr duruma gelmeleri onyldan daha yakn olan egdml teleskoplarnda u anda alan optik teleskoplarn asal znmgcn arttrmalar bekleniyor. Uzun vadede,

astronomlar egdm altnda alan teleskoplarAy yzeyine yerletirmeyi planlyorlar.

evresinde gezegen sistemi bulunan yldzlarn,gezegenlerinin ekimsel etkilerinin sonucuolarak yaptklar hareketler Doppler kaymas adverilen bir etki yoluyla saptanabilir. Ses ve kdalgalarnn dalgaboylar kaynak ve gzlemciningreceli hareketleri nedeniyle deiiklie urar.Sesin dalgaboyundaki bu deime tizliinin deimesiylekendini gsterir. Yaklamakta olan birtrenin ddnn sesi, ayn tren durmakta ikenald ddn sesinden daha tizdir, bu trenuzaklarken ise ddnn sesini daha pes (kaln)olarak alglarz. Ikta ise tizlik lsnnkarl renktir. Gzlemciye doru hareket halindeolan bir kaynaktan yaylan n dalgaboyu


23/106

daha ksa dalgaboylarna, yani tayfn mavi ucunadoru kayar. Gzlemciden uzaklaan bir kaynaktanyaylan n dalgaboyu ise daha uzun dalgaboylarnayani krmzya kayar. evresinde gezegensistemi bulunduran bir yldz, gezegenlerinekimsel etkisi nedeniyle yalpalama tr bir hareketyaparken Dnya'ya yaklamakta olduu srada

maviye, uzaklamakta olduu srada dakrmzya kayar. Saniyede birka yz metre hzakarlk gelen bu kaymalar ok kk olmaklabirlikte u anda gelitirilmekte olan aralarla llebilir.Bu aralarn tayfsal zm gc ad verilenduyarl renk lme yetenekleri olduka yksektir.

Oluum halindeki gezegenler, gen yldzlarnevresindeki gaz diskleri incelenerek ortaya karlabilir.Kzltesi Astronomi Uydusu (IRAS) bununlabalantl olarak yldzlarn evresindekiyrngelerinde dnen, kzltesi ve radyo dalgaboylarnda

nm yapan parack diskleri buldu.Bununla birlikte IRAS'n asal zm gc yetersizolduundan bu disklerin ayrntlar incelenemedi.Gezegen oluturan disklerin boyutlarnnGne sistemimizin boyutlarndan --yaklak olarakbir k ylnn binde biri-- daha byk olmadnave en yakn gezegen oluum blgesinin 300k yl uzakta olduuna inanlyor.

Bu saylar tm bir gaz diskinin Dnya'dan gzlenebilecekasal apnn 0.0002 derece civarndaolabilecei anlamna geliyor ki bu da be kilometre

uzaktan bir madeni parann grld asalap demektir.

Bununla birlikte bu ok kk boyutlar bilenmzdeki on-onbe ylda alglanabilir hale gelebilir.Radyo dalgaboylarnda gzlem yapacakolan, neri halindeki Milimetre Dalgaboyu Gzlemcisi0.00003 derece kadar kk ayrntlar alglayabilecekyetenekte olacak. Gene neri halindekiKzltesi Uzay Teleskobu (SIRTF) da gezegenoluum disklerinin aratrlmasnda temel birastronomi arac olacak. Bu yeni kzltesi teleskobunasal zm gc, atas saylabilecekIRAS'tan on kat daha iyi olacak ki bu da 0.0002derece kadar kk ayrntlarn seilmesi anlamnageliyor. Kzltesi Uzay Teleskobunun duyarllda IRAS'tan bin-milyon kat daha fazla olacak.


24/106

Dolaysyla da bin-milyon kat daha zayf kozmiknmlar alglayabilecek (Duyarllk asndanSIRTF ile IRAS arasndaki fark, byk optik Haleteleskobu ile plak gz arasndaki farka eittir).Gezegen oluum disklerinin yayd kzltesinm incelemek yoluyla SIRTF bu disklerin scakln,younluunu ve yapsn saptayabilir ki

bunlar da gezegenlerin oluumu konusunda sonderece nemli bilgilerdir. Belki de en nemlisisrprizler olacak. Astronomi tarihine bakldndayeni gzlem aralarnn duyarllndaki sramalgelimelerin ou zaman tahmin bile edilemeyenkeiflere yol at grlr.

Be ton arlnda ve yaklak be metre boyundakiSIRTF, uzaya gnderilerek hemen hemensekiz Dnya ap yksekliindeki bir yrngeyeyerletirilecek. Yrngedeki SIRTF, atmosferdengeemeyen nm alglayabilecek. Yrnge

ap da byk olmas ve Dnya'ya olan uzaklnedeniyle de Dnya'mz uydunun gr asnhemen hemen hi engellemeyecek. SIRTF'nin frlatlmasndannce Avrupa Uzay Ajans, zellikleriIRAS ve SIRTF arasnda olan Kzltesi UyduGzlemevi'ni yrngeye yerletirecek. Byleceuzaydaki kzltesi nm konusundaki bilgilerimizindaha da netleecei tahmin ediliyor.

Yeryznden gzlem yapacak yeni kuak optikteleskoplarn asal zmleme glerinin de, gezegenoluum disklerini ve ok kk asal boyutlara

sahip dier cisimleri inceleyebilecek ldearttrlmalar gerekiyor. Bu neri halindeki yeniteleskoplardan biri de Hawaii Adas'ndaki snmbir volkan olan Mauna Kea'nn zirvesine yerletirilecekolan 8 metrelik Kzltesi Teleskobudur.

ekil 5- Dnya evresindeki yrngesinde dnecek olankzltesi nma duyarl Uzay Kzltesi Teleskobu'nun(SIRTF) hayali grnts.

1990'lar iin planlanan bu teleskop (IRO) pekok bakmdan nclk yapacaktr. lk olarak IROgrnr a olduu kadar kzltesi nma daduyarl olacaktr. Her ne kadar yerkrenin atmosferikzltesi nmn baz dalga boylarn sourmaktaysada bir blmne de geirgendir. Yeryzeyine ulaan bu kzltesi nm, IRO ile gzlenebilecektir.


25/106

1970'ten bu yana yaplan pek okoptik teleskop ayn zamanda kzltesi nm daalglayabilmektedir. Ancak IRO kzltesine zelbir biimde adapte edilecek ve bu nmla ilgiliperformans da ok yksek olacaktr. kincisi,IRO u anda almakta olan teleskoplardan dahabyk olacaktr. Bu teleskoplarn k toplayc

aynalarnn ap ortalama drt metre civarndadr.Aynann ap iki kat arttrldnda k toplaycalan drt katna kacandan teleskop drtkat daha snk cisimleri grebilir. 1991 ylndadnyadaki en byk kzltesi teleskop Rusya'nn,Kafkaslardaki Pastuknov danda bulunan 6 metreapndaki teleskobudur. kinci byk, Kaliforniya'nnPalomar dandaki Hale teleskobu olup1949 ylndan beri almaktadr. Ayna ap 5metredir. Kzltesi teleskobun ayna ap ise 8metre olacaktr. Bylesine byk bir k toplamagcne sahip olacak IRO, gezegen oluum disklerinden

kaynaklanan zayf toplayp bileendalgaboylarna ayrarak diskteki deiik molekllerintanmlanmasn salayabilecektir.

nc olarak, tm yeni kzltesi aralar gibiIRO'da da yeni gelitirilen kzltesine duyarl sistemlerkullanlacaktr. Birka yl ncesine kadarkzltesi kameralar insan gzndeki ubuk veyakonik hcrelere benzeyen yalnzca bir alglamaeleman ieriyordu. ki boyutlu bir sistem ise herbiri nceki alglama elemanlarndan on-yz katdaha duyarl elemanlarn onbinlercesini kapsayan

bir mozayiktir. Bu nedenle yeni iki boyutlualglama sistemleri daha nceki alglama elemanlarndanmilyonlarca kez daha duyarldr.

Son olarak IRO ok yeni bir teknoloji kapsayan'adapte olabilen optik'le donatlacaktr. Atmosferdenkaynaklanan bozulmalar otomatik olarakdzeltme yetenei olan bu optik elemanlarla gkcisimlerinin son derece temiz grntlerini almakmmkn olacaktr. Hava ktlelerinin yer deitirmelerive scaklktaki deimeler nedeniyle atmosfersrekli olarak hareket halindedir. Bu hareketlergeen n nce bir yne, sonra bakabir yne bklmesine neden olduundan net grntlerlekeli ve bulank bir hale dnr. Adapteolabilen optikte hareketli atmosferin odaklanmaydatc etkisi, teleskop aynasnn arkasna


26/106

yerletirilen bir dizi motorlu destek araclyladengelenir. Destekler, aynann yzeyini bir bilgisayardangelen komutlar dorultusunda saniyeninyzde biri kadar zaman aralklaryla yenidenbiimlendirirler. Bilgisayar da komutlar bir 'klavuzyldz'n grntlerini srekli olarak inceleyerekalr. Eer atmosfer son derece dzgn ve przsz

ise yldzn grnts bir k noktas biimindeolacaktr. Klavuz yldzn grntsnanaliz eden bilgisayar, atmosferin bozucu etkilerinihesaplar ve motorlu desteklere yldzn grntsnyeniden odaklayacak biimde ayna yzeyiniyeniden biimlendirme komutlar gnderir.Eer srekli hareket halinde olan atmosferi, biiminive odak uzakln srekli olarak deitirenbir mercek olarak kabul edersek, adapte olabilenoptik, teleskobun aynasn atmosfer merceininbiimi ile uyumlu olarak deitirir.

nmzdeki on ylda astronomlar, adapte olabilenoptii IRO'ya olduu gibi bir dizi byk optikteleskoba da uygulayabileceklerini dnyorlar.IRO gibi bu yeni teleskoplar da 8-10.5 metrelikayna aplaryla u andaki teleskoplardan dahabyk olacaklar. Bu teleskoplardan ilki olan 10metre ayna apl Keck teleskobu Hawaii'de inaedildi ve 1992 ylnda almaya balad. Bir AvrupaKonsorsiyumu ok Byk Teleskop ad verilenve drt tane sekiz metre apnda teleskoptanoluan bir kompleksi ili'de altrmaya balayacak.

Yeni ina edilen sekiz metrelik ve on metrelik

teleskoplar, grntlerdeki 3 arp 10 zeri eksi 5 derecebyklndeki ayrntlar grebilecek. Bu say otuzkilometre uzaklktan grlen madeni bir parannasal apn ifade ediyor. Baarl olduu takdirdeadapte olabilen optik uzay koullarn ok dahadk bir maliyetle astronominin hizmetine sunabilecek.

Asal ve tayfsal zm gcnden defalarca szettik. Gerekte astronomi aralarnn deerlendirildiipek ok kriter var: Gelen n ne orandatoplanabildiini ve zayf a tepkiyi len duyarllk,grntdeki ayrntlarn ne kadar seilebildiinilen asal ayrma gc ve gelen nhangi oranda bileen dalgaboylarna ayrlabildiinilen tayfsal ayrma gc. Gzlemsel astronomlariin bu snflardaki aralarn en kalitelilerigereklidir. Teorik astronomlarn gereksinme


27/106

duyduu aralar ise bir bilgisayar, bir miktar katve kalem ile bir p kutusundan oluur.

Dnya D Yaamn Aratrlmas

Evrende yalnz myz? Bundan daha derin anlamolan pek az soru vardr. Dier yaam biimleriyle

bir temas, evrendeki yaamn farkl balanglarve farkl dnemeleri arasndaki milyarlarcayllk boluu dolduracaktr. Dnya dbir temas evrendeki yerimize bak amz sonsuzadek deitirecektir.

Son derece sradan bir yldzn evresinde dnenyine sradan bir gezegen zerinde yaadmzanlayacak lde evrim geirmemiz iin 4.5milyar yl gemesi gerekti. Kzltesi AstronomiUydusu, olas baka gezegen sistemleri konusundaipular buldu. Ve uzay, bildiimiz kadaryla

yaam iin gerekli olan karbon temelli organikmadde bakmndan olduka zengin. Radyo teleskoplaryardmyla uzayda birbirinden farkl yzkadar organik bileik bulduk. Yeryzne denmeteoritlerin getirdii organik amura dokunduk.Paralarn bazlar hala dtkleri yerde duruyor.Dnya'da olmu olan eyler baka yerlerde de olabilirdi.

Yllar boyu astronomlar nedense dnya d yaamlahaberlemenin elektromanyetik dalgalarla,zellikle de radyo dalgalaryla gerekleeceinivarsaymlardr. Bizim kuamz bu tr bir haberlemeyi

gerekletirebilecek ilk kuak. Dnyad kaynakl ve zeki yaratklarca yaplaca varsaylanradyo yaynlar iin ilk aratrma, o yllardaBat Virginia'daki Ulusal Radyo AstronomiGzlemevi'nde alan Frank Drake tarafndan1960 ylnda gerekletirildi. Bu alma srasndaDrake anteninin 'kulaklarn' iki yakn yldza evirerekiki ay boyunca dinledi. O zamandan buyana, ou dier amalarla kullanlan radyo teleskoplarnnucuz ve basit kopyalar olan aralarla,elli kadar aratrma yapld. Getiimiz yllarda,son derece duyarl aralarla yalnzca uzaydan gelmeleriolas zeka rn sinyalleri dinlemeye yneliksrekli bir aratrmann temelleri atld.

Aradmz ey, uzayda tek bir ynden gelen dardalgaboyu bantl bir radyo yayn. Eer byle bir'sinyal' bulunabilirse, bir takm kodlanm mesajlar


28/106

arayacak ve zmeye alacaz. Bilgisayarteknolojisi yeni radyo alclarnn gelitirilmesinenemli katklar yapt. lk dnya d kaynakl yayntaramalar yalnzca 1000 radyo kanaln kapsyordu.Harvard niversitesi'nden Paul Horowitztarafndan tasarlanan bilgisayar kontrollalc sistemleri ise 10 milyon kanal ayn anda

tarayabiliyor. Arkadalarmzn hangi kanaldan yaynyaptklarn bilmediimizden mmkn olduuncaok kanal ayn anda izlemek bir zorunluluk.1990'larn sonunda alclardaki kanal saysmilyara ulaabilir.

Ekim 1992'de NASA, Arecibo radyo teleskobukullanlarak yaplan dnya d, zeka rn radyoyaynlarn izlemek zere bir aratrma balatt.

:::::::::::::::::

Yldzlarn Yaam ykleri

Gne

Temel eseri olan Principia'da Newton yleyazyor: 'Gne'i sabit yldzlardan biri olarakkabul edenler' herhangi bir yldzn parlaklnGne'in parlakl ile karlatrarak o yldznuzakln bulabilirler. Bu, uzaktaki birmumun yla yanbamzdaki bir mumunn karlatrarak mumun uzakln tahminetmeye benzer. O zamanlar Newton, en

yakn yldzlara olan uzakln Gne'imizinuzaklnn yaklak bir milyon kat olmas gerektiinihesaplad ki sonraki lmler bunundoruluunu gsterdi.

Newton'un ne srd bu fikirde dier yldzlarnda tpk bizim Gne'imiz gibi Gnelerolduu dncesi gizlidir. Bu, kabaca dorudur.Gerekten baz yldzlar Gne'e ok benzer veonun zelliklerinin hemen tamamn paylar.Bu nedenle Gne'i inceleyerek yldzlar konusundapek ok ey renebiliriz.

Yeryzndeki s ve n kayna tarih boyuncainsanln ok ilgisini ekmitir. Ondokuzuncuyzylda bilim adamlar Gne'inenerjisini, sanki gkyznde kmr yakan dev


29/106

bir frn gibi kimyasal tepkimeler sonucu saladndnyorlard. Sonradan, eer bu enerjininkayna kimyasal olsayd, yaktn ancak1000 yl yetebilecei ortaya kt. Daha iyi birneri olarak ekim enerjisi ortaya atld. Naslbykbabalarmzn saatleri yava yava aayadoru inen bir arln verdii enerjiyle

alyorsa, Gne de ktlesinin yava yavabzlmesi sonucu serbest kalan enerjiyi yayyordu.Ama bu srecin de ancak 100 milyon yls ve k retebilecei bulundu. Bu rakam da

Yerkre ve Gne Sistemi'nin ya olarak kabuledilen 4.5 milyar yln yannda ok kkkalyordu. Bu ikilemin farkna varan ngilizastronom Arthur Eddington 1920'de Gne vedier yldzlarn enerjilerini nkleer tepkimelerlerettiini ne srd. Gne'in en scak veen youn blgesi olan merkezinde oluacaknkleer tepkimeler milyarlarca yl boyunca yetecek

enerjiyi salayabilirdi.

Gne, yarap yaklak bir buuk milyon kilometreolan byk ve scak bir gaz topudur.Modern teoriye gre Gne'in merkezindeki younluksuyun younluunun yaklak yz kat,scaklk ise yaklak 15 milyon derece civarndadr.

Atom-alt paracklarn biraraya gelip kaynaaraknkleer enerjiyi aa karabilmeleriiin bu tr yksek scaklklar gereklidir. Serbestkalan enerji balca iki ey yapar. Birincisi, Gne'iniinde scakl yksek tutarak dardan

ieriye doru bir etki yapan ktle ekim kuvvetinedirenmeye yetecek bir basn yaratr (Bylebir basn olmazsa, Gne kendi arl altndaker). kincisi, aa kan enerji nma dnereknce Gne'in yzeyine doru hareketeder, oradan da uzaya yaylr. Gne'in enerjisininbir blm yzeyi hareketlendirip kartrarakok yksek enerjili paracklar, manyetikalanlar ve ta (corona) ad verilen yksek scaklasahip bir atmosfer yaratr.

Gne tac astronomlar artyor. Gne tutulmalarsrasnda Gne'ten fkran uzantlardanoluan parlak bir ta grnmne brnentakre, yzyllardan beri gzleniyor. Amaneden bu kadar scak? Enerjisini nereden alyor?Gne'in iindeki scaklk, merkezdeki 15


30/106

milyon dereceden yava yava yzeyde 6000 dereceyekadar der. Gne'in iindeki ktle ekimkuvveti ve i basn arasndaki denge, Gne'innm gc ve boyutlar dnldndeanlalabilir scaklklardr. Ama Gne maddesininscaklnn yzeyde 6000 dereceye kadardtkten sonra yzeyin hemen dnda yeniden

byk bir hzla snarak bir ka milyon dereceyeulamasnn ve uzaya yaylarak tac oluturmasnngrnrde hibir nedeni bulunmuyor.

Gne tacnn enerji girdisi ile ilgili ilk ipular,uzaydan yaplan mortesi gzlemlerden geldi.Bu gzlemlerle her ne kadar Gne'in yzeyindegerektii kadar kk blgeler --belki seksen kilometreapnda-- gzlenemediyse de uzay gzlemleriile takrede ok byk sayda gaz fkrmalarve patlamalar saptand. Astronomlar, glmanyetik alanlarn kopup yeniden birleerek bir

ekilde Gne atmosferine enerji saladn dnyorlar.Ama ayrntlar henz ok ak deil.rnein, manyetik alanlar enerjilerini neredenalyorlar? lk kez 1851'de Alman eczac ve amatrastronom Heinrich Schwabe tarafndan bulunanonbir yllk Gne etkinlik evriminde manyetikalanlarn rol nedir?

Takre, Gne'in ou yksek enerjili etkinliklerindemerkezi bir rol stlenir. Yksek scaklktakiGne tac, X-nlar ve Gne rzgarad verilen yksek enerjili paracklar yayar.

Yerkre'nin yrngesi yaknlarnda Gnerzgarnn hz saniyede 500 kilometre civarndadr.Scak takre, srekli bir biimde Gnerzgar yaymasnn yansra ara sra Gne parlamalarad verilen iddetli enerji patlamalargsterir. Gne yzeyinin ancak binde birinikaplayan Gne parlamas, mortesi ve x-nlarndaGne'in geri kalan blmnn tamamndanok daha parlak olabilir. Bununla ilikili birolay da ilk kez 1600'lerde Galileo tarafndan bulunanGne lekeleridir. Gne lekelerinin bykl1500 kilometreden 50000 kilometreyekadar deiir. Tek tek baklacak olursa, Gnelekelerinin mrleri birka saatle birka ay arasndadr.Gne lekelerinin toplam says, takreve Gne rzgar arasnda yakn bir ilikivardr ve bunlar zamanla deien olaylardr.


31/106

Gne lekelerinin says az olduunda takreGne ekvatorunda daha ikin, kutuplarda iseok basktr. Leke says arttnda ise takreok daha simetrik bir grnm alr.

Kimi bilim adamlar Gne etkinliinin deiimininDnya'mzn iklimini etkilediini dnyorlarsa

da aradaki iliki henz tam anlalmdeil. rnein, tarihsel kaytlar 1645-1715yllar arasnda Gne lekesi says ve buna baletkinliklerin normalin ok altnda olduunugsteriyor. Bu olgu, 1890 ylnda Alman astronomGustav Sporer ve ngiliz astronom EdwardMaunder'in dikkatini ekmi. 'Maunder minimum'ad verilen bu dk Gne etkinlii srasnda

Avrupa'daki scaklklarn olaand dkolduu biliniyor. Eer Gne etkinlii gerektenDnya'nn iklimini etkiliyorsa, bu konudareneceimiz daha ok ey var demektir.

Son yirmi ylda X-n detektrleri ve dieraralar Gne'le ilgili takre, kuvvetli manyetikalanlar, parlamalar ve yldz rzgar gibikarmak olaylarn dier yldzlarda da bulunduunukefetti. Bu, astronomlar iin de srpriz oldu.

Belki de takrelerin gizi 1990'larda zlecek.Astronomlar, Yrngedeki Gne Laboratuvar(Orbiting Solar Laboratory, OSL) ad verilenve tm zamann Gne'i incelemekle geirecekolan bir uydu nerisi yaptlar. Bu yeni astronomi

laboratuvar bir optik teleskop, bir mortesiteleskop ve bir de X-n teleskobu tayacak.OSL'yi Kanarya Adalar'na yerletirilecek olan

Yerden Gzlem Yapan Byk Gne Teleskobu(The Large Earth Based Solar Telescope, LEST)tamamlayacak. Gne yzeyindeki yaplanmalarnayrntl grntlerini oluturabilmekamacyla asal gc ok yksek olarak yaplacakLEST, Gne'in manyetik alann OSL'dendaha byk bir duyarllkla lebilecek. LEST'ingrevleri arasnda, Gne'in iinde manyetikalanlarn enerji tanmasn nasl etkilediinibulmak ve Gne'in manyetik alannn boyutluharitasn kartmak da var.

Elimizde Gne'in i blgeleriyle ilgili ok azdorudan bilgi var. Grdmz tm k


32/106

Gne'in yzeyinden geliyor. Bununla birlikteyzey, i ksmlardaki koullara ilikin ipularveriyor. Bunlarn en nemlilerinden biri, gazhareketlerini inceleyen ve yepyeni bir aratrmaalan olan Gne sismolojisi. Gne'in iindeoluan titreimler, aynen yeryzndeki depremlergibi, yzeye bilgi tar. Nasl depremlerin

iddeti ve sarsntlarn arasnda yer alan zamanaralklar Yerkre'nin derinliklerindeki koullarkonusunda bilgi verirse, Gne'in yzeyindeoluan gaz titreimleri de derinliklerindeki younluk,scaklk ve dn hz gibi konulardabilgi tar. rnein Gne titreimlerinin sonzamanlarda yaplan bir analizi, teorik beklentilerintersine Gne'in i katmanlarnn yzeykatmanlaryla ayn hzda dndn ortaya kararakGne aratrmalar yapan astronomlarartt. Bununla birlikte Gne sismolojisininou sonular teorik ngrleri doruluyor.

Bilim adamlar kendi teorilerinin deneyleraraclyla dorulanmasndan mutlu olurlar.

Ama ayn bilim adamlar teorileriyle deney arasndabir eliki yakaladklarnda da geneldemutlu olur ve heyecanlanrlar.

Gne sismologlar, Gne'in yzeyindeki hareketleribirinci blmde anlatlan Doppler kaymasyntemini kullanarak izlerler. Gne yzeyititreirken nce Yerkre'ye doru, sonra tersynde, sonra yine Yerkre'ye doru hareketeder. Srp giden bu hareketlerin izleri ok duyarl

bir biimde Gne'ten yaylan n dalgaboyudeiimlerinin iinde yer alr. Gne yzeyindeyer alan baz titreimler her be dakikadabir kendilerini tekrarlarlar. Gne'in i yapsnndoru bir grntsn elde etmek iin butitreimleri yllar boyu bir dakikalk aralklarlagzlemek ve lmek gerekir. Bylesi uzun dnemlialmalar Dnya'nn eitli yerlerindekonumlanm birok gzlemevi gerektirir. ByleceGne'in her zaman en az bir gzlemeviningr as iinde kalmas salanr. Astronomlaru anda dnyann eitli yerlerinde en az ongzlemevinden oluan ve Kresel Salnm AGrubu (Global Oscillation Network Group,GONG) ad verilen bir gzlemevleri a ina etmekteler.Gne sismolojisi tekniklerini kullanacakolan GONG, Gne yzeyinde 65000 noktada


33/106

ayn anda yzey salnmlarn lebilecek.

Gne'in i yapsnn daha iyi renilmesi,astronomlar yllardr uratran bir bakaprobleme de zm getirebilir. Gne'in yaydntrino ad verilen atom alt paracklarn llensays ngrlen saynn ok altndadr. Ntrinolar

elektriksel olarak yksz (ntr) olup dierparacklarla ok zayf bir biimde etkileir.Fizikiler yllarca ntrinolarn ktlesiz, elektromanyetiknm gibi saf enerji olduunu dndler.Bununla birlikte ktlesi de dahil olmakzere ntrinonun zellikleri deneysel olarak pekiyi saptanamad.

Teorik olarak ntrinolar Gne'in merkezindesrp giden nkleer tepkimeler srasnda retiliyorolmallar. Ntrinolarn retim hz, leri

Aratrmalar Enstits'nden John Bahcall tarafndan

ekirdek fiziinin en iyi teorileri ve Gne'iniindeki scaklk ve younluk koullarkonusundaki bilgiler kullanlarak ok dikkatlibir biimde hesapland. Ntrinolar evredekimaddeyle ok zayf bir biimde etkiletiklerindenGne'in merkezinde retilen hemen hemenher ntrino Gne yzeyinden uzaya kayorolmal. Bu nedenle de teoriyi gzlemlerlekarlatrmak muhtemelen son derece basitolacaktr.

ekil 6- Gne'in sismolojik grnts. Farkl tonlar, bak

dorultumuz boyunca Gne'in yzey tabakalarnnfarkl hzlarn gsteriyor. Gne merkezinin hz yaklakolarak sfrdr. Gne merkezininkinden daha ak tonlar,bize doru hareket eden blgeleri, daha koyu tonlar ise bizdenuzaa doru hareket eden blgeleri gsteriyor. Krllgrntden, Gne'in yzeyi titreirken birbirine yaknnoktalarn farkl hzlara sahip olduu anlalyor.

Pennsylvania niversitesi'nde yirmi yldrsren bir deney sonucunda Gne'ten yaylanntrinolar sayan Raymond Davis ve arkadalar,saylan ntrinolarn ngrlen saynn yalnzcate biri olduunu buldular. Bu fark sonyllarda Japonya'da yaplan bir deneyle de doruland.Dolaysyla da ciddi bir problem oluturuyor.

Ya Gne'in iindeki koullar bizim dndmzdenfarkl, ya da ntrino retildikten


34/106

sonra yapsn deitirebilen ve bylece yakalanpsaylmaktan kurtulabilen bir zelliesahip. Birinci aklama, eer doruysa, yldzlarnyaps konusundaki tm teorilerimizi deitirebilir.kinci aklama ise atom alt paracklarabakmz yenilememizi gerektirebilir.

1990'lar iin planlanan ve Gne ntrinolarnizlemeyi amalayan bir dizi yeni deney gndemde:Rus-Amerikal bilim adamlar arasnda Rus-AmerikanGalyum Deneyi ad verilen bir ibirlii,eski Sovyetler Birlii'nin Baksan Laboratuvar'ndayrtlecek. talya'nn Gran Sasso Laboratuvarve Sudbury Ntrino Gzlemevi'nde ise

Amerika Birleik Devletleri, Kanada ve ngiltereibirlii var. Bu yeni deneylerin eskilerden farkGne'in her yerinde retilmi olabilecek her dzeydentrino enerjisine duyarl olmalar. Bununtesinde Sudbury Ntrino Gzlemevi'nde ntrinonun

her biimi saptanabilecek. Ntrinolar biimdeitirse bile bu yeni nesil sayalara yakalanmaktankurtulamayacaklar.

Yldzlarn Oluumu

Bir yldzn oluumu iin iki ey gereklidir:Madde ve maddeyi yksek younluklara eriinceyedek sktracak bir mekanizma. Madde,uzayda olduka boldur. Uzaydaki madde, hemenhemen tmyle ok kk miktarlarda dierelementler ve kk toz paracklaryla karm

durumda bulunan hidrojen gazndanolumaktadr. Baz blgelerde gaz dzgn birbiimde dalm durumda bulunurken dierbaz blgelerde younlamalar gsterir. Maddenintopland yerde ktle ekimi de daha kuvvetlidir,bu nedenle de gaz kendi kendini dahada sktrarak yksek younluklara ulaabilir.Sonuta ktle ekim kuvveti tek bana gaz younlatrmannbir mekanizmas olabilir. Youn,yeni domu bir yldz ekirdeinin ap birk ylnn yarsndan daha kktr. Ama buboyut bile tam olumu bir yldzn boyutlarndanmilyonlarca kat daha byktr. Ktle ekimiile birleen baka birok kuvvet, bu ilkel yldzekirdeinin davrann belirler. Tipik olarakgaz bulutu kendi evresinde dnmekte olupmanyetik kuvvetler tarafndan gittike daha


35/106

fazla sktrlr. Bu faktrlerin etkileimindendoan etkiler henz tam olarak anlalamamtr.Bulutun iinde bzlme ve kmeye karkoyan s ve basn vardr. eriye doru etkieden ktle ekim kuvveti yeterince byk olduundabulut bzlmeye ve kendi merkezine dorukmeye devam eder. Bu da aa kan ekim

enerjisi nedeniyle s retimine neden olur(Aa kan s kzltesi nm biiminednr). Bzlen gaz bulutunun younluu vescakl artar. Dnen bir bulutta merkez etrafndaGne sistemi boyutlarnda bir gaz ve tozdiski oluabilir. Sonuta kanlmaz olarak merkezdekiscaklk 10 milyon dereceyi bulur. Bu scaklktankleer tepkimeler balar ve bulut biryldza dnr.

Yldzlarn ktleleri Gne ktlesinin ondabiri kadar kk olabilecei gibi yz kat kadar

byk de olabilir. Daha kk ktleler hibirzaman scaklklarn nkleer tepkimeleri balatacaklde ykseltemezler, daha byk ktlelerise kendi nmlarnn da doru etkiyenbasnc ile dalrlar. Bir yldzn yukarda anlatldgibi doumu iin gereken sre yldznktlesi ile deiir. Teoriye gre Gne'imizin doumuiin 10 milyon yl gerekmi olmal. Gnektlesinin onda birine sahip bir yldzn doumsreci 100 milyon yl, yz katna sahip bir yldznkiise yalnzca 10000 yl srer.

1980'lerde Kzltesi Astronomi Uydusu (InfraredAstronomy Satellite, IRAS) oluum srecindeon binlerce yldz bulduunda bu teori debir anlamda desteklenmi oldu. IRAS, kendilerinievreleyen gaz iine gmlm durumda, bzlmelerininilk aamalarnda olan ve nkleertepkimelerin henz balamad yldz ekirdekleribuldu. Yldz oluum teorimiz bir baka desteinide 1980'lerde radyo teleskoplar beklenmedikbir keif yaptnda buldu: Oluum halindekibir yldz civarnda ters ynlere doru fkraniki gaz stunu. Teoriciler bu gaz stunlarnngen bir yldz evresinde bulunmas olasbir gezegen-oluturan diskten kaynaklanmaktaolabileceini ileri srdler. Bununla birlikte 'jet'ad verilen bu gaz stunlarnn kayna ve rolhala tam olarak anlalm deil.


36/106

Yldz oluturan bulutlar bu kadar uzun sredaha fazla bzlmeden tutan ey nedir? Yeni biryldzn ktlesini ve her boyuttaki yldzlarn saysnne belirler? Gen yldzlarn evresinde ouzaman bulunan gaz disklerinin rol nedir?

Yldz oluurken ieri ve dar doru akan gaz

nasl bir ilev grr? Tm bu sorularn yantnbulabilmek iin ayrntl teorik hesaplamalarnsrdrlmesi ve yeni astronomi aralarnn gelitirilmesigerekir. Bu yeni aralar 3 arp 10 zeri eksi 5 derecedendaha yakn gaz kmelenmeleri ve iplikikleriayrdedebilmeli ve saniyede 0.15 kilometrelik gazhzlarn lebilmek iin yzde 5 arp 10 zeri eksi 5 kadarkk dalgaboyu kaymalarna duyarl olmaldr.

Yldz oluumu, grlr n giremedii youngaz bulutlar iinde srp gittiinden ipularradyo dalgalar ve kzltesi nmda aranmaldr.

1990'lar iin planlanan ve tm bu gerekliliklerikarlayan uzay aralar unlardr: Uzay KzltesiTeleskobu (Space Infrared Telescope Facility,SIRTF), Kzltesi Astronomi in StratosferGzlemevi (Stratospheric Observatory for Infrared

Astronomy, SOFIA), Ayarlanm KzltesiTeleskobu (the Infrared Optimized Telescope, IRO),Milimetrik Dizge (Millimeter Array, MMO),Milimetre Alt Dalgaboyu Teleskop Dizgesi (SubmillimeterWavelength Telescope Array ve Bat

Virginia'daki Green Bank'ta yer alan Green BankTeleskobu (GBT). Bu teleskoplardan her birinin

konunun aratrlmasna kendine zg ve nemlikatklar olacaktr. SIRTF Dnya'mzn atmosferinegiremeyen dalga boylarn gzleyecektir. SOFIAgezegen oluturan disklerdeki koullarn habercisiolan baz atom ve molekllerin yayd nminceleyecektir. MMA ve IRO ise gezegenoluturan diskler ve bu disklerden fkran gazakmlarn incelemek amacyla yksek ayrmagl almalar yapacaklardr.

rnein MMO her biri aa yukar sekizmetre apnda krk farkl radyo teleskop anandanolumaktadr. Bu teleskoplar elektronikolarak birbirine bal olacak ve bylece tek birdev teleskop gibi davranabileceklerdir. Birbirinden2 arp 10 arp 5 derece asal uzaklktaki iki cismiayrdedebilcek olan MMA, adn duyarl olduu


37/106

rayo dalgalarnn dalga boylarndan (1 milimetreden10 milimetreye kadar) almaktadr.

ekil 7- Radyo dalgalarna duyarl olacak olan, neri halindekiMilimetre Dalgaboyu Gzlemcisi'nin (MMA) hayali grnts.

Bu dalgaboyu aralnda MMA'nn asal

zmleme gc, Dnya'daki tm teleskoplardandaha iyi olacaktr. Daha ksa dalgaboyluradyo dalgalarna duyarl olacak Milimetre AltDalgaboyu Teleskop Dizgesi ise her biri altmetre apnda en az altl bir anten grubundanoluacaktr.

Yldzlarn Yaam ve lm

Yzyllar boyu, zellikle yeryzndeki yaamsreleriyle karlatrldnda, yldzlar kalclsimgelemilerdir. Shelley'in Adonais (1821)

adl iirinde u dizelere rastlarz: "Her ey deiirve geer, yalnzca Bir ey kalr;//Gkyznnklar srekli parlar, yeryznn glgeleriuar." Ve Christabel'de (1800), Coleridge yleyazar: "Ve gerek kalclk gkyznde yaar;//

Yaam skc, genlik anlamszdr."

Ama ada astronomlar hibir eyin gerekanlamda kalc olmadn farkettiler.

Ondokuzuncu yzylda yakn yldzlarnuzaklklar ilk kez dorudan lldnde, astronomlar

baz yldzlarn ayn uzaklktaki dierlerindendaha parlak grndn buldular. Vebylece btn yldzlarn ayn olmad sonucunavardlar. Yldzlar, tpk elektrik ampullerigibi eitli ma glerinde olabiliyorlard.Renkleri de birbirlerinden farklyd. 1911-1913yllarnda birbirlerinden habersiz olarak Danimarkalastronom Ejnar Hertzsprung ve Amerikalastronom Henry Noris Russel yldzlar hakkndabasit ama ok nemli bir gerei kefettiler.Hertzsprung ve Russel yakn yldzlar,renkleri bir eksende, ma gleri dier eksendeolmak zere bir diyagrama yerletirdiklerindeyldzlardan ounun diyagonal bir bant boyuncayer aldklarn grdler. Baka bir deyile,yldzlarn renkleri ve ma gleri arasndakesin bir iliki vard: Ima gc daha yksek


38/106

yldzlarn renkleri de daha mavimsiydi. Eerbyle bir iliki olmasayd --eer belli bir renktekiyldzlarn ma gleri birbirlerinden ok farklolabilseydi-- o zaman Hertzsprung-Russel diyagramnayerletirilen yldzlarn diyagramn heryerine dalm olmalar gerekirdi. Yldzlarnounluunun zerinde yer ald bu diyagonal

bant 'Ana Kol' olarak bilinir. Ana kolun altucunda yer alan yldzlar krmz renkli ve snk,st ucunda yer alan yldzlar ise mavirenkli ve ok parlaktr. Bir yldzn ana koldakiyerini belirleyen en nemli faktr, o yldznktlesidir. Byk ktleli yldzlar daha mavimsive yksek ma gcne sahip, kk ktleli yldzlarise daha krmzms ve snktrler.

ekil 8- 'Ana kol' yoldzlarnn dalm. Her kkember, gzlenen bir yldz temsil ediyor. Yatay eksen,yldzn gzlenen rengi; dey eksen ise yldzn

gzlenen ma gcn gsteriyor. Kegen dorultusundauzanan ve olduka dar olan kuaa ana kol ad veriliyor.

Renk, scaklkla dorudan ilikili olduu iinnemlidir. Tm scak cisimler, yldzlar da dahilolmak zere, elektromanyetik nm yayarlarve bu nmn rengi cismin scakl tarafndanbelirlenir. rnein, 7000 C derece scaklk mork, 3500 C scaklk krmz k retir (7000 derecedendaha yksek scaklklar mor-tesi nm,X-nlar ve gamma nlar; 3500 derecedendaha dk scaklklar ise kzltesi nm

ve radyo dalgalar retirler). Bir yldzn renginisaptadnzda onun yzey scakln saptamolursunuz. Dolaysyla Hertzsprung ve Russel'inkefettikleri ey aslnda bir yldzn ma gcve yzey scakl arasndaki ilikidir.

Hertzsprung ve Russel bir ey daha buldular.Yldzlarn kk bir oran kendine zgyd;bunlar ana kol yldzlar denen ounluuktagzlenen renk-ma gc ilikisini gstermiyorlard.Bu 'uygunsuzlar'n bir blmnn magleri kendi renklerine gre ok fazla, bir blmnnma gleri de yine kendi renklerinegre ok azd. Baz baka ip ularna ve teorikngrlere dayanarak bugn bunlarn evrimlerininileri aamalarndaki yldzlar olduunainanyoruz. Gerekten yldzlar doar, yalanr


39/106

ve sonunda ya gzden yitip gider ya da patlarlar.Yldzlar ne Newton'un 'sabit' cisimleri, nede Shelley ve Coleridge'in sonsuz klardr.Hatta Shakespeare'in 'deimez' kuzey yldzbile bir gn yok olacaktr.

Bir yldz olutuu andan itibaren etkin yaam

sresinin ounu ana kol yldz olarak geirir.Bu evrede yldz, ilkel yakt olan hidrojeniyakar. Drt hidrojen ekirdeini kaynatrarakbir helyum ekirdeine dntrr ve bu sresonunda nkleer enerji aa kar. Daha sonra,yldz hidrojeninin kabaca % 10'nunu tkettiindeyldzn merkez blgeleri bzlrken d blgelerigeniler. Bu arada yldz parlamay srdrr.Parlamann kayna ise merkez blgesibzlrken salverilen ekim enerjisidir. Yldznyzeyi ise genilerken sour ve yldzn aynparlaklktaki bir ana kol yldzna oranla ok

daha krmzms grnmesine neden olur. Byleolaand krmz ve byk yldzlara krmzdev yldzlar ad verilir ki Hertzsprung-Russeldiyagramna uyumsuzluk gsteren yldzlarnbir blm bunlardr. Eninde sonunda yeterincebyk ktleli krmz dev yldzlarn merkezlerindekiscaklk, yeni bir nkleer yakt ateleyebileceklde ykselir. Bu yeni yakt, hidrojendensonra ikinci hafif atom olan helyumdur. helyum ekirdei kaynaarak karbona dnr.Sonunda, bir dizi nkleer tepkime sonucunda,gittike ar ekirdeklerin kaynamas sonucu

yldzn merkezi demire dnr. Demir, elementlerinen ksrdr. Ne baka atom ekirdekleriylekaynaarak ne de daha hafif ekirdeklereblnerek enerji retemez. Bir yldzn merkezidemire dntnde, yldzn kendi ktle ekiminidengeleyecek scaklk ve basn kaynakalmadnda, yldz kmek zorundadr.

Gne'imiz bir ana kol yldz olarak yaklak5 milyar yl yaad, krmz dev bir yldza dnpbymeye balamadan nce hidrojenini sakinbir biimde yakarak 5 milyar yl daha yaayacak.Sonra, 100 milyon gibi ksa saylabilecekbir zaman aral ierisinde nkleer yaktnn gerikalann tketerek kecektir. Byk ktleliyldzlar nkleer yaktlarn daha hzl, kkktleli yldzlar ise daha yava harcarlar. rnein,


40/106

Gne'imizden on kat daha byk bir ktleyesahip olan bir yldz, merkezindeki hidrojeniyalnzca 30 milyon ylda tketerek bir krmz devednr. Genel olarak byk ktleli yldzlarher eyi kk ktlelilerden daha hzl yaparlar.

Yldz evrimi ile ilgili teorilerimizi nasl snayabiliriz?

Tek bir yldzdaki deiiklikleri gzleyebilecekkadar uzun zaman bekleyemeyeceimizok ak. Bu, milyonlarca veya milyarlarcayl gerektirir. Bunun yerine evrimlerinin deiikaamalarndaki birok yldz gzleyebilir ve buradantek bir yldzn yaam yksn karabiliriz.Botanikiler benzer bir yntemle Kaliforniyakzlaalarnn yaam evrimini akla kavuturmulardr.Kzlaalar bir botanikidenok daha uzun, yzyllarca yaarlar. Ancak kimitohumunu atlatan, kimi ilk yapraklarn veren,kimi ise olgunluk ve yallk alarndaki kzlaalar

ayn zamanda gzleyerek tek bir kzlaacnyaam tarihini karabiliriz. Yeni yldzlarsrekli bir biimde doduklarndan --galaksimizdeortalama olarak ylda yaklak on yldz-- birgrup yldz inceleyen astronomlar evrimlerininhemen her aamasndaki yldzlarla karlarlar.Hubble Uzay Teleskobu, galaksimizin oktesinde, milyonlarca k yl uzaklktaki yldzlarinceleyebiliyor. SIRTF da benzer lmlerleyeni domu yldzlarn sahip olabildii deiikma glerini inceleyebilecek.

Yanp-tkenmi bir yldz yaamn eitli ekillerdenoktalayabilir. Youn, snk bir yldztr olan beyaz cceye veya ok daha youn, soukbir tr olan ntron yldzna dnebilir. Birbeyaz cce, ayn ktleye sahip bir ana kol yldzndan100-1000 kez daha kktr. Bir ntronyldz ise normal bir yldzdan 100000 kez dahakk olup hemen hemen yalnzca ntronlardanolumutur. Ntronlar atom-alt paracklarolup protonlarla birlikte atom ekirdekleriniolutururlar. Tipik bir atomda proton ve ntronlar,atomun arlka yzde 99.9'unu oluturduuhalde hacminin yalnzca 0.0000000000001'inikaplayan ve ekirdek ad verilen ok youn merkezblgesinde bulunurlar. Atom hacminin okbyk bir blm ekirdein evresinde greceliolarak byk uzaklklarda dnen ve ktleleri


41/106

proton ve ntronlara gre ok kk olan elektronlarcadoldurulur. Bununla birlikte, ntronyldzlarnda ntronlar kat ve ok sktrlmbir biimde yan yana bulunurlar. Gne'inatomlarndaki tm elektronlar koparp ekirdekleriyan yana getirdiinizi dnn. Bir ntronyldz elde edersiniz. Ntron yldzlarnn

younluklar hayal bile edilemeyecek kadaryksektir: Gne'in ktlesi yaklak on kilometreapnda bir krenin iine sktrlm durumdadr.Bunun tesinde bu kre saniyede 1ile 1000 devir arasnda ok yksek hzlarla dnmektedir.Manyetik alan Dnya'mznkindentrilyonlarca kat kuvvetli olan ntron yldzlar,periyodik atma (puls) biiminde youn radyo dalgalaryayarlar. Beyaz cceler ve ntron yldzlar,yaplarndaki sktrlm atom alt paracklarndirenleri nedeniyle daha fazla kemez,bzlemezler. Sonsuza kadar bu dengeli

durumlarn koruyabilirler. Ama bir zamanlarnparlayan yldzlar olan bu youn krelerin dnmeenerjisi dndaki enerji kaynaklar tkenmitir.Dolaysyla, eninde sonunda snkleipsoumaya mahkumdurlar.

Beyaz cceler 1913 ylnda Hertzsprung tarafndantanmlanmtr. 1924 ylnda ngiliz astronom

Arthur Eddington ilk kez Gne'e yaknbir yldz olan Sirius'un beyaz cce bir yldzolan yoldann boyutlarn hesaplad. lk ntronyldz 1967 ylnda Cambridge niversitesi'nden

Jocelyn Bell ve Anthony Hewish tarafndanbulundu. Astrofizikilerin bu ilgin cisimlerinkarakteristik zelliklerini onlarn kefindennce ngrmeleri garip gelebilir. Kaliforniya'dabirlikte alan svire uyruklu astronom FritzZwicky ve Alman uyruklu astronom Walter Baade,ntronun bir laboratuvarda ilk kez kefindenyalnzca iki yl sonra, 1934'de ntron yldzlarnnvarln ve zelliklerini nceden belirlemilerdi.Bylesi kesin kehanetler, yeryzndekefedilen fizik yasalarnn evrenin uzak blgelerindede uygulanabilir olduu varsaymnngeerliliini snamaktadr.

Bu ngrler ayn zamanda astronomideki teorikhesaplamalarn gcn de snyor. Buradabir an durup konu dna karak astronomide teori


42/106

ve gzlemin rollerine gz atmakta yarar var.

ekil 9- Deiik tr yldzlarn yaklak yaraplar.Ntron yldzlarndan (aplar yaklak 10 kilometre)krmz dev yldzlara kadar (aplar yaklak 300 milyonkilometre) ok byk aral kapsayabilmek asndan,yatay eksendeki her birim, saa doru gidildike 100

saysyla arplmaktadr.

Her bilim dalnda teori ve deney birlikte, yanyana yer alr. Teori, kavramlar tanmlar ve gelitirir,yeni deney ve gzlemlerin sonularnnceden grmeye alr, deney sonularn yorumlar.

Akl ve zekamzn dnda d dnyadaneyin gerek olduunu bize syleyen, deney vegzlemdir. Astronomi, dier bilimlerden bir anlamdafarkldr. Astronomide incelenen cisimlergenellikle k yllar boyu uzakta ve kontrol dndadr.Bir ntron yldznn manyetik alann

'kapatp' nasl davrandn inceleyemeyiz; birgalaksinin belirli bir yne dnmesini salayamayz,hatta ona deiik alardan bakamayzbile. Astronomide, yalnzca gzleyebiliriz. Astronomideveri toplayan insanlara 'deneyci' deil'gzlemci' denir. Astronomide gzlediimiz cismikontrol edemediimizden ve onu para para incelemekzere paralarn izole edemediimizdenastronomik sistemleri olduu gibi, tm karmaklklarylakabul etmemiz gerekir.

Pek ok fiziksel olay, etki ve ilkeler genelde

birbiri iine girmi durumda olup kolay kolayayrlamaz. rnein bir ntron yldznn evresindekigazn yayd belirli bir nm iddeti,teorinin ngrd gibi manyetik alann gaz etkilemesisonucu ortaya km olabilecei gibi,k evrensel ekim teorimizle hibir ilgisi olmayacakbir biimde basit bir gaz kmelenmesindende kaynaklanyor olabilir. Gaz kontrol etmekya da daha yakndan bir gz atmak mmknolmadndan bu iki olaslk veya bir dzinebaka olaslk arasndan seim yapabilme olanandanyoksunuz. Dolaysyla astronomide teorive gzlem arasnda net bir karlatrma, dierbilim dallarnda olduundan daha zordur. Astronomidebelirli bir teorinin kesinlikle yanl veyakesinlikle doru olduunu sylemek ok zordur.Bu durum baz teoricilerin kendilerini ok


43/106

rahat hissetmelerine yol ayor. Bazlarnda isehayal krkl yaratyor. Bununla birlikte astronomidebile teori ve gzlem olduka uyumlu birbirliktelik sergilemektedir. Hertzsprung ve Russel'ingzlemleri, daha sonra yldz yaps teorilerinegiren ok nemli bilgiler salamtr.Zwicky ve dierlerinin teorik ngrleri, saniyede

bir kez dnyor gibi grnen bir gk cismibulan Bell ve Hewish'in ilgin ve meraklgzlemlerinin yorumlanabilmesini salamtr.

Varsaylan bir ntron yldznn ok kk boyutlarnasahip olmad srece hibir cisimhem o kadar hzl dnp hem de dalmadan,tek para halinde kalamaz. Astronomide teorive gzlem arasndaki baarl ibirliinin dierrneklerini yeri geldike greceiz.

Beyaz ccelere ve ntron yldzlarna ilikinok sayda zlmemi bilmece var. Bu youn ve

sk yldzlarn balangtaki dn hzlarnsaptayan nedir? Ntron yldzlarnn merkezindekisper youn maddenin doas nedir? Birntron yldznn manyetik alan, yldzn dnmehzyla etkileerek elektronlar yksek hzlarakadar ivmelendirir ve radyo dalgalar yaylmasnaneden olur. Ama bu radyo dalgalar yayn1-10 milyon yl arasnda yok olur. Neden? Yeniradyo teleskoplar bu sorulara yant bulmak iinuraacaklar.

Beyaz cceler ve ntron yldzlar nasl olutu?

Astronomlar, ktleleri Gne ktlesinin sekizkatndan kk olan tm yldzlarn nkleeryaktlarn tkettikten sonra kerek beyaz cceoluturacaklarna inanyorlar. Nkleer yaktnbitirmi olan daha byk ktleli yldzlar isefarkl bir son bekliyor. Bunlar beyaz cce oluumaamasn geerek kmeyi srdrecekler;ok byk miktarlarda ekim enerjisi yayacaklarve spernova ad verilen byk bir patlamayladalacaklardr. Ksa bir zaman sresincebir spernova, 100 milyar yldzn parlaklnasahip olabilir. ('Yeni' anlamna gelen novaszc kkenini astronomlar tarafndan yzyllardrkullanlan bir isimden alr. Tarihselastronomi kaytlar, zaman zaman, gkyzndebir gece nce gzle grlr hibir eyin bulunmadbir noktada birden bir 'yeni yldz'n ortaya


44/106

ktn yazar. Nova ve spernovalara 'konukyldz' adn veren inliler bu olaylar milattanyzlerce yl nce gzlemilerdir). Spernovapatlamalarnn zaman zaman, belki de herzaman, arkalarnda kalnt olarak ntron yldzlarbraktna inanlyor. Bununla birlikte,eer ortaya kan ntron yldznn ktlesi Gne

ktlesinin katndan bykse, hibir ibasn ktle ekiminin o ezici kuvvetine karkoyamaz. Bu durumda yldzn yaps tmylekerek kara delik ad verilen garip cismi oluturur.Gelecek blmde ayrntlar ile anlatacamzbir kara deliin iinde ktle ekimi ylesineyoundur ki cismin yzeyinden k bile kaamaz.Kara deliklere bu ad hi k yaymamasndandolay verilmitir.

1987 ylnn balarnda astronomlarn elineyldzlarn evrim, kme ve patlama teorilerini

snayabilecekleri ok ender bir frsat geti.Hibir uyarda bulunmakszn, yaknlarda biryldz patlad ve astronomlara daha nce higrmedikleri kadar ayrntl bir spernova grnmsundu (Burada 'yakn' szc ile komugalaksi kastediliyor). 1987A ad verilen spernovadanyaylan dikkatle inceleyen astronomlareski fotoraflardan patlayan yldz bularakspernovalarn kayna ve yaps hakkndaok ey rendiler. Bu olay, gzlem iin olduukadar teori iin de bir zaferdi. Kobaltn radyoaktifbozunmasndan kaynaklanan gamma

nlar, nikel miktar, ok dalgas tarafndanuzaya frlatlan silikon, oksijen ve dier elementkatmanlar; herey nceden hesapland gibiydi.1987A'dan kaynaklanan ele gemez ntrinolarda saptand. nceki teorilere gre, ntrinolarbir ntron yldznn oluumu srasnda okmiktarda retilmeliydi. Spernova 1987A'dankaynaklanan ntrinolar yalnzca spernovaiinde varl ngrlen scaklk ve basnlarndoruluunu onaylamakla kalmad, fizikilerinntrinonun zelliklerine baz snrlar koyabilmelerinede olanak salad. Bu, teorik fiziktekibaz sorularn yantlarnn yldzlarda bulunduuilk durum deildi.

1987A spernovas bir raslantyla kefedildi.1987 24 ubatnn erken saatlerinde, kuzey ili'de


45/106

bir dan tepesinde Toronto niversitesi'ndenastronom Ian Shelton 170000 k yluzaklktaki kk bir galaksi olan Byk MagellanBulutu'na ait bir fotoraf pla zerindealyordu. Kk (25 cm'lik) teleskobuyla blgeninresmini ektii srada Shelton bir gariplikfarketti. Resmin ortasnda ok parlak bir leke

vard. Dar kt, inanmaz gzlerle gkyznebakt. Birka gece nce hibir eyin olmadByk Magellan Bulutu'nda ok parlak yeni biryldz olduunu grd. Spernovay farkedenbakalar da vard, bunlardan biri de Yeni Zelanda'dakievinin arka bahesindeki teleskoplaByk Magellan Bulutu'nu gzleyen amatrastronom Albert Jones idi. Bir ka saat iindehaber Cambridge'deki Harvard-Smithsonian

Astrofizik Merkezi'nde alan Brian Marsden'eulatrld. Marsden, Astronomi Telgraflar MerkezBrosu (Central Bureau for Astronomical

Telegrams) adl astronomi verileri toplayan birkuruluta grev yapmaktayd. Spernova1987A szckleri bir anda tm dnyaya yayld.

Astronomlar daha nceleri de spernova olaylargzlemilerdi. Onlar bylesine heyecanlandrpcoturan ey, 1987A'nn 383 yldan beri gzlenenen yakn spernova olmasyd. 1604 ylndanberi bu kadar yakn ve parlak, hatta plakgzle izlenebilen bir spernova patlamas olmamt.Bu, spernovay yakndan incelemek iinele geirilen bir anst.

Gene 24 ubatta kefin rzgarn hisseden,Harvard'da alan astronom Robert KirshnerNASA'ya telefon ederek Dnya evresinde yrngedebulunan Uluslararas Mortesi Uydusunun(International Ultraviolet Explorer, IUE)programlanm gzlemlerini deitirip 1987A'ygzlemeye balamasn salad. Bylece bir diziyksek teknoloji rn uydular, teleskoplar vebilgisayarlar yardmyla spernova dikkatle incelenmeyebalad. Eer 1604 ylnda plak gzlebir spernova izleyen son insan olan JohannesKepler bunlar grseydi, sihir veya by sanabilirdi.

Neden kimi byk ktleli yldzlar spernovaoluyorlar, dierleri ise kara delik-veya her ikiside? Yldz evriminin bu iki bitim noktas da henztam anlalm deil. Tahminlere gre yldzlarn


46/106

olduka byk bir blmnn ktlelerion Gne ktlesinden byk olmal. Bu da onlarnsonunun kara delik olmasn salyor. Bunakarn galaksimizdeki milyarlarca yldz iindeyalnzca birka tane kara delik aday bulundu.uras ak ki ya byk ktleli yldzlar nkleeryaktlarn bitirmeden nce ktlelerinin byk

bir blmn kaybediyorlar ya da kara delikleribulmak sanldndan daha zor. Spernovalarlaikilem tersine dnd. Doa, spernova yaratmaktahi zorlanmyor, asl sorun teorik astronomlarda.imdiye kadar bilgisayar simlasyonlarnkleer yaktn bitirmi hibir yldznkurallara uygun bir spernova olarak patlamasnsalayamad. Teorik olarak yldzn kmesinisalamak kolay ama sramasn, geri tepmesinisalamak hi de yle deil. Bilgisayarlaraverilen komutlarda sanki bir ey eksik gibi.Gzlenen spernovalarda patlama biiminde

aa kan enerjinin yzde doksan dokuzu ntrinolararaclyla salnr, geri kalan enerji isegenleme kinetik enerjisi (hareket enerjisi), X-nlarve gamma nlar biimine dnr.Salnan ntrinolarn ve nmlarn incelenmesipatlamann nedeni konusuna aklk getirebilir.u an almakta olan ve ina halinde olan ntrinodetektrleri 1987A'daki baarlarn srdrmekamacyla gelecekteki spernova patlamalarndanyaylacak ntrinolara kar tetikteolacaklar. Gamma-n gzlemleri de spernovapatlamas srasnda oluan kimyasal

elementleri saptamakta kullanlacak. Nasl radyonm ve kzltesi nmn duyarl dalgaboylarnm yapan moleklleri tanmlayabiliyorsa,gamma-nmnn dalga boylarda nm yapan atom ekirdeklerini tanmlar.Her atomun ekirdei, dalgaboyu yalnzca oatoma zg olan gamma-nlar yayar. zelliklekobalt, nikel, demir ve titanyum spernovapatlamas srasnda oluur ve bu elementlerinbolluklarnn ve deiik biimlerinin incelenmesispernovann ileyii asndan ok deerlibilgiler salar.

Nisan 1991'de frlatlarak Dnya evresindebir yrngeye yerletirilen Gamma In Uydusu'nun(Gamma Ray Observatory, GRO)duyarll kendinden nceki uydulardan daha


47/106

fazla olup uydu, dier projelerin yansra spernovagzlemleri de yapacak. Bu yeni uydununarl 14 ton, boyutlar ise ona g salayanGne panellerinin ularndan lldnde 20metrenin zerinde. 1990'larn sonlarnda astronomlarNkleer Astrofizik Kaifi (Nuclear

Astropyhsics Explorer, NAE) gibi 100 milyon

k yl uzaklktaki spernova patlamalarndankaynaklanan gamma nlarn lebilecekduyarlla sahip, daha gelimi uydular atmayahazrlanyorlar. Spernova patlamas biryldzn yaam sresi boyunca en fazla bir kezmeydana geldiinden, patlama srecine girmibir yldz yakalamak iin dev uzay hacimleriningzlenmesi gerekir. NAE gamma n dalgaboylarn yzde 0.1 duyarllkla lebildiinden,bu nlar yayan atomlarn tannmasnda okdeerli bilgiler salayacak.

1990'lar iin planlanan bir baka nemli astronomiuydusu da leri X-n Astrofizik Uydusu'dur(Advanced X-ray AstropyhsicsFacility, AXAF). Uzaydaki bu yeni uydu, yerkreevresindeki yrngesinde 1978-1981 yllararasnda dolanan Einstein X-n uydusununyerini dolduracak. Yrngede dolaan14 metre boyunda ve 4 metre apnda bir silindirbiimindeki AXAF'n arl da 13 ton olacak.Einstein uydusu gibi AXAF da zel aynalaryardmyla X-nlarn odaklayp cisimlerinX-n grntlerini oluturabilecek.

Yzeye dik gelen X-nlar bildiimiz aynalartarafndan yanstlmadndan AXAF'n altnkapl alt aynas o ekilde yerletirilmitir ki X-nfotonlar bu aynalara bir ka derecelikkk alarla gelir ve kaydedilirler. AXAF'nasal ayrma gc Einstein uydusunun on katolacaktr. Bu da aralarnda 0.0001 derece olaniki cismin ayrdedilmesi anlamna geliyor.

AXAF'n duyarll Einstein'n 100 kat, tayfsalayrma gc ise 1000 kat olacak. AXAF'nbilimsel grevleri arasnda spernovalarn yaydX-nlarn analiz etmek de var. AXAF daHubble Uzay Teleskobu, SIRTF ve GRO gibi atmosferindnda, uzayda almak zere hazrlanmyeni kuak astronomi aralarndan biri.nsann yaam iin gerekli olan atmosfer, astronomlariin bir ba arsdr. Daha nce sz


48/106

edildii gibi, k Dnya evresindeki atmosferinhareketli, rzgarl ve anaforlu katmanlarndangetiinden gk cisimleri

Alan Lightman - Yıldızların Zamanı

Documents