EdPJINP. Hubble Uzay Teleskobu Nedir? – Hubble Ne İşe Yarar? Hubble Uzay Teleskobu oldukça güzel ve ilgi çekici bir hikayesi bulunmakta. Evreni daha iyi anlamımızı ve görmemizi sağlayan bu uzaydaki gözlemevi bize daha uzaktaki galaksileri ve gezegenleri göstermek adına yörüngeye yerleştirildi. Böylece dünyada bulanık gördüğümüz görüntüleri artık uzaydan çekilmiş bir uzay teleskobuyla rahatlıkla görebilecektik. Hubble Uzay Teleskobuna geçmeden önce biraz geriye gitmekte ve konunun önemini anlamakta fayda var. İnsanlığın ilk anlarından beri insanoğlu gökyüzüne ayrı bir bağ kurmuş, yıldızları ve gezegenleri izleyerek kendisine sürekli bir anlam çıkarmaya çalışmıştır. Kimi zaman bazı yıldızları birleştirerek yıldızlara doğada gördüğü hayvan isimlerini vermiştir. Kimi zaman ise gökyüzüne bakıp ne kadar küçük olduğunu, evrende başka insanlar var mıdır gibi sorulara yanıt aramıştır. Tüm bu varsayımlar antik çağlardan beri günümüze gelmekte olan düşüncelerden sadece birkaç tanesi. Evreni izlemek çıplak gözle bir yere kadardır ve gözümüzle gördüğümüz verilere dayanarak bilimsel olarak çalışmalarda bulunmamız pek mümkün değil. Bu yüzden teleskopları inceleyip evreni daha iyi gözlemlemek istedik. Teleskobu elimize alıp gökyüzüne her baktığımızda her zaman yeni ve şok edici gerçeklere tanık olduk. Diğer gezegenleri görmek ve incelemek bize başka gezegenleri de görme heyecanını kattı. Antik çağlardan beri neredeyse varlıklı ve dünyaya iz bırakmış her medeniyet gökyüzünü inceledi ve bunu tarımı iyileştirmek ve senelik hasadının verimini artırmak uğruna çalışmalar da bulundu. Bazıları ise gökyüzünde gördüklerini yaşadığı zamana uyarlayarak bir takım kehanetlerde bulundu. Zaman ilerledikçe rasathanelerimiz gelişti ve daha çok şey görür olduk. Osmanlıdaki rasathaneler hakkında daha fazla bilgi almak için tıklayın. Fakat gördüklerimiz bulanık ve pusluydu. Bunun nedeni dünyanın içerisindeki bulunan parçacıklar ve diğer değişkenlerdi. Tam da bu anda 1923 yılında Hermann Oberth, Robert H. Goddard, Konstantin Tsiolkovski ve Lyman Spitzer gibi isimler yörüngeye bir uzay teleskobunun nasıl yerleştirilmesi gerektiği ve bunun getireceği avantajlar hakkında yazılar ve kitaplar yayınlayarak bu konu üzerinde çalışmalara başladı. Hubble Uzay Teleskobu Tüm bu gelişmelerin ardından aynı yıl HUBHubble Uzay Teleskobu fikri ortaya çıktı ve üzerinde tartışılmaya başlandı. 1970’te, 1983 yılında uzayda çalışmaya hazır bir vaziyette olması planlanırken teknik aksaklıklar ve çeşitli sorunlar ile Hubble Uzay Teleskobu 1990 yılında uzaya fırlatıldı. İsmini Edwin Hubble’dan alan Hubble Uzay Teleskobu 2021 yılına kadar faal olarak hizmet verdi. Uzaydan çok daha rahat bir şekilde evrenin bize fotoğraflarını gönderen Hubble günümüze kadar yüzbinlerce fotoğraf ile bilimi aydınlatmaya devam etti. 1990’da uzaya gönderilmesinin ardından Hubble çok kısa bir süre sonra çalışamaz hale geldi. Bunun nedeni teleskobun aynasının milimlik bir mühendislik hatası ile yanlış takılmış olmasıydı, bu resimleri düzgün çekemeyeceği anlamına geliyordu. Dünya’dan 8 dakika mesafede bulunan Hubble’a hemen bir bakım uçuşu gerçekleştirildi ve tekrar çalışır duruma getirildi. Enerjisini güneş panelleriyle güneşten karşılayan Hubble bu zamana dek toplamda 5 bakım uçuşuyla onarılmış ve yenilenmiştir. 25 Aralık 2021 yılında yörüngeye fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu çok daha uzaklara hatta evrenin başlangıcının fotoğraflarını çekmek üzere Hubble’ın yerini aldı. Hubble Uzay Teleskobu şuanda çalışmıyor ve yörüngene indirilmiş durumda. James Webb Uzay Teleskobu 2022 yılının Haziran ayında bize çektiği fotoğrafları göndermek üzere hazır bir durumda beklemekte. James Webb Uzay Teleskobu hakkında daha fazla bilgi almak için tıklayın. Hubble Uzay Teleskobu bize göremediğimiz pek çok şeyi göstermiştir. Bilime dünyasına katkıları inanılmaz ölçüde büyüktür. Onun sayesinde bizden milyarlarca yıl uzaklıktaki galaksileri gördük ve üzerinde araştırmalar yaparak onları kategorize ettik. İnsanoğlunun en başından beridir sorduğu “Evren nasıl var oldu?” sorusunu belki de şimdi James Webb Uzay Teleskobu ile cevaplayabiliriz kim bilir. James Webb Uzay Teleskobuna ait gelecekteki gelişmeleri ve çektiği fotoğrafları heyecanla beklemekten başka çaremiz yok gibi görünüyor şuanda. Hubble Teleskobu Teknik Bilgiler Uzunluğu 13,2m, genişliği ise 4,2m. Ağırlığı 12 tondur. Ayna çapı Güneş panellerinin boyutu Dünyamızdan 559km uzaklıkta. Saniyede hızla yol alır. Yörünge periyodunu 97 dakikada tamamlamaktadır. 1990’dan beri; +1,2 milyon gözlem +120 terabyte arşiv. Hubble Uzay Teleskobu Tarafından Çekilmiş Fotoğraflar . Teleskobun icadı 7. yüzyıla dayanır. Teleskop 1608 yılında Hans Lippershey tarafından icat edilmiş olsada ilk olarak 1609 yılında Galileo Galilei tarafından gökyüzünü gözlemlemek için kullanıldı. Teleskobun içinde bulunan mercek türü yakınsak yani bir diğer adıyla ince kenarlı mercek. Teleskobun Temel Amacı Nedir? Bir teleskobun temel amacı yıldızlardan foton toplamaktır. Foton ne diye soracak olursak kısaca ışık demeti diyebiliriz. Toplanan bu fotonlar ışık demeti sayesinde gök cisimlerinin dünyaya mesafesini, ağırlığını, yaşını bulabiliriz. Uzayın, gök cisimlerinin fotoğrafını çekebiliriz. Bu elbette kolay bir süreç değildir. Eğer hava sisli, bulutlu, kirli vb. olursa teleskobun görüş mesafesi azalacağı için doğru veriler elde edilemez. Yazın geceleri daha çok yıldız görmemizin sebebi de budur havanın açık olması. Hubble uzay teleskobu bu gibi sebeplerden dolayı atmosfer dışında kullanılır ve bu sayede daha net gözlem yapılır. Teleskop Çeşitleri Nelerdir? Teleskop çeşitlerini sayacak olursak genelde 7 çeşit diyebiliriz bunlar Radyo teleskobu, X-ışını teleskobu, UV teleskobu, Aynalı teleskop, Mercekli teleskop, Kızılötesi teleskop ve son olarak Optik teleskop. Günümüz Astronomisinde en çok kullanılan teleskop çeşidi Mercekli ve Aynalı teleskoplardır. Halk arasında da mercekli teleskop yaygın olarak kullanılıyor. Aynalı teleskoplar ışığı çok iyi topladığı için Profesyonel Astronomlar tarafından kullanılır. Gelmiş geçmiş en büyük uzay teleskobu ise Cherenkov Hess 2’dir. Teleskobun Çalışma Prensibi Bir teleskobun çalışma prensibini anlayabilmek için şöyle düşünmelisiniz Neden 100 metre uzaklıktaki bir metni, sayıyı veya herhangi bir şeyi okuyamıyoruz. Cevabı hiç de zor değil aslında gözümüze daha doğrusu retinaya düşen nesnenin boyutu çok küçük de ondan. Bu sebepten ötürü daha çok ışık toplayabilen bir araca ihtiyacımız vardır Teleskop. Şimdi gelelim teleskobun çalışma mantığına objektif merceğin odaklanmış olduğu yerden gelen ışık kırılmaya uğrar veya aynalar yardımıyla yansıtılır daha sonra bu ışık demeti bir odak noktasında toplanır ve görüntü büyütülmüş olur. İnsanların göz merceği sabittir ve de bu sebepten dolayı uzaklaştırma, yakınlaştırma yapamayız. Eğer göz merceğimiz sabit olmasaydı belki de gözümüz iyi bir teleskop olurdu. X ışınları X-rayler, Dünya'nın atmosferi tarafından emilirler bu sebeple bu ışınları görmek isteyen bir kişinin atmosferin üzerine çıkması gerekir. NASA'nın Uhuru 1970 ve Birleşik Krallık'ın Ariel V 1974 uyduları, dönerek sabit bir şekilde durabilen uydular spin-stabilized satellite olup, 400'ün üzerinde parlak X ışınını keşfetmişlerdir. Astronotlar, X ışınlarının yıldızların öldükten sonra saçtığı maddelere yönelik hayatî önem taşıyan bilgiler içerdiğini keşf ettiler. Özellikle süpernova patlamaları ve beyaz cüceler, nötron yıldızları ve kara delikler hakkında X-ray ışınları sayesinde çok sayıda bilgi sahibi olabiliriz. X ışınları güneş patlamaları gibi enerji yüklü etkinlikler sonucunda ortaya çıkan radyasyonun önemli birer parçasıdır. Uzay teleskoplarının gelişiminde iki önemli teknolojik gelişme büyük bir rol oynamıştır. Bunlardan birisi, aynı odaklı ayna sistemlerinin inşası, diğeri de gaz sıkışmalarının orantılı sayaçlarının iki boyutlu X ışını röntgenlerinin çekilebilmesi olmuştur. Bu iki teknolojiyi kullanan Birleşik Devletler, 2 Kasım 1978 tarihinde HEAO-2 High Energy Astrophysical Observatory yörünge uydusunu uzaya fırlattı. Uydu bünyesinde tam kapsamlı bir X-ray teleskopu barındırıyordu. HEAO-2 başarılı bir şekilde yörüngeye yerleşip işlevsel bir hale geldikten sonra uyduya "Einstein" ismi verildi. Einstein, uzaydaki tüm astronomik varlıkların X-ray ışınlarını emdiğini ortaya çıkardı. Ayrıca bu teleskopun açısal çözünürlüğü bir kavisin birkaç saniyesi ve hassaslığı o kadar doğruydu ki, Kuğu takım yıldızının süpernova kalıntılarının haritası bile çıkarılabiliyordu. Einstein bünyesindeki enstrümanlar, Uhuru'da bulunanlarınkine kıyasla bin kat daha hassastı. Einstein, 1981 yılının Nisan ayına kadar yörüngede kalmaya devam etti. Ardından Exosat, Rosat, Chandra ve XXM Newton uyduları da, Einstein'ın izinden giderek daima bir önceki uyduduan daha hassas X-ray teleskopu ve ilgili ekipmanlarını bünyelerinde barındırdılar. Bu uydular yeni kaynakları keşfetmekle birlikte, X ışınlarının pek çoğunun, materyalin etkin gökada çekirdeğine düşmesi ile birlikte emildiğini de ortaya çıkardı. NASA için uzay halen önceliğini koruyor. Eğer başarılı olamazsak, kaybetme riski ile karşı karşıya kalırız. Dan Quayle, ABD Başkan Yardımcısı 1989-1993 Yazı dolaşımı Bilim insanları, bilim dünyasında uzun zamandır tartışmalara sebep olan sicim teorisinin temellerinden axionlarla ilgili delil elde etmek için uzak galaksileri X-ışını teleskobu ile izliyorlar. Bazı bilim insanları, bilimsel modelleri birleştirip tek bir teori oluşturmak için uzun süredir çalışıyorlar. “Her Şeyin Teorisi” olarak isimlendirilebilecek teori, bilim dünyasının Kutsal Kase efsanesidir. Şimdi NASA’dan bilim insanları, bu Her Şeyin Teorisi'ne kanıtlar bulabilmek adına uzayı gözlemek için bir X-ışını teleskobunu kullanıyorlar. Parçacık fiziğinin Standart Modeli, evreni nano ölçeklerde açıklamak için oldukça yeterlidir. Ancak makro ölçeklerde evrenin anlaşılması sorunu ortaya çıktığında Standart Model yetersiz kalıyor. Albert Einstein’ın genel görelilik teorisi ise gezegenler, yıldızlar ve galaksiler söz konusu olduğunda sağlam bir teori olduğunu kanıtlamıştır. Ancak kuantum ölçeklere karşı genel görelilik teorisi yetersiz kalıyor. Bilim insanları, uzun bir zamandır bu iki teoriyi birleştirebilecek bir teori düşünüyorlar ve çalışmalar gerçekleştiriyorlar. Aslında bu Her Şeyin Teorisi araştırmaları, Albert Einstein ve Stephen Hawking gibi bilim insanlarının hayatlarının son dönemlerine damga vurdu. Her Şeyin Teorisi konusunda en iddialı teori sicim teorisi oldu. Sicim teorisi, özetle klasik yaklaşımda “sıfır boyutlu noktalar” şeklinde tarif edilen atomaltı parçacıkların, aslında bir boyutlu ve ipliksi varlıklar olabileceği varsayımına dayanıyor. Sicim teorisinin birden fazla versiyonu olmakla beraber bu zamana kadar teoriye dair herhangi bir delil bulunamadı. Bu da bazı bilim insanlarının bu teoriye mesafeli durmasına neden oluyor. NASA’dan bilim insanları bu nedenle, sicim teorisinin delillerini bulmak için Dünya’dan 240 milyon ışık yılı uzaktaki Perseus kümesini gözlemlediler. Chandra X-Ray Gözlemevi’ndeki teleskopla Perseus kümesinde sicim teorisinin temelini oluşturan, iplik gibi göründükleri düşünülen varsayımsal axion isimli parçacıklar arandı. Perseus kümesinde axion parçacıkları gerçekten varsa, parçacıklar fotonlara dönüştükçe X-ışını enerjisinde bozulmalar yaratacaklardır. Yapılan çalışmanın sonuçları ile ilgili yayınlanan makalenin yazarlarından David Marsh, “Gökada kümeleri gibi devasa yapılar, axionlar gibi küçük parçacıklar aramak ise uzak mesafeli yapılar gibi görünse de aslında axionları aramak için harika yerlerdir. Galaksi kümeleri devasa mesafelerde manyetik alanlar ve genellikle parlak X-ışını kaynakları da içeriyorlar. Bu özellik, axion benzeri parçacıkların dönüşümünün tespit edilme şansını artırır” dedi. Araştırmacılar, axionları tespit etmek için 5 gün boyunca Perseus kümesinden veri topladılar. Bilim insanları özellikle Perseus kümesinde bulunan kara deliğin farklı enerjilerde ürettiği X-ışınlarına odaklandı. Eğer axionlar gerçekten Perseus kümesinde olsaydı ışık fotonlara dönüştükçe Chandra teleskobu bunu tespit edebilecekti. Ama ne yazık ki böyle olmadı. 5 gün boyunca elde edilen verilerde axionların varlığını gösterecek herhangi bir şeye rastlanmadı. Buna rağmen araştırmacılar, axionların daha yüksek kütlelere sahip olabileceğini veya bu nedenle kolay kolay fotonlara dönüşmeyeceklerini söylüyorlar. Araştırmacılardan Helen Russell, çalışmalarının axionların göz ardı edilmesini sağlamadığını ama bu parçacıklar hakkında bilgilerin ortaya çıkarılmasına yardımcı da olmadığını sözlerine ekledi. NASA’dan bilim insanlarının axionları arama çalışmaları bu alanda yapılan ilk çalışma değil. Daha öncede plazma odalarındaki elektromanyetik salınımların üzerinde nötron spin etkileri ve normalde olmaması gereken yerlerde manyetik alanların oluşturulması durumları tespit edilmeye çalışılmıştı. X ışınlarnın kulağa egzotik gelen bir adi var; bu isim, “bilinmeyen” olduklarından bir denklemdeki x gibi verilmişti, fakat aslında, elektromanyetik tayfın morötesi ve gama ışınları arasındaki göremediğimiz kısmını oluşturan fotonlardan ibarettir – elektromanyetik ışıma ve Almancada bunlara X ışını denmez; onun yerine, bu ışınları 1895’te keşfetmiş Alman fizikçi Wilhelm Röntgenin adi verilmiştir. Bunları, söz konusu tayfın öteki sakinlerini tanımladığımız gibi, üç farklı fakat birbirine bağlı biçimde ayırt ederiz frekansla saniyedeki devir sayısı, hertzle gösterilir, dalga boyuyla tek bir dalganın uzunluğu, metre cinsinden, bu örnekte nanometre ya da enerjiyle elektron volt cinsinden, eV veya binlerce elektron volt cinsinden, keV.X Işınlarının Özellikleriİşte çabucak karşılaştırılacak bazı noktalar. Yeşil ışık bir metrenin yaklaşık 500 milyarda biri ya da 500 nanometre kadarlık bir dalga boyuna ve yaklaşık 2,5 elektron voltluk bir enerjiye sahiptir. En düşük enerjili X ışını fotonu yaklaşık 100 eV’dir, yani bir yeşil ışık fotonunun enerjisinin kırk katı; dalga boyu da yaklaşık 12 nanometredir. En yüksek enerjili X ışınları yaklaşık 100 keV’dir, dalga boyu yaklaşık 0,012 nanometredir. Dişçiniz röntgen çekerken yaklaşık 50 ke V’ye kadar X ışını kullanır. Elektromanyetik tayfın öteki ucunda, ABD’de radyo istasyonları AM bandında 520 kilohertz dalga boyu 577 metre – bir kilometrenin yarısından biraz fazla ila 1710 kilohertz dalga boyu 175 metre – bir futbol sahasının iki katına yakın arasında yayın yapar. Enerjileri yeşil ışıktan bir milyar kat, X ışınlarından da bir trilyon kat X ışınılarını birtakım farklı yollarla yaratır. Çoğu radyoaktif atom nükleer bozunma sırasında doğal olarak bu ışınları art yayar. Burada olan şudur. Elektronlar yüksek enerji durumundan düşük durumuna sıçrar enerjideki fark bir X ışını fotonu olarak yayılabilir. Elektronların enerji seviyeleri paketçikler halinde kuantumlanmış ya da nicemlenmiş olduğundan bu fotonların çok ayrık enerjileri vardır. Ya da elektronlar atom çekirdeklerinin yanından yüksek hızla geçerlerken yön değiştirirler ve enerjilerinin bir kısmını X ışını olarak tüm tıpta ya da diş hekimliğindeki X ışını röntgen cihazında çok yaygın olan bu tür X ışını yayımına, çok zor bir Almanca adla bremsstrahlung diyoruz , kelime anlamı da “frenleme ışıması’.Ayrık enerjili X ışınlan tıpta kullanılan bazı X ışını cihazlarında da üretilebilir, fakat genel olarak kesintisiz X ışını tayfı üreten bremsstrahlung egemendir. Yüksek enerjili elektronlar manyetik alan çizgileri etrafında spiral çizerek dolanırken hızlarının yönü sürekli değişir ve bu yüzden de enerjilerinin bir kısmını X ışınıları olarak yayarlar; buna senkrotron ışıması diyoruz, ama manyetik bremsstrahlung da denir. Yengeç bulutsusunda olan da budur- aşağıda.Doğa bir de yoğun maddeyi çok ama çok yüksek sıcaklıklara, milyonlarca Kelvin dereceye kadar ısıttığında X ışınları yaratır. Buna kara cisim ışıması diyoruz. Madde bu kadar sıcaklığa ancak epey uç şartlarda ulaşır, bazı muazzam büyüklükteki yıldızların görkemli ölüm patlamaları olan süpernova patlamalarında ya da gaz çok yüksek hızlarda bir kara delik ya da nötron yıldızına düştüğünde. Örneğin güneş, yüzeyinde yaklaşık 6000 Kelvin derece sıcaklıkla, enerjisinin yarıdan biraz azını yüzde 46’sını görünür ışık olarak yayar. Geriye kalanın çoğu kızılötesi yüzde 49 ve morötesi ışımadır yüzde 5. X işini yayacak kadarki sıcaklığın yanından bile geçmez. Fiziği tam anlaşılmamış olsa da güneş bir miktar X ışını yayar, ama X ışınlarında yayılan enerji, yaydığı toplam enerjinin sadece milyonda biri kadardır. Sizin vücudunuz da kızılötesi 1şıma yayar, ama görünür ışık yayacak sıcaklıkta ışınılarının en ilginç-ve en işe yarar- yanlarından biri, kemik gibi bazı madde türlerinin X ışınını, yumuşak doku gibi ötekilerde daha çok soğurmasıdır. Ağzınızın ya da elinizin X ışınıi görüntüsü de röntgen filminde açık ve koyu bölgeler olmasının sebebi de budur. Röntgen filmi çektirdiyseniz, vücudunuzun geri kalan kısmını korumak için size kurşun önlük de giydirmişlerdir, çünkü X ışınlarına maruz kalmak kanser olma riskini de arttırır. Atmosferimizin çok iyi bir X ışınıi soğurucusu olması bu yüzden çoğunlukla iyi bir seviyesinde düşük enerjili 1 keV X 1şinlar yaklaşık yüzde 99’u sadece 1 santimetrelik havayla keV’lik X ışınlarında, ışınların yüzde 99’unu soğurmak için yaklaşık 80 santimetre hava gerekir. 25 keV’deki yüksek enerjili X ışınları söz konusuysa, aynı oranı soğurmak için 80 metrelik hava Aşkına adlı eserden Lewin – Warren Goldstein

x ışını teleskobu ne işe yarar