Doğu Anadolu Gözlemevi (DAG)

Doğu Anadolu Gözlemevi (DAG) tamamlandığında Türkiye’nin en gelişmiş teleskobuna sahip gözlemevi olacak. Türkiye’nin son yıllardaki temel bilimler alanındaki en büyük projesi olan DAG faaliyete geçtiğinde Türkiye astronomisine ivme kazandıracak. Erzurum’un Palandöken’e komşu Konaklı’daki Karakaya Tepeleri’nin zirvesinde konuşlanan gözlemevinin ilk ışığını alacağı tarih 2021 yılı olarak düşünülüyor.

3170 metre rakıma kurulan DAG Dünya’nın en yüksekteki üçüncü gözlemevi ünvanını alacak ve optik ile kızıl ötesi bölgede gözlem yapılabilecek.[1] Gözlemevinin yapımı halen sürmekte. İklim koşullarından ötürü yılda sadece 5 ay çalışılabilen bölgedeki inşaatın büyük kısmı ise tamamlanmış durumda. Binası tamamlanınca şu an testleri devam eden teleskop İtalya’daki fabrikadan parçalar halinde gözlemevine getirilecek. Almanya’da üretilen aynanın cila işi de Belçika’da devam ediyor.

DAG’ın konuşlandığı tepeden görünüm.

Doğu Anadolu Gözlemevi’nin 4 metre ayna çapına sahip teleskobu Türkiye’nin en büyük teleskobu ünvanını alacak. Şu an ülkemizdeki en büyük teleskop TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi bünyesindeki 1.5 metre çaplı RTT150 teleskobudur. Bu teleskoba Ruslar da ortak. Bu nedenle gözlem süresini tamamen biz kullanamıyoruz.[2] 

Türkiye’nin en büyük teleskobu kendi sınıfında Dünya’nın en iyisi

Türkiye’nin astronomi, astrofizik ve uzay bilimleri alanındaki en büyük projesi ve yatırımı olan DAG’ın 4 metrelik teleskobu, günümüzde gelişmiş gözlemevleri için yapılan onlarca metrelik teleskoplarını düşününce epey küçük kalıyor. 15 sene önce bu çapta teleskoplar orta boydu bugün ise küçük-orta boy sınıfına giriyorlar.

Yine de DAG teleskobu sahip olduğu gelişmiş teknolojiler sayesinde kendi çapındaki teleskoplardan çok daha üstün olacak. Teleskobun optik ve elektronik donanımlarının en yeni teknolojileri içermesi konusunda uğraşılıyor. Bu teknolojilerden bir tanesi, bugün üretilen büyük gözlemevlerinin sahip olduğu adaptif optik (uyarlanabilir optik / AO) sistemi. AO sayesinde teleskop atmosferin görüşü bozucu etkisinden çok daha az etkilenecek ve daha net görüntüler sunacak.

Yıldızların ışığı bize çok ince bir ışın demeti biçiminde geldiğinden atmosferdeki türbülanslar gelen görüntünün sürekli hareket etmesine ve deforme olmasına neden olur. Bu yüzden de yıldızlar göz kırpıyormuş gibi görülür. Bu durum astronomi gözlemlerini olumsuz etkiler.

DAG’ın bir diğer önemli avantajı ise bulunduğu konum. Bu enlem ve boylam yakınlarında bu boyutta bir başka teleskop yok. Diğer büyük teleskoplar 8-12 saat uzaklıktalar. Bu özelliğiyle DAG kuzey yarı küredeki boylam boşluğunu doldurmuş oluyor.

Doğu Anadolu Gözlemevi ile burdaki teleskobun ayrı şeyler olduğunu belirtmekte fayda var çünkü çok karışabilecek bir konu. DAG’da şimdilik tek bir teleskop olacak ancak ileriki yıllarda buraya farklı teleskoplar eklenmesi mümkün.

DAG’ın teleskobu İtalya’daki fabrikada test aşamasında.

Doğu Anadolu Gözlemevi optik özellikleri

Gece gökyüzünde parıldayan yıldızları seyretmek bizim gibi sıradan insanlar için romantik bir deneyim olabilir belki. Astronomlar ise bu durumdan hiç memnun olmazlar. Gezegenimizin yaşamla dolu olmasını sağlayan atmosferi (özellikle su buharı) gökbilim çalışmaları için aşılması gereken bir engele dönüşür. Atmosferdeki hava hareketleri, türbülanslar gökcisimlerinden gelen ışınlar üzerinde bozucu etki yaratırlar. Bu nedenle yerdeki teleskopların teorideki büyütme gücü ve çözünürlüğüne, bu bozucu etki sebebiyle pratikte ulaşılamaz.

Atmosferin etkilerinden kurtulmak için teleskopları atmosferin dışına çıkarma fikri ilk olarak 1923’te düşünüldü. Hubble Uzay Teleskobu ise 1990’da uzaya çıktı. Hubble gerçekten de uzaydaki bir teleskobun yerdekilere göre avantajlı olduğunu kanıtladı.

Yeryüzünde konuşlu Subaru teleskobu ile Hubble Uzay Teleskobu’nun görüntü kalitelerinin karşılaştırması. Daha küçük bir aynaya sahip olsa da Hubble’ın üstünlüğü bariz.

Adaptif (uyarlamalı) optik

Bugün geldiğimiz noktada ise adaptif optik teknolojisi artık pahalı uzay teleskoplarına gerek duymadan yeryüzünde atmosfer etkilerininden doğan bozulmaları düzelterek gözlem yapmanın kapısını açtı.

Bu sistemin çalışma prensibini çok kabaca şu şekilde açıklayabiliriz:

Atmosferdeki bozulma etkisi olmadan ne şekilde gözüktüğü bilinen bir cisim üzerindeki bozulmayı tespit edebilirseniz, teleskop aynası yüzeyinde atmosfer bozulmasını nötürleyecek biçimde değişiklik yapma şansınız oluyor. Uyarlamalı terimi de buradan gelmekte. Bu sistemde deforme edilebilir bir teleskop aynası  var ve atmosferdeki türbülansın tersi yönde bükülüyor.

DAG’da kullanılacak adaptif optik sistem tamamen Türkiye’de tasarlanıp Türkiye’de üretiliyor. Bu maliyet ve teknolojik açısından büyük fayda sağlıyor. Aşağıda AO teknolojisinin marifeti görülmekte. Solda yeryüzündeki bir teleskoptan alınan görüntü var. Ortadaki ise aynı teleskopta AO sistemi çalıştırıldığında alınan görüntü. Çok daha keskin ve detaylı görülüyor öyle değil mi? Son olarak da Hubble’dan alınan görüntüyü görüyoruz.

Yerde konuşlu bir teleskoptan uyarlamalı optik sistem kullaılmadan ve kullanılarak elde edilen Neptün görüntüsü ile Neptün’ün Hubble görüntüsü. ESO/P. Weilbacher (AIP)

Hubble’dan daha iyi

Doğu Anadolu Gözlemevi teleskobunun tüm optik tasarımları Türkiye’deki mühendisler tarafından yapıldı. Teleskobun optik teknolojisinin içinde adaptif optik de var. Bu sayede DAG’da adeta atmosfer yokmuş gibi gözlem yapılabilecek. Elbette sistemin ne kadar verimli olacağı çalışmaya başladığında belli olacak ancak bilim insanlarımız Hubble Uzay Teleskobu’nun çözünürlüğüne ulaşabileceğini ve hatta 5-6 katı kadar yüksek çözünürlüğe ulaşılabileceğini umuyorlar[4].

Doğu Anadolu Gözlemevi dahilindeki 4 metrelik teleskobun şeması. Optik algılayıcılar, adaptif optik sistemi ve diğer sistemler yanlardaki çıkıntılarda bulunacak.

Kızıl ötesi

DAG görünür ışığın yanı sıra kızıl ötesi dalga boylarına odaklanacak. Böylece Türkiye ilk kez kızılötesini gözlemleme şansına kavuşacak.

NASA’nın Dünya’dan 1.5 milyon km uzağa yerleştireceği James Webb Uzay Teleskobu da kızıl ötesi astronomiyi amaçlıyor. Bu devasa yatırımdan kızıl ötesi astronominin önemi anlaşılabilir. Kızıl ötesi sayesinde yoğun gaz ve toz barındıran galaksi, süpernova, yıldız ve gezegen oluşumu bölgeleri gibi alanlar çok daha detaylı biçimde incelenebiliyor[6].

Ayna kaplama ünitesi

Teleskop aynalarının kaplamaları zamanla eskidiğinden belli periyotlarla yeniden kaplanmaları gerekir. Mesela benim teleskobumun alüminyum kaplaması eskiyip verimi çok düştüğünde, tekrar kaplatmak için Maltepe’den İkitelli’ye gitmiştim. 4 metrelik teleskobu ülkeler arası taşımak bundan çok daha zahmetli ve masraflı olur. Öyle her yerde de kaplatamıyorsunuz: Almanya’da üretilen teleskobun aynası kaplama için Rusya’ya taşındı.

İlk kaplama Rusya’da yapılacak ama DAG bünyesinde yeniden kaplama için Avrupa’daki en büyük ayna kaplama ünitesi kurulacak. Ayna kaplaması eskidiğinde, ayna sökülüp sadece özel bir kanaldan geçirilerek bu ayna kaplama sistemine varacak. Bu tasarımın Dünya’da başka bir benzeri yok.

2021 yılında devreye girmesi planlanan Ayna Kaplama Sistemi sadece DAG için değil Türkiye ve bölgedeki diğer teleskoplar için de hizmet verebilecek.

Doğu Anadolu Gözlemevi bilimsel hedefleri

DAG’nin bilimsel hedefleri şu kategorilerde olacak:
– yüksek kırmızıya kaymalı gökadaların gözlenmesi
– yıldız oluşumu
– güneş sistemi küçük cisim çalışmaları
– gökada çalışmaları
– evrenbilim (kozmoloji) çalışmaları
– gezegen çalışmaları

DAG’ın teleskobunu kullanmak isteyen astronomların projeleri kabul edildikten sonra hangi proje için ne zaman gözlem yapacağına teleskop kendi karar verecek. Hava koşullarını sürekli gözlemleyen teleskop hedeflenen gözlemlerden o an için en uygununu seçerek gerekli gözlemi yapacak.

Bu neden önemli? Bu iş geleneksel olarak astronomların teleskopları belirli gün veya saat için kendisine ayırtması şeklinde yürütülüyor. Eğer teleskobu kendiniz için ayırttığınızda hava durumu gözlem için uygun değilse zaman kaybı yaşıyorsunuz. Bu açıdan DAG geleneksel gözlemevlerine göre çok daha verimli biçimde kullanılacak.

Kaynaklar:

  1. Doğu Anadolu Gözlemevi Projesi http://dag-tr.org/Proje/Proje
  2. Doğu Anadolu Gözlemevi Proje Kapsamında Sıkça Sorulan Sorular http://dag-tr.org/Proje/FAQ
  3. TAD, Gökyüzü Eylül-Ekim 2016, sayı 68 http://www.astronomi.org/wp-content/files/webfiles/ebulten/GOKYUZU_Eylul_Ekim_2016_Sayi68.pdf
  4. Gündem Özel CNN Türk, 26 Şubat 2017 [https://www.youtube.com/watch?v=dB4_58pN03U]
  5. TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi RTT150 teleskobu sayfası http://tug.tubitak.gov.tr/tr/teleskoplar/rtt150
  6. Gökgünce – Doğu Anadolu Gözlemevi
  7. Comparison of Imaging from the Ground and Space https://hubblesite.org/image/1461/news/14-deep-fields
  8. Doç. Dr. Cahit Yeşilyaprak’ın röportajı https://havadis.de/dogu-anadolu-gozlemevinin-buyuk-bolumu-tamamlandi/
  9. Hubble https://www.nasa.gov/mission_pages/hubble/observatory
  10. Telescope and Researcher Potential of Turkey for Collaboration in CV Studies http://adsabs.harvard.edu/full/2013IAUS..281..126S
  11. DAG Dome http://www.eie.it/en/progetti/dag-dome
  12. DAG Telescope http://www.eie.it/en/progetti/dag-telescope
  13. Adaptive optics lifts Earth’s atmospheric veil to reveal a sharper cosmos https://newatlas.com/eso-vlt-adaptive-optics-first-light-neptune/55517/
  14. TAD Kandilli Astrofizik Günleri “Doğu Anadolu Gözlemevi ve Astrofiziğe Kazandıracakları” sunumu https://www.youtube.com/watch?v=KpMZC6xOa5s

İlk kez bir ötegezegende su buharı keşfedildi

Dünya’nın yaklaşık iki katı büyüklüğünde bir süper-dünya olan K2-18 b isimli ötegezegenin atmosferinde gaz halinde su tespit edildi. Tıpkı Dünyadaki gibi..

2015 yılında keşfedilen K2-18 b, kırmızı cüce sınıfında bir yıldızın çevresinde yaşanabilir bölge sınırları içindeki bir yörüngede hareket ediyor. Yaşanabilir bölge bir gezegenin yıldızından, yüzeyindeki suyun tamamen donmayacak kadar yakın ve tamamen buharlaşmayacak kadar uzak olan uzaklığı ifade ediyor.

Gezegen bu haliyle Dünya’ya oldukça benzer olabilir. 2021 yılında James Webb Uzay Teleskobu fırlatıldıktan sonra bu tarz ötegezegenler hakkında çok daha detaylı çalışmalar yapılabilecek.

kaynak: space.com |

Hubble’ın yörüngeye çıkışı

Hubble Uzay Teleskobu bundan 29 yıl önce yörüngedeki yerini almıştı. Bu süre içinde yaklaşık 45.000 gökcismi üzerinde 1.4 milyondan fazla gözlem gerçekleştirdi ve görevine hâlâ devam ediyor!

Videoda Hubble teleskobunun Discovery uzay mekiğinden robot kol yardımıyla çıkarılışı gözüküyor.

Hubble alçak dünya yörüngesinde 569 km yükseklikte bulunuyor. Yaklaşık 90 dk içinde Dünya etrafında bir tam tur atıyor. Konumu sürekli değiştiğinden bir hedefi devamlı gözlemlemesi mümkün değil. Ayrıca yörüngedeki hareketi sırasında Güneş’ten gelen ışınlar da hesaba katılmak zorunda, aksi halde teleskobun algılayıcıları zarar görür. Bu sebeple videoda da gördüğünüz gibi bir kapağı var!

Hubble yerine geçmesi planlanan James Webb Uzay Teleskobu ise L2 denilen ve Ay’ın dahi çok uzağında duran bir noktada konuşlanacak. Sabit kalabilmesi sayesinde bir hedef kesintisiz biçimde gözlemlenebilecek. Çok soluk gökcisimlerini görüntüleyebilmek için uzun pozlamalı çekimler yapılması gerektiğinden bu özellik bir avantaj.

James Webb Uzay Teleskobu‘nun 2021’de fırlatılması planlanıyor.

google bir taraftan sahtekar falcılar diğer taraftan…

Eğer bir web siteniz varsa oluşturduğunuz içeriğin çok sayıda insana ulaşmasını istersiniz. Teknik olarak insanlar sitenize doğrudan erişebilseler de ziyaretçi sayınız büyük oranda google arama motorunda üst sıralarda çıkabilmenize bağlı.

Bir sitenin arama motorunda üst sıralarda çıkabilmesini sağlamaya yarayan SEO teknikleri var. Bunlardan çok anlamıyorum ne yazık ki. Bu konuda iyi bildiğim şey ise daha çok hit alan sitelerin öne çıkmasının daha kolay olduğu.

Örneğin, James Webb Uzay Teleskobu ( JWST ) hakkında Türkçe web siteleri içinde ilk yazılar astroturk.net üzerinde yayınlandı. James Webb Uzay Teleskobu yazım yıllarca aramalarda ilk sırada kaldı. Bu durum James Webb haber malzemesi haline geldiğinde neredeyse bir günde değişti. JWST hakkındaki en detaylı yazılardan biri artık fiilen ulaşılamaz durumda.

Bu duruma alışmıştım ama geçen ay daha kötü bir şey oldu:

astroturk alan adını .com uzantısıyla alan fal sitesi astroturk/astrotürk aramasında bir anda önüme geçti. Doğrusu 17 yıl boyunca yayında olan, astroturk.net alan adıyla 15, wordpress üzerinde 12 yıldır aktif olan sitenin kendi adıyla olan aramalarda yine bir anda geriye düşmesini anlamam mümkün değil. Belli ki salt emek harcamak, bir şeyler ortaya çıkarmak yetmiyor. Fakat bu işin peşini bırakacak değilim.

Senelerdir yayında olan bir astronomi sitesinin adıyla astroloji sahtekârlığına girişen, karşılık göreceğini de hesaba katmış olmalı.

James Webb Teleskobu’nun aynası: uzaydaki en büyük ayna

James Webb Uzay Teleskobu’nun görevlerinden biri de galaksilerin genç olduğu zamanları izlemek. Bunu yapabilmek için James Webb çok uzak galaksilere bakmalı, bizden 13 milyar ışıkyılından daha uzaktakilere. Bu kadar uzak gökcisimleri aşırı derecede sönüktür. Görebilmek için oldukça büyük bir aynaya ihtiyaç var.

Emektar uzay teleskobu Hubble ile James Webb’in aynalarının karşılaştırması

Bir teleskobun size gösterebileceği detay doğrudan doğruya ışık toplama gücüyle ilişkilidir. Büyük bir ayna tıpkı yağmurda daha geniş ağızlı bir leğenin daha küçük olana göre daha fazla su toplaması gibi küçük aynalara göre daha fazla foton toplar. Daha fazla foton daha detaylı görüntü elde etmenizi sağlar.

Mühendislik

Uzaya gönderilen en büyük ayna olacacak olan Webb Teleskobu’nun birinci aynası 6.5 metre çapında tasarlandı. Bu kadar büyük bir ayna beraberinde iki büyük mühendislik problemi getiriyor: Boyut ve ağırlık.

Sıradan bir teleskop aynasını büyüttükçe kalınlığı da arttırmanız gerekir. Eğer Hubble’ın aynası (2.4 metre) James Webb’e uygun biçimde büyütülecek olsaydı, kalınlığından ötürü uzaya taşınamayacak kadar ağır olurdu.

Webb’i geliştiren takım ayna yapımı için yeni yollara saparak 6.5 metrelik aynayı yeterince hafif ve güçlü yapmayı başardı. Aynanın birim alandaki ağırlığı, Hubble’ınkinin sadece 1/10’u.

Webb’in geliştiricileri parçalı aynayı hem hafif hem de güçlü olan berilyumdan imal ettiler. Segment denilen her ayna parçası ortalama 20 kg ağırlıkta.

Katlanan aynalar

Uzaya yük göndermekteki tek sorun ağırlık değil. Eğer göndereceğiniz şeyin boyutları fazla büyükse onu sığdıracak bir roket bulamayabilirsiniz.

Ağırlık problemini çözmede yardımcı olan parçalı yapı aynı zamanda boyut problemini çözmekte de yardımcı oluyor: ayna tek parça olmadığı için ayna yapısının katlanması mümkün hale geldi. 1.32 metre genişlikteki 18 altıgen ayna parçarı katlanır masa gibi bükülebilir bir iskeletin üzerinde duruyor.

Teleskobun 0.74 metre çaplı ikinci aynasını tutan kollar da katlanır özellikte. Bu sayede devasa ayna rokete sığdırılabilecek.

altıgen

Peki neden klasik aynalar gibi daire şeklinde değil de altıgen aynalar kullanılıyor?

Altıgen parçalar kabaca dairesel biçimde, katlanabilir aynaya izin veriyor ve arada boşluk kalmayacak biçimde birleştirilebiliyorlar. Eğer parçalar yuvarlak olsaydı, birleştirdikten sonra aralarda kaçınılmaz biçimde boşluklar oluşurdu.

James Webb’de kullanılan tüm aynalar tek karede. Soldakiler birincil ayna parçaları. Sağ üstte ikincil ayna görülüyor. Onun altında birincil aynanın arkasında gönderilen ışığı dedektörlere yönlendirecek üçüncü ayna ve ince ayar aynası görülüyor.

Aynanın kabaca da olsa dairesel biçim alması sayesinde ışınlar dedektörlerin bulunduğu alanda çok küçük bir noktaya odaklanabiliyor. Örneğin ayna elips biçimli olsaydı bir kenarı daha uzun olurdu; kare ayna ise merkezdeki bölgenin dışına fazlaca ışık yollayacaktır.

kusursuz odağı yakalamak

Bir ayna segmentinin arkadan görünüşü.

Büyük bir ayna milyarlarca ışıkyılı uzaktaki galaksileri görüntülemek için tek başına yeterli değil. Kusursuz bir odaklama kabiliyeti de gerekiyor. Aynalı teleskobu olanlar düzgün görüntü elde etmek için kolimasyon ayarının ne kadar önemli olduğunu bilirler.

Elinizde 18 parçalı bir ayna varsa bu işi başarabilmek gerçekten büyük bir mühendislik problemine dönüşüyor. Tüm aynalar doğru yere bakmak zorunda.

James Webb’in birincil aynasının parçaları ile burada toplanan ışığı dedektörlere yansıyan ikinci aynasının doğru noktaya bakması, arkalarında yer alan altışar adet tahrik motoru sayesinde mümkün oluyor. Birincil ayna parçaları ayrıca merkezlerinde eğriliklerini ayarlamaya yarayan ekstradan bir tahrik motoruna daha sahipler.

Birincil ayna segmentlerini tek bir büyük ayna gibi hizalamak, her bir aynanın insan saçı kalınlığının 10,000’de 1’i hassaslıkta doğru biçimde hizalayabilmekle mümkün oluyor. James Webb’i tasarlayan mühendis ve bilim insanlarının bunu nasıl yapacaklarını tam manası ile icat etmeleri gerekti.

Webb teleskobu evrende ilk oluşan galaksileri gönderdikleri kızılötesi ışınlarla gözlemleyecek. Burada şöyle bir zorluk var: sıcak cisimler ısı enerjisini kızılötesi ışınımla salarlar. Eğer Webb’in aynası yeterince soğuk olmazsa, kendi yaydığı kızılötesi ışınım, uzak galaksilerden aldığı sönük ışınları tamamen bastırır.

Webb’in aynasını çok soğuk tutmak gerekiyor

Bu durumu engellemek için James Webb’in aynası çok soğuk tutulmalı. Kryojenik, çok düşük sıcaklıkları tanımlamak için kullanılır; −150 °C ile mutlak sıfır (−273 °C) arasındaki bölgeyi kapsar. Webb’in aynası işte bu kriyonojik bölgede, yaklaşık -220 °C sıcaklıkta muhafaza edilecek.

James Webb 12 metre genişlikte, 40 tonluk kapısı olan mahzen benzeri kriyojenik test odası Chamber A önünde. Burada uzayın aşırı soğuk ve vakumlu ortamı yaratılarak teleskop yaklaşık 100 gün boyunca test edildi.

Bu zorluğun üstesinden gelebilmek için teleskop çok uzakta, Dünya’dan 1.5 milyon km ötedeki L2 noktasında konuşlanacak konuşlanacak.

Ayrıca Güneş, Ay ve Dünya’dan gelen kızılötesi ışınların optik teleskoba ulaşamaması için özel bir malzemeden üretilmiş devasa bir güneş kalkanına sahip olacak.

kaynak: jwst.nasa.gov |