TELESKOPLAR UZAYDA SUYU NASIL KEŞFEDER?

Özet

Teleskop kelimesi; Latince “tele” yani uzak sözcüğü ile “skopein” yani bakmak veya gör­mek sözcüğünün birleşiminden türetildi. Teleskop denilince, genellikle görünür ışığın kullanıldığı optik teleskoplar akla gelir. Ancak astronomi çalışmalarında, çeşitli dalga boy­larındaki elektromanyetik dalgaları algılayan teleskoplar da kullanılır. Gamma ışınları, rönt­gen, ultraviyole, görünür, kızıl ötesi, mikro­dalga ışınları ve radyo dalgalarını algılayan teleskoplar vardır. Optik teleskoplar yansıtıcı ve kırıcı teleskop olarak iki gruba ayrılır. Teles­kopa gelen ışınlar aynadan yansıyarak göze ulaşıyorsa yansıtıcı teleskop, gelen ışınlar mer­cekten geçerek göze geliyorsa kırıcı teleskop olarak adlandırılırlar. Bir de aynalı-mercekli teleskop vardır. Bu teleskopta ayna ve mercek birlikte kullanılır. Radyo teleskoplarla, dalga boyu 1 milimetreden kilometreye kadar uza­nan elektromanyetik dalgaları algılayan çanak şeklindeki antenlerle, uzay cisimleri incelenir. Radyo teles kopların algılayıcıları, normal rad­yolardaki alıcılara benzer ancak uzaydan gelen sinyaller çok düşük olduğu için radyolardan yüz milyon kat daha güçlüdür. Gamma ışınları 0,01 nanometreden daha kısa dalga boyuna sahiptir. Gamma ışınlarını algılayan teleskoplar yapılmadan önce, bilim adamları bu ışınların uzayın derinliklerinde üretildiğini tahmin et­mişti. Gamma ışınları, atmosferde emildiği için sadece uzay teleskoplarıyla uzayın derinlikleri hakkında bilgi elde edilebiliyor.

Şimdiye kadar birçok türdeki uzay telesko­pu uzayda suyun varlığını ispatladı. Bu maka­lede Teleskopların uzayda suyu nasıl keşfettiği incelenmiştir[1].

1.Giriş

Dünya çevresinde, çeşitli algılayıcılarla göz­lem yapan uzay teleskopları vardır. Dünyanın atmosferi, uzaydan gelen elektromanyetik dalgaların çoğunu geçirmez. Bu nedenle, uzay cisimleri incelenirken yeryüzündeki teles­koplarla yeterli bilgi almak mümkün olmaz. Görünür ışık, yakın kızılötesi ışınlar ve radyo dalgalarının bir bölümü atmosferi aşıp bize ulaşabildiği için bu ışınları algılayan teles­koplarla yeryüzünden gözlem yapılabiliyor. Uzak kızılötesi veya x-ışınları teleskopuyla yeryüzünden gözlem yapılamaz. Bu ışınların incelendiği çalışmalarda, atmosfer engelin­den uzaklaşmak için uzay teleskopları kulla­nılıyor. Uzay teleskopuna ihtiyaç olduğunu ilk kez 1946’da ortaya atan kişi, Amerikalı L. Spitzer’dir. Bu fikir, Ruslar 1957’de Sputnik adlı uyduyu Dünya’nın yörüngesine soktuktan son­ra destek buldu. ABD Bilim Akademisi, bir uzay teleskopunun yapılması konusunda 1962’de raporlar yayınladı. Spitzer de 1965’te bu te­leskopun görevini belirleyecek olan komis­yona başkan oldu. NASA, 1966’da OAO-1 adlı küçük bir uzay teleskopunu yörüngeye soktu ancak teleskopun pili arızalı olduğu için veri toplanamadı. Ardından 1968’de, OAO-2 uzaya gönderildi ve bu teleskop 4 yıl boyunca ultra­viyole ışın algılayıcısı ile yıldızlar ve galaksiler hakkında dünyaya veri gönderdi. Hubble te­leskopunun uzaya gönderilişi birkaç kez erte­lense de 24 Nisan 1990’da yörüngeye sokuldu.

Chandra, Spitzer, Herschel, Planck, Kep­ler, Fermi, Swift, Integral gibi 20 civa­rında uzay teleskobu evrenin sırları­nı dünyaya iletmeye devam ediyor[2].

2.Elektromagnetik Spektrum

Elektromanyetik spektrum, düşünülenden daha anlaşılır bir şeydir. Gözlerimizin gördüğü ışık, elektromanyetik dalganın gerçek bir par­çasıdır. Elektromanyetik spektrumun görünür kısmı, gök kuşağının sahip olduğu portakal rengi ve kırmızıdan, mor ve maviye kadar bü­tün renkleri içermektedir. Bu renklerin her biri gerçekten ışığın farklı dalga boylarına karşılık gelmektedir.

Okyanusta hiç, bir dalga ile karşılaştınız mı? Okyanus dalgaları, suyun yüzeyinde hareket etmektedirler. Onları görebilir onları hisse­debilirsiniz. Suyun içerisinde yüzerken, hatta kendi dalgalarınızı oluşturabilirsiniz. Ses, göre­mediğimiz bir dalga türüdür. Okyanus dalga­ları gibi ses dalgalarının da yayılmaları için bir ortama ihtiyacı vardır. Ses, bir yerden başka bir yere içinde bulunduğu hava molekülleri ne­deniyle hareket etmektedir. Bu moleküller, bir birleri ile çarpışmasıyla ses dalgalarını taşıyabi­lirler. Ses, herhangi bir moleküler ortamda hat­ta su moleküllerin oluşturduğu bir ortamda yol alabilmektedir. Boş uzayda ses dalgalarını taşıyacak her hangi bir molekül bulunmadığı için ses de olmaz. Elektromanyetik dalgalar, yayılmaları için herhangi bir ortama ihtiyaç duymadıkları için ses dalgalarından faklıdır. Elektromanyetik dalgalar, hava ve katı mater­yaller içinde yayıldığı gibi herhangi bir madde içermeyen boş uzayda da yayılmaktadır[3].

3.Spektroskopi

Spektroskopi en çok tanınan hali ile mad­denin özelliklerinin, soğrulan ve salınan parça­cıklar, ışık, veya ses aracılığı ile incelenmesidir. Ancak spektroskopinin esası bu değildir; çünkü spektroskopi ne kimyasal analize mahkûmdur, ne de kimyasal analizin tamamı spektrumsal analizden oluşmaktadır. Sonuçta spektroskopi fizik/fotonik/optik temelli teknikler bütünüdür ve uygun düştüğü her yerde kullanılmaktadır; örneğin astrofizikte kullanılmaktadır, ancak maksat kimyasal analiz olmayabilmektedir. Spektroskopi ayrıca ışık ile maddenin etkile­şiminin incelenmesi olarak da tanımlanabi­lir. Spektroskopi, analitik kimyada ve mole­küler biyolojide maddelerin ışık aracılığı ile

tanımlanmaları amacıyla kullanılmaktadır. Tarihsel olarak sadece görünür ışık kullanılır­ken, günümüzde yeni yöntemler de kullanıl­maktadır. Spektroskopik analiz yöntemlerinde örnek üzerine bir uyarıcı tanecik gönderilir ve örneğin bu uyarıcı taneciğe (elektron, nötron, proton, atom, molekül, gibi) karşı davranışı ölçülür. Bunlar dışında, elektromanyetik olan ve olmayan ışınım da kullanılmaktadır (mik­rodalgalar, radyo dalgaları, X ışınları, vs. gibi). Spektroskopik yöntemlerde maddenin elekt­romanyetik radyasyonu yayması, soğurması, saçması, saptırması, genel olarak maddenin elektromanyetik radyasyonla etkileşimi ve bu etkileşimin sonuçları analitik amaçlara dönük olarak incelenir. Spektroskopi, gökbilim ve uzaktan algılamada da ayrıca yoğun olarak uy­gulanan yöntemlerdendir[4].

4.Spektroskopi çeşitleri

1.Optik spektroskopi

2.Kızılötesi (infrared) Spektroskopi

3.Morötesi (görünür, ultraviole) Işık Spektros­kopisi

4.Raman Spektroskopisi

5.Elektron Spin Rezonans (veya Elektron Para­manyetik Rezonans) Spektroskopisi

6.Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi (NMR Spektroskopisi)

7.Kütle Spektroskopisi

8.Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS)

9.Atomik Emisyon Spektroskopisi Mössbauer

10.Mössbauer Spektroskopisi

6.Spektrograf

Bir Spektograf, ışığı bir frekans spektrumu içinde ayıran ve bir kamera kullanarak sinyal kaydeden bir araçtır. Dalgaların kesin niteliği­ne bağlı olarak Spektrografın birkaç türü var­dır.

Spektrograf terimi ilk olarak Dr Henry Dra­per tarafından Temmuz 1876 yılında kulla­nılmıştır. Draper ,Spektrografın ilk sürümünü Veganın spektrum fotoğraflarını çekmek için kullandı[5].

5.Teleskopun Spektrografları suyu keşfe­der

Rus Astronomlar 2015 yılının Nisan ayın­da Canes Venatici takımyıldızının yönünde Dünya’dan 24 milyon ışık yılı uzaklıkta bulu­nan NGC 4258 galaksisinde su moleküllerinin bulunduğunu bildirdi. Bu keşif, Lebedev Fizik Enstitüsü, ABD, Polonya, Hollanda ve Çin Astro Uzay Merkezi, Ural Federal Üniversitesi (UrFU) ve Kourovka Gözlemevi’nden bilim adamları tarafından yapıldı[6].

6.Sonuç

Dünyanın yüzeyinin % 71’ini okyanus su ile birlikte, toprak yüzeyi üzerindeki sıvı su kap­lamaktadır. Sıvı su bilinen tüm yaşam form­ları için gerekli olmasıdır. Dünyadaki suyun kaynağı halen bilinmemektedir ama dünya yüzeyindeki su, güneşi çevreleyen yaşanabilir bölgesindeki atmosferik basınç ve sabit bir yö­rüngenin bir ürünüdür.

NASA 24 Eylül 2014 tarihinde HAT-P-11b’nin nispeten bulutsuz bir atmosfere sahip ve bili­nen ilk Neptün büyüklüğünde ötegezegen ol­duğunu bildirdi. HAT-P-11b’nin atmosferinde her türlü ilk moleküller, yani su buharı, üzerin­de bulunmuştur.

Cebrail Ozan Oktar

[1]http://www.astronomynotes.com/teles­cop/chindex.htm

[2] http://www.space.com/6716-major-space-telescopes.html

[3] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hba­se/ems3.html

[4] http://loke.as.arizona.edu/~ckulesa/camp/ spectroscopy_intro.html

[5] ttp://www.atnf.csiro.au/outreach/educati­on/senior/astrophysics/spectrographs.html

[6]http://rbth.co.uk/science_and_tech /2015/05/08/astronomers_have_found_wa­ter_molecules_in_a_distant_galaxy_45885. html