Gökölçüm

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara
Optik dalgaboyu aralığında yıldızların konumlarının, girişimölçer kullanılarak yüksek hassasiyetle bulunmasını gösteren örnek çizim. Courtesy NASA/JPL-Caltech

Gökölçüm (Astrometri), yıldızların ve diğer gökyüzü cisimlerinin konumlarının ve hareketlerinin yüksek hassasiyetle hesaplanmasını içeren, Gökbilim’in bir dalıdır. Astrometrik ölçümlerden elde edilen bilgiler kinematik, Güneş Sistemi’nin fiziksel kökeni ve gökadamız Samanyolu ile ilgili bilgiler sunuyor.

Tarihçe[değiştir | kaynağı değiştir]

Gökölçüm’ün tarihi yıldız kataloglarının tarihine dayanır. Yıldız katalogları, gökyüzündeki objeler için referans noktaları verir, böylece gökbilimciler cisimlerin konumlarındaki değişimi takip edebilirler. Bu M.Ö. 190 yıllarında yaşamış olan Hipparkos’un zamanına kadar geriye gidebilir. Hipparkos, öncülerinden Timocharis ve Dünya’nın devinmesini keşfeden Aristillus’un yıldız kataloglarını kullandı. Aynı zamanda, bugün kullandığımız Kadir ölçeğini de geliştirmiş oldu. Hipparkos, konumlarıyla birlikte en az 850 yıldızı bir katalogda topladı. Hipparkos'un varisi, Batlamyus, Almagest adlı eserinde 1,022 yıldızı yerlerini, koordinatlarını ve kadirlerini vererek kataloglamıştı.

10. yüzyılda, Abdurrahman es-Sufî yıldızlar üzerinde gözlemler yaparak, konumlarını , kadirlerini ve renklerini belirtti. Ayrıca Sabit Yıldızlar Kitabı adlı kitabında bütün takımyıldızları için de çizimler yaptı. İbn-i Yunus, yaklaşık 1,4 metre çapında büyük bir usturlab kullanarak, Güneş’in konumu için yıllar boyunca 10,000’den fazla kayıt aldı. Onun tutulmalardaki gözlemleri, Simon Newcomb'nın Ay’ın hareketleri hakkında araştırmalar yaptığı zamana kadar yüzyıllar boyu kullanıldı. Onun araştırmaları Ekliptik Eğimi ve Jüpiter Satürn Eşitsizlikleri’nde Pierre-Simon Laplace’e ilham kaynağı oldu. 15. Yüzyılda, Timur astronom Uluğ Bey Zij-i Sultan-i adlı eserini derledi. Eserinde 1,019 yıldızı katalogladı. Hipparkos ve Batlamyus’un önceki katalogları gibi Uluğ Bey'in kataloğu da yaklaşık olarak 20 açısal dakika doğrulukla tahmin edilerek hazırlanmıştır. 16. yüzyılda, Tycho Brahe mural aleti (İngilizce: mural instrument) gibi gelişmiş aletler kullanarak yıldızların konumlarını eskiye göre çok daha yüksek hassasiyetle, 15-35 açısal dakika doğrulukla buldu. Takiyüddin İstanbul’daki Takiyüddin’in Rasathanesi’nde yıldızların sağ açıklığını kendi icadı olan ‘’gözlem saati’’ni kullanarak ölçtü. Teleskoplar yaygınlaştıkça gökcisimlerinin gökyüzündeki konumlarını bulmaya yarayan ayarlama daireleri kullanılarak ölçümler hızlandı. James Bradley 1729 yılında ilk defa yıldızlararası ölçekteki ıraklık açısını hesaplamayı deneyen ilk kişidir. Gökyüzündeki yıldız gibi cisimlerin hareketi, onun teleskobu için çok belirsizdi. O da Dünya’nın ekseninin nutasyonunu ve sapmayı keşfetti. (İngilizce: aberration of light). 3222 yıldızın kataloglandığı çalışması, modern astronominin babası sayılan Friedrich Bessel tarafından 1807 yılında tekrar iyileştirildi. Yıldızlararası ölçekteki ıraklık açısını ilk defa, bir çift yıldız olan 61 Cygni için, 0.3 açısal dakika doğrulukla ölçtü.

Ölçmesi çok zor olduğu için 19. Yüzyılın sonuna kadar sadece 60 tane yıldızlararası ölçekteki cismin ıraklık açısı ölçüldü. Ölçümler genellikle teleskoplarda kullanılan ve gökölçüm için özelleştirilmiş olan filar mikrometre ile yapılmıştır.20. yüzylın başlarında, astronomik fotografik levhalarda astrograf kullanılması süreci hızlandırdı. 1960’lı yıllardaki otomatik levha ve makine ölçümleri gibi üstün ve karmaşık teknoloji yıldız kataloglarının çok daha etkili ve hızlı bir şekilde tamamlanmasına izin vermiştir. 1980’lerde, CCD kameraların fotografik levhaların yerine geçmesiyle optik belirsizlik 1 milyar saniyeye kadar azaldı. Bu teknoloji, gökölçümü pahalı olmaktan çıkardı ve bu alan amatör dünyaya da kapılarını açmış oldu.

1989 yılında, Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) Hipparkos uydusu sayesinde gökölçüm yörüngeye taşınmış oldu. Böylece atmosferin optik saptırmasından ve Dünya’nın mekanik kuvvetlerinden daha az etkilendi. 1989 ve 1993 yılları arasında çalışan Hipparkos uydusu, yeryüzündeki diğer optik teleskoplara göre çok daha yüksek hassasiyetle, gökyüzünde büyük ve küçük açılarda ölçümler yaptı. 4 yıl boyunca, 118,218 yıldızın konumları, ıraklık açıları, konumlarındaki açısal değişimler (İngilizce: proper motion) eşi görülmemiş kesinlikle belirlendi. Yeni "Tycho kataloğu" 1,058,332 yıldızı 20-30 açısal dakika doğrulukla tekrar oluşturulmuş oldu. Aynı zamanda 23,882 çift yıldız ve 11,597 değişen yıldız Hipparkos görevi boyunca analiz edildi ve kataloğa eklendi.

Bugün, en sık kullanılan katalog USNO-B1.0’dir. 1 milyardan fazla gökyüzü cisminin konumu, konumlarındaki açısal değişimler (İngilizce: proper motion), kadirleri ve diğer karakteristik özelliklerini içeren bir tüm gökyüzü kataloğudur. Geçtiğimiz 50 yıl boyunca, 7,435 Schmidt kamera levhası çeşitli gökyüzü incelemesini tamamlamak ve USNO-B1.0 için 0.2 açısal dakika doğrulukla veri oluşturmak için kullanıldı.

Uygulamalar[değiştir | kaynağı değiştir]

Bu hareketli görsel, Gezegen gibi küçük bir cismin, yıldız gibi büyük bir cismin etrafındaki yörüngesinde dönerken, konumda ve hızda nasıl değişiklik ürettiğini gözteriyor.
Güneş Sistemi’nin Barysentrik koordinatlara(İngilizce: barycenter) göre hareketi.

Gök bilimcilere, gözlemlerini kaydetmek için çalıştıkları gözlemci çerçevesinde temel bir işlevi olmasının dışında; gök mekaniği, bir astrofizik dalı olan stellar dinamik(İngilizce: stellar dynamics) ve galaktik astronomi alanlarının da temelidir. Gözlemsel astronomide, gökölçüm teknikleri kendilerine özgü hareketleriyle gökcisimlerini belirlemeye yarar. Aynı zamanda, zaman belirleyici bir enstrümandır. Eşgüdümlü evrensel zaman temelde kesin gözlemlere dayanarak Dünya’nın dönüşüyle senkronize edilen bir atom saatidir. Gökölçüm, kozmik merdiven mesafesinde önemli bir adımdır çünkü Samanyolu içerisindeki yıldızların ıraklık açısını saptamamızı sağlar.

Gökölçüm aynı zamanda ötegezegen algılama iddialarını desteklemek için kullanılır. Sistemin kütle merkezi etrafındaki etkileşimli yörüngeye bağlı olarak gezegenin neden olduğu, yıldızın gökyüzündeki görünen konumundaki değişimi ölçer. 2009 yılına kadar, yer tabanlı gökölçüm ile ötegezegenlerden hiç biri tespit edilememişken, daha sonraki çalışmalarla ötegezegenler doğrulanmıştır. Dünya’nın atmosferi gibi bozucu etkilerden etkilenmeyecek olması dolayısıyla gökölçüm çalışmalarının uzaya taşınmasıyla daha kesin sonuçların elde edilmesi umuluyor. NASA'nın planlanmış ancak sonradan iptal edilmiş olan Uzay İnterferometri Görevi (İngilizce: Space Interferometry Mission) gökölçüm tekniklerini kullanarak 200 veya daha fazla yerbenzeri gezegeni ortaya çıkarmayı amaçlıyordu. Avrupa Uzay Ajansı’nın 2013’te gönderdiği Gaia adlı uzay aracı gökölçüm tekniklerini yıldızlararası ortamda uyguluyor.

Astrometrik ölçümler astrofizikçiler tarafından gök mekaniğini belirli modellerde sınırlamak için kullanılıyor. Pulsarların hızlarını ölçerek, süpernova patlamalarının asimetrisine bir limit koymak mümkündür. Aynı zamanda, gökölçüm sonuçları, galaksideki karanlık maddenin dağılımını belirlemede kullanılıyor.

Gökbilimciler, gökölçüm tekniklerini Dünya’ya yakın cisimleri izlemek için kullanıyorlar. Gökölçüm, birçok Güneş Sistemi cisminin tespitinde rekor kırılmasının nedenidir. Gökbilimciler, bu cisimleri astrometri kullanılarak bulmak için bütün gökyüzünü tarayan teleskoplar ve çeşitli aralıklarda fotoğraf çekmesi için büyük alan kameraları kullanıyorlar. Gökbilimciler bu fotoğrafları işleyerek arka plandaki sabit görünen yıldızlara göre güneş sistemi cisimlerinin hareketlerini belirleyebiliyorlar. İlk olarak seçilen birim zamana göre gözlem yapılıyor. Gökbilimciler, bu süre boyunca Dünya’nın hareketinden kaynaklanan ıraklık açısını ve cismin hesaplanan güneş merkezine olan mesafesini karşılaştırıyor. Bu mesafe ve diğer fotoğraflar kullanılarak, cismin yörünge öğeleri de dahil birçok bilgi elde edilebilir.

50000 Quaoar ve 90377 Sedna, Michael E. Brown tarafından bu yöntemlerle keşfedilen iki güneş sistemi objesidir. Diğerleri, Palomar Gözlemevi'nin 48 inçlik(1.2 m) Samuel Oschin teleskobu ve Palomar büyük alan CCD kamerası kullanılarak Caltech’te keşfedilmiştir. Gökbilimcilerin, gökyüzündeki cisimlerin konumlarını ve hareketlerini takip etme yeteneği, Kendi Güneş Sistemi’mizi, Evren’imizdeki diğer bütün cisimlerle birlikte geçmişini, şimdiki halini ve geleceğini anlamak için çok önemlidir.

İstatistik[değiştir | kaynağı değiştir]

Gökölçüm’ün temel taşı hata düzeltmedir. Atmosfer koşulları, kullanılan aletlerin kusursuz olmaması, gözlemciden kaynaklanan hatalar gibi birçok faktör, gökcisimlerinin konumlarını belirlerken çok sayıda hata üretir. Bu hatalar,gözlem aletlerinin geliştirilmesi ve alınan verilerin düzenlenmesi gibi çok sayıda teknikle azaltılabilir. Sonuçlar daha sonra istatistiksel yöntemler kullanılarak analiz edilebilir.

Bilgisayar programları[değiştir | kaynağı değiştir]

Bilim kurguda[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

İngilizce vikipedi

Ek okumalar[değiştir | kaynağı değiştir]

  • Kovalevsky, Jean; Seidelman, P. Kenneth (2004). Fundamentals of Astrometry. Cambridge University Press. ISBN 0-521-64216-7. 
  • Walter, Hans G. (2000). Astrometry of fundamental catalogues: the evolution from optical to radio reference frames. New York: Springer. ISBN 3-540-67436-5. 
  • Kovalevsky, Jean (1995). Modern Astrometry. Berlin; New York: Springer. ISBN 3-540-42380-X. 

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]