LIGO : kütleçekim dalgalarını tespit etmek

2017 Nobel Fizik Ödülü’nü LIGO-Virgo dedektör işbirliğinin üyeleri Rainer Weiss, Barry C. Barish ve Kip S. Thorne isimli bilim insanları kazandı.

Ünlü fizikçi Albert Einstein izafiyet teorisinin bir parçası olarak kütle çekimsel dalgaların varlığı kuramsal olarak öngörülüyordu fakat kütle çekim dalgalarının deneysel olarak tespiti, fikrinin ortaya atılmasından (1916) yaklaşık 100 yıl sonra (2015) LIGO sayesinde gerçekleşebildi.

2015 Eylül’ünde Lazer İnterferometre Kütle Çekim Dalga Gözlemevi (LIGO – The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) onlarca yıl süren çalışmaların sonucu olarak, 1.3 milyar yıl önce gerçekleşen, biri 29 diğeri 36 güneş kütlesinde olan iki karadeliğin çarpışıp birleşmesi sonucu ortaya çıkan kütleçekim dalgalarını tespit etti.

Görelilik (İzafiyet) Teorisi bize kütlesi olan her cismin kütleleri nispetinde uzay-zaman dokusunu büktüğünü söyler. Kütle ne kadar artarsa uzay-zaman dokusundaki bükülme de o kadar fazla olur. Bu olgu ilk kez 29 Mayıs 1919’daki güneş tutulmasında deneysel olarak gözlendi daha sonraki yıllarda da farklı deneylerle ispatlandı. Evrenin uzak noktalarına erişebilecek kütle çekim dalgalarının oluşabilmesi içinse çok büyük kütleli ikili sisteme gerek var.

Konunun detaylarını merak edenler için Bilim Kazanı’nın “Kütleçekimsel Dalgalar” başlıklı 38. bölümünü öneririm. Programın konuğu Sabancı Üniversitesi fizik bölümü profesörü, Türk Astronomi Derneğinin eski başkanı ve Bilim Akademisi Derneği başkanı Prof. Dr. Ali Alpar işin özünü anlatıyor.

LIGO’nun tek noktadan birbirine dik biçimde uzanan 4 km uzunluğunda iki kolu var. Başlangıç noktasından yollanan lazer ışını burada ikiye ayrılıp iki kola yönlendiriliyor. 4 km uzunluğundaki vakum ortamında ilerleyen ışınlar yolun sonunda bir aynaya çarpıp geri dönüyorlar. Geri dönüşlerinde herhangi bir fark tespit edilmesi uzay zaman dokusunda fark olduğu anlamına geliyor. Bu işin teknik yönünün epey basitleştirilmiş hali. İşler pratikte sonuç alıncaya dek onlarca yıl sürecek kadar zorlu bir çalışmayı gerektirecek kadar karmaşık. Gözlem için proton çapının on binde biri (10^-19) kadar bir değişim tespit edilebilmek zorunda. Bu kadar hassas ölçüm yapabilmek için muazzam bir mühendislik gerekiyor.

kaynaklar ve ileri okumalar için: 

bilim kazanı |gokyuzu.org | Evrim Ağacı  |  wikipedialigo.caltech |

Sombrero Gökadası – Messier 104

Sombrero, ismini Meksikalıların geleneksel meşhur şapkasından alıyor. Çubuksuz sarmal sınıfında bir gökada olan Sombrero Messier kataloğunun 104. objesi (M 104) ayrıca NGC 4594 olarak da bilinyor.

Bizden yaklaşık 31 ışık yılı (9.55 megaparsek) ötede, Başak takımyıldızı içersinde yer alıyor. 50.000 ışık yılı çapındaki bu galaksi, bizim Samanyolu gökadasının 3’te biri uzunlukta. +9 kadir parlaklığa sahip olan M104 amatör gökbilimciler için teleskopla kolay bir hedef.

m104_hubble_remix
Sombrero’nun Hubble tarafından elde edilmiş görüntüsü

Sombrero Gökadası’nın keşfi

11 Mayıs 1781 tarihinde Fransız astronom Pierre Méchain tarafından keşfediliyor. Méchain’in bir mektubunda bahsettiği cismi, J. Bernoulli daha sonra Berliner Astronomisches Jahrbuch’da yayınlıyor. Charles Messier M104 ile beraber 5 cisimi, Messier Kataloğu olarak bilinen listesine eklemek için not almış, fakat 1921’e kadar resmi olarak bu kataloğa eklenmediler.

Önemli bir ayrıntı: gökadanın keşfedildiği tarihlerde henüz “gökada” keşfedilmemişti. Yani gökyüzünde bazı cisimleri keşfediyorlardı ancak bunların ne olduğunu bilemiyorlardı.

gökada merkezindeki kara delik

90’lı yıllarda John Kormend liderliğinde bir ekip, Sombrero Gökadası’nın merkezinde çok yüksek kütleli bir kara delik olduğunu ortaya çıkartıyor. Elbette kara delik doğrudan gözlemlenemiyor, gökada merkezindeki yıldızların devir hızlarıne sadece çok yüksek kütleli bir cismin sebep olabileceği yargısından bu sonuca ulaşılıyor. Bahsedilen kara delik yaklaşık 1 milyar Güneş kütlesinde (10^9 M☉). Bu, yakın gökadalarda keşfedilen en yüksek kütleli kara delik demek.

Samanyolu hakkında 25 şey

oneminuteastronomer.com adresinde rastladığım bir makalede 25 maddede gökadamız Samanyolu hakkında kısa bilgiler verilmiş. Biraz daha zenginleştirebilmek için, çevirisini yaptığım yazının orjinalinde olmayan görseller kullandım ve bağlantıları ekledim.

Bu çeviriyi, şu an kanındaki zehire karşı mücadele ederken gücünün, moralinin ve kendine inancının Samanyolu’ndaki yıldızlar kadar çok olmasını dilediğim bir arkadaşıma hediye ediyorum. İşte Samanyolu hakkında 25 şey:

1. Gökadamızda yaklaşık 400 milyar yıldız var.

2. Yunan mitolojisine göre, Samanyolu, Zeus’un eşi (ve kız kardeşi!) Hera’nın Herkül’ü emzirirken döktüğü sütten meydana gelmiş.

3. Samanyolu’nun merkezi Kuzey Yarıküre’dekiler için ufka yakın görülen Yay Takımyıldızı’nın doğrultusunda bulunur. Ama ekvatorun yakınında veya Güney Yarıküre’de, Samanyolu’nun merkezi neredeyse tepededir.. muhteşem bir manzara!

4. Çoğumuz Samanyolu’nun sarmal gökada olduğunu biliriz [astrotürk: Türkiye için ne kadar geçerli?]. Fakat geçtiğimiz birkaç yıl içinde, gökbilimciler gökadamızın sadece sarmal değil, aynı zamanda SBbc tipinde çubuklu sarmal gökada olduğunu keşfettiler.

5. Samanyolu’nun çapı 100.000 ışıkyılıdır.

6. ve yaklaşık 1.000 ışıkyılı kalınlığındadır.

Samanyolu gökadasının hayali resmi.
Samanyolu gökadasının hayali resmi.

7. Güneş sistemimiz Samanyolu’nun düzlemine yakın konumda bulunmaktadır. Böylece Samanyolu gece gökyüzünü iki eşit parçaya bölüyormuş gibi gözükür.

8. Aristotales Samanyolu’nun, yıldızların üst atmosferde yanmasından oluştuğuna inanıyordu. İyi bir filozof olmasına karşın, Arsito’nun çoğu bilimsel tahmini yanlıştı.

9. Dünya’nın neresinde yaşıyor olursanız olun ve hangi mevsim olursa olsun, eğer karanlık ve açık bir gökyüzü olduğu zaman dışarı çıkarsanız Samanyolu’nun bize komşu olan sarmal kollarını görebilirsiniz.

10. Güneş Samanyolu’nun merkezinden yaklaşık 26.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor.

11. Güneş her 220 milyon yılda Samanyolu’nun çevresindeki bir tur atar. Güneş sistemimiz (ve bu yüzden Dünya) galaktik merkezin çevresinde 220km/s hızla döner. Bu hızda, güneş sistemimiz Vega yıldızı doğrultusunda her 1400 yılda bir ışık yılı yol alır.

12. Samanyolu’ndaki en yaşlı yıldızlar gökadanın merkezinin yakınında ve küresel kümelerle yalnız antik yıldızlar içeren bir hale (ışık halkası) içinde bulunur.

13. Sarmal kollar boyunca galaktik merkezden uzaklaştıkça, yıldızlararası bulutlar kütle çekim gücü altında sıkılmış bir yumruk kadar gaz ve tozun üstüne çöker, bunlar yeni yıldız kümelerini ateşler.

14. Siz bunu okurken, Samanyolu Virgo olarak adlandırılan bir cüce galaksiyle çarpışıyor.

15. Samanyolu’nun merkezinde yıldızları ve maddeyi şiddetle yutan ve yüksek enerjili X-ışını saçan, 4 milyon güneş kütlesinde devasa bir karadelik bulunmakta. Fakat Dünya bu kara delik tarafından yutulma tehditi altında değil.. yani endişelenecek bir şey yok.

Samanyolu'nun süperkütleli kara deliğinin (a.k.a. Sagittarius A) kanıtı olan ışık ekoları.
Samanyolu’nun süperkütleli kara deliğinin (a.k.a. Sagittarius A) kanıtı olan ışık ekoları.

16. Güneş sistemimiz Samanyolu’nun Avcı (Orion) kolunun içlerinde bulunmaktadır.  Merkeze yakın olan komşu kol Karina-Yay (Carina-Sagittarius), daha dıştaki ise Kahraman (Perseus) koludur.

17. Samanyolu’nun adı Çin, Japonya ve diğer Doğu Asya ülkelerinde “Gümüş Nehir”dir.

18. Galaktik düzleme 90 derecelik açıya sahip noktaları gösteren, kuzey ve güney galaktik kutupları göreceli olarak, Berenices’in Saçı (Coma Berenices) ve Heykeltraş (Sculptor) takımyıldızılarındadır. Gökyüzünde bu kutuplara doğru bakar ve galaktik düzlemden uzaklaşırsanız, her türlü şekil ve boyutta milyonlarca gökadanın bulunduğu derin galaksilerarası uzayı görürsünüz.

19. Samanyolu’nun yıldızlardan oluştuğunu ilk keşfeden kişi Galileo oldu.

20. Samanyolu ve Andromeda gökadaları Bölgesel Grup gökadalarının en büyükleridir. Bölgesel Grup içinde, en büyükleri Büyük ve Küçük Macellan Bulutları olarak bilinen pek çok ufak cüce gökadalar vardır. Bölgesel Grup gökadaları, Virgo Süperkümesi olarak adlandırılan daha büyük bir gökadalar grubunun  parçasıdır.

En yakın komşumuz Andromeda Gökadası bize her saniye biraz daha yaklaşıyor.

21. Andromeda galaksisi Samanyolu’na saniyede 100-140 km hızla yaklaşmakta, ve iki dev gökada kabaca 4,5 milyar yıl sonra çarpışacak. Gökadalardaki yıldızlar çarpışmayacak olsa da, iki gökada özelliği olmayan eliptik (elips şeklinde) bir galaksi oluşturmak üzere birleşecekler ve güzel sarmal şekillerini ve yeni yıldızlar oluşturacak gaz ve tozlarını kaybedecekler.

22. Thoreau‘dan güzel bir alıntı, sizi teleskobunuzla yalnız, herhangi bir kişinin sizin yıldızları neden bu kadar çok sevdiğinizi anlayıp anlayamayacağını düşünürken teselli edebilir: “Neden yalnız hissedeyim: gezegenimiz Samanyolu’nun içinde değil mi ? “.

23. Samanyolu’nun kütlesinin büyük kısmının, doğası hala bilinmeyen gizemli “karanlık madde” olduğuna inanılıyor

24. Samanyolu’ndaki en yaşlı yıldız olan, Terazi’deki HE 1523-0901, 13,2 milyar yaşında ve neredeyse evrenin kendisiyle yaşıt.

25. Işık kirliliği sebebiyle, dünyadaki çocukların çoğu Samanyolu’nu asla göremeyecekler 🙁

kaynak: oneminuteastronomer.com |