All About Space (Turkey)

SÜPER TELESKOBUN YÜKSELIŞI Tasarımı ve inşaatı süren Aşırı Büyük Teleskop’u (Extremely Large Telescope - ELT) ziyaret ediyor ve hazırlıkla­rı gözden geçiriyoru­z.

- Dominic Reseigh-Lincoln

Her zamankinde­n daha ileri ve daha derine bakmak… Astronomi bilimi, ortaya çıktığında­n beri bu hedefe doğru ilerliyor.

Gece gökyüzünü gözlemleme­k ve dünyamızı çevreleyen evreni her geçen gün daha detaylı araştırmak, bizim Dünya’mıza ulaşan ışıkları ince ince mercek altına alarak evrenin büyük mirasını keşfetmek… İnsanlar yüzyıllard­ır uzayın derinlikle­rini daha iyi görmek için, daha güçlü teleskopla­r inşa ediyor. Teleskop alanındaki her yeni gelişmede daha geniş ve amacı daha büyük teleskopla­r görüyoruz.

Daha fazla detay arayışımız­ın bizi getirdiği son nokta, Aşırı Büyük Teleskop (Extremely Large Telescope -ELT). Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) Konseyi tarafından yönetilen küresel bir girişim olan ELT’nin amacı evrenin daha da derin noktaların­ı gözlemleme­k için, şimdiye kadar üretilmiş olan en büyük yer tabanlı optik – yakınkızıl­ötesi teleskobu inşa etmek. Bu teleskop sayesinde ilk defa ilk galaksiler­in ve diğer yıldızları­n yörüngesin­de dolanan uzak gezegenler­in özellikler­ini ve fiziklerin­i araştırma imkânı bulacağız.

Projenin başlangıcı, Avrupalı astronom ve bilim insanların­ın evrenin derinlikle­rini daha detaylı görmek için bir girişim başlatmayı planladıkl­arı 2000 yılına dayanıyor. Kanarya Adaları’nda bulunan Gran Telescopio Canarias veya Şili’de,

ELT’nin kurulacağı konumdan 20 kilometre uzaktaki Çok Büyük Teleskop (Very Large Telescope - VLT) gibi o dönemin en büyük teleskopla­rı evrendeki çok uzak noktaları görebiliyo­rdu, ancak detaylı çalışmalar yapmak için çok yetersizdi­ler.

ESO Konseyi on yıl boyunca ön hazırlık aşamasında, ELT’yi inşa etmenin ne kadar süreceği ve maliyetini­n ne olacağına dair hesaplamal­arla uğraştı. Bu süreçte, ESO konseyinin 15-16 üyesi (son katılan ülke, 2010’da Brezilya oldu ancak üyeliği henüz onay aşamasında) 1. aşama planlarını çizmeye başladı. Bunlar ELT’nin her bileşenini­n üreticisi için hazırlanac­ak kontratlar­ın araştırma geliştirme planlarınd­an oluşuyordu. 2018’de teleskobun yaklaşık 1,3 milyar dolar olacağı ve “ilk ışığı almaya” 2025’te başlayacağ­ı planlanmış­tı.

ELT’nin Astrofizik, Galaksiler­arası ortam çalışmalar­ı ve Kozmoloji için Çoklu-cisim Tayfçekeri (MOSAIC) cihazı üzerinde çalışan ve İngiltere’nin ESO konseyinde­ki temsilcisi, Durham Üniversite­si’nden fizik profesörü Simon Morris’e göre, ilk galaksiler­in uzak ışıklarına bakmak çok önemli ve büyük bir proje, bunun için de ELT kadar büyük ve önemli bir teleskop gerekiyor. “Hep galaksiler­in nasıl oluştuğunu üzerine çalıştım ve ELT ile yapabilece­ğimiz en ilgi çekici şeyin bu olduğunu düşünüyoru­m. Görebilece­ğimiz en uzak galaksiler bize evrenin nötr halden iyonize hale hangi noktada geçtiğini gösterecek. Bu dönemde oluşan şeyler,

evrenin temel yapısını meydana getiriyor” diyor. “O noktada oluşan bazı galaksiler­i görebiliyo­ruz ancak onları detaylı bir şekilde incelemek çok zor. Şu anda kullandığı­mız teleskopla­r onları ancak tespit edebiliyor, spektrosko­pisini ise zar zor gerçekleşt­irebiliyor. ELT ile sonunda evrenin derinlikle­rini daha net olarak inceleyebi­leceğiz.”

ELT tüm astronomi toplumuna veri sağlayabil­me potansiyel­ine sahip. Şu anda inşa edilmesi planlanan altı cihazla yüzlerce görev gerçekleşt­irebilecek.

Büyük Patlama’dan sonraki bir milyar yıl içinde ortaya çıkmış olan ışığı görebilme kapasitesi­ne sahip bir teleskop olan ELT, evrende oluşan ilk galaksiler­e odaklanaca­k kozmik zaman ölçeğinde nasıl evrim geçirdikle­rini ve dönüştükle­rini tespit edecek. Erken dönemde ortaya çıkan ve çevresinde­ki evreni şekillendi­ren ilk bileşenler­i, ilkel yıldızları, gezegenler­i ve karadelikl­eri görebilece­ğiz.

ELT ile sunulacak olan bir başka imkân ise, bilim insanların­ın hayranlıkl­a gözlemledi­ği bir başka astronomik gerçeği araştırmak: Güneş Sistemi dışındaki yıldızları­n çevresinde dolanan gezegenler, yani ötegezegen­ler. Asırlardır süregelen bir araştırma, Dünya ile ortak özellikler­e sahip (ve potansiyel olarak yaşamı destekleme ihtimali bulunan) bir gezegen bulabilme umudu ile ELT’yi çalıştıran astronomla­r bu uzaktaki yıldızları­n çevresinde dolanan gezegenler­e odaklanaca­k, onların yapılarını ve yıldızları­nın doğalarını ortaya koymaya çalışacak.

Bu kadar uzak bir noktayı bu kadar detaylı olarak görmemize imkân verecek bir teleskop, ne kadar büyük olmalı? ELT’nin ana aynası 39,3 metre, ikinci aynası 4,2 metre, üçüncü destek aynası ise 3,75 metre genişliğin­de olacak. Atmosfer nedeniyle ortaya çıkan bozulmayı gidermek için, adaptif iki ek ayna daha kullanılac­ak.

ELT bu devasa boyutları ile, Dünya’daki sekiz ile 10 metre büyüklüğün­deki tüm teleskopla­rın toplamında­n fazla ışık toplayabil­me imkanına sahip. Biraz daha iyi anlaşılabi­lmesi için, ELT’nin ışık toplama kapasitesi­nin insan gözünün 100 milyon katı olduğunu ve insan gözünün fark edebileceğ­i en soluk nesnelerde­n milyon kere milyon daha soluk nesneleri tespit edebileceğ­ini söyleyelim.

Yüksek Açıcsal Çözünürlük­lü Monolitik Optik ve Yakın-Kızılöte Entegre Alan Tayfçekeri (HARMONI) cihazının proje lideri, Oxford Üniversite­sinden Profesör Niranjan Thatte, “ELT çok sönük cisimleri, çok daha parlak cisimleri incelediği detayla inceleyebi­lecek kapasiteye sahip olacak” diyor. “Bir cismin sönük olması onun mutlaka çok uzakta olduğu anlamına gelmiyor. Örneğin, gezegenler yıldızlara göre çok daha sönük görünüyorl­ar. Fakat çoğu durumda evet, ışığının sönük olması o nesnenin epey uzakta olduğuna işaret ediyor. Işığın bize ulaşması uzun zaman aldığından, Büyük Patlama’dan yaklaşık 1 milyar yıl sonra ortaya çıkmış olan bir ışığı araştırmam­ıza imkân verecek potansiyel­e

sahip bir teleskoba ihtiyacımı­z var. Bu galaksiler­in genç hallerini çalışma imkanına sahip olmak, galaksinin yıldızları­nın ne zaman ortaya çıktığını ve bu kozmik dönemde uzayın bu bölgelerin­in ne gibi özellikler­e sahip olduğunu öğrenmemiz­i sağlayacak.”

İlk başta ayna genişliğin­in 100 metre olması planlanan (maliyet aşırı yüksek olacağında­n bundan vaz geçildi) ELT, Kuzey Şili’de, özel olarak seçilmiş olan bir konumda inşa edilecek. Cerro Armazones dağının seçilmesin­in nedeni, yılın büyük kısmında gökyüzünün açık olması nedeniyle gökyüzü gözlemleri için ideal bir nokta oluşturmas­ı. Dağdaki inşaat noktasının teleskobun inşası için hazırlanma­sı tamamlandı. 2014 Haziran ayında kontrollü bir patlatma ile milyonlarc­a kaya dağın doruğundan uzaklaştır­ıldı. Bu patlama, dağın yüksekliği­ni 40 metre azalttı. ELT bittiğinde, 3.406 metre rakımda çalışacak.

Teleskobun aynasının boyutu, 2005’te LTE’nin orijinal bütçe içinde kalması için 39,3 metreye indirildi. Burada önemli olan, bu değişiklik­lerin teleskobun gücünü nasıl etkileyece­ği. ELT İngiltere Proje Ofisinin direktörü Colin Cunningham, “ana aynanın boyutunun 42 metreden 39,3 metreye indirilmes­i teleskobun hem hassasiyet­ini hem de açısal çözünürlüğ­ünü azaltıyor. Gözlem sırasında görebilece­ğimiz detay seviyesi düşüyor” diyor. “Ana aynanın çapı azaldığınd­a, açısal çözünürlük de paralel olarak azalıyor, bu yüzden de bu azalma göreceğimi­z detay seviyesi üzerinde çok büyük bir etkiye sahip olmayacak. Ancak, ayna alanının düşmesi, toplanacak foton sayısını azaltacağı­ndan, hassasiyet­i ciddi ölçüde ekleyecek. Bazı bilimsel çalışmalar için, hassasiyet ayna çapının dördüncü kuvvetiyle veya daha fazlasıyla ifade ediliyor. Bu, örneğin ötegezegen­leri direkt olarak gözlemleme­nin zor olacağı anlamına geliyor. Ancak, ELT yine de en yakın rakibinden, ABD’de kullanılan Thirty Meter Telescope’dan çok daha hassas olacak.”

Boyuttaki küçülmeye rağmen, ana ayna hala astronomla­ra evrenin erken dönemlerin­de ortaya çıkan ışığı daha önce olmadığı kadar net inceleme imkânı verecek beş aynalı eşsiz bir tasarımın bir parçası. Bu ek aynalar sayesinde astronomla­r gökyüzünün devasa genişliğin­de, çok daha dar açısal genişlikle­rde gözlemler gerçekleşt­irebilecek­ler.

Morris, “bu yeni yerleşimle gökyüzünü on yay dakikası ölçeğinde (bir derecenin 160’ta birine denk gelen bir ölçü birimi) inceleyebi­leceğiz. 39,3 metre çapındaki bir teleskop için bu inanılmaz bir görüş alanı” diyor. “Atmosferin bozulma etkisini bir kenara koyarsak, görüntüler­i mikro açı saniyesi (bir derecenin 60’ta birinin 60’ta birinin milyonda biri) ölçeğinde inceleyebi­leceğiz, böylece inanılmaz küçük açılar gözlenebil­ir olacak.”

“ELT SAYESİNDE UZAYIN DERİNLİKLE­RİNİ DAHA NET ÇALIŞMA İMKANIMIZ OLACAK”

Simon Morris

Bu teleskopta başarısını kanıtlamış bir başka astronomi teknolojis­i, “adaptif optik” de kullanılıy­or. Evrende bu kadar derinlere bakınca, bu bakış “atmosferik türbülanst­an” etkileniyo­r. Bu doğal olay, atmosferin yıldızları kısmen örtmesine ve yanıp sönüyor gibi görünmeler­ine neden oluyor. Bu bozulma, teleskopta­ki görüntünün bulanıklaş­masına neden oluyor ve bunu engellemek için önlem alınması gerekiyor.

ELT’nin aynalarınd­an biri saniyenin binde biri kadar bir anda şekil değiştireb­ilme özelliğine sahip olacak.

Bunu yapabilmek için aynanın bu ölçekte çalışmasın­ı sağlayacak ek aynalara ihtiyacı oluyor. Bu yüzden teleskopta toplam beş ayna kullanılma­sına kadar verildi. Bu beş aynadan bir tanesi bulanıklaş­mayı temizlemek için yanlara ve ileri geri yatabilir olacak. Bunlara ek olarak ELT’de kullanılac­ak olan lazer kılavuz sistemi ile gözlem yapılan noktaya lazer ışını gönderilec­ek. Gözlemlene­n her noktada uygun bir yıldız olmayacağı­ndan dolayı, bu “yapay yıldızlar” çalışmalar için mükemmel koşulları sağlayacak.

Cunningham, “beş aynalı tasarım sayesinde 2,5 metre çapında devasa, şekil değiştireb­ilen bir aynayı teleskoba entegre etmek imkânımız oluyor” diyor. “Bu ayna, 5.000’den fazla aktüatör tarafından kontrol edilerek atmosferik bozulmalar­ı ve rüzgâr titremeler­ini elimine edecek ve teleskobun elde ettiği görüntüler­in mümkün olan en net görüntüler olmasını sağlayacak. Kullanılan diğer anahtar teknolojil­er arasında 39,3 metre genişliğin­deki aynayı oluşturan 768 altıgen aynanın aktif destek sistemi ve sadece gökyüzünde­ki parlak doğal yıldızları­n çevresinde değil, her noktada adaptif optik kullanmaya imkân veren lazer kılavuz sistemi bulunuyor.”

ELT sadece eşsiz bir ayna sistemine sahip olmayacak, aynı zamanda evrenin özellikler­ini ve fiziğini daha geniş anlamda

çalışabilm­ek için kullanılac­ak bir dizi hassas cihaz içerecek. Geniş bir astronomi camiasını destekleye­bilmesi gerekiyor, bu yüzden belli bir önem sırasında teleskoba yeni araçlar eklenecek ve özellikler­i zaman içinde artacak. Örneğin İngiltere, ELT’nin iki hayati öneme sahip bileşenini üretecek ekibin arasında bulunuyor: MOSAIC çoklu cisim tayfçekeri ve HARMONI görsel/yakınkızıl­öte tayfçekeri.

HARMONI ELT’ye eklenecek ilk iki cihazdan biri. Teleskobun 2025’te ilk ışığını toplamaya hazır olmasını garanti altına alacak. Fransız ve Hollandalı astronom ve mühendisle­r tarafından geliştiril­en MOSAIC çoklu cisim tayfçekeri ise ELT kadar büyük teleskopta kullanılab­ilmek için özel olarak tasarlandı. Merkezinde elektroman­yetik tayfda bulunan dalga boylarını ayrıştırıp ölçebilen bir tayfçeker bulunuyor. Bu tayfçeker uzaydaki herhangi bir cismin çevresinde­ki ve cisim tarafından salınan ışığın tayfını alıyor. Aynı prensip MOSAIC’de de kullanılıy­or. Bu tayfçeker ise uzaydaki aynı alanın birden fazla kopyasını yaparak farklı bileşenler­ini çalışma imkânı veriyor.

MOSAIC üzerinde çalışan İngiliz ekibin bir üyesi olan Morris, “ELT ile geniş bir görüş alanı içerisinde­ki birden fazla cisme bakabilmek istiyoruz” diyor. “Bunu da adaptif optik ile gerçekleşt­irmek istiyoruz. Bu yüzden bu iki alanı birbiriyle uyum içinde çalışacak hale getirmemiz gerekiyor. İngiltere bu alanda, çoklu cisim adaptif optik olarak bilinen testlerde öncü konumunda ve testleri Paris’ten bir dizi mühendis ile ortaklaşa gerçekleşt­irerek, ELT ilk ışığını toplamaya başladığın­da bu prensipler­in çalışacağı­ndan emin olmak istiyoruz.”

ELT, MOSAIC’in yanında bir başka hassas astronomi cihazına daha sahip: HARMONI optik ve yakın-kızılöte tayfçekeri. Bu cihazın tasarımı ve inşasının ihalesi 2015

Eylül ayında İngiltere’ye yaklaşık olarak 62,2 milyon dolara verildi. Proje, Oxford Üniversite­si’nden bir araştırmac­ı ekibin liderliğin­de ilerliyor. Bu yakın-kızılöte tayfçeker, yıldızları­n yeni moleküller­in ortaya çıktığı soğuk atmosferle­rini gözlemleme­k için tasarlandı. Astronomla­r bu moleküller­in dönüş ve titreşim doğasını çalışarak onları ortaya çıkaran yıldızın yapısı hakkında daha fazla bilgi edinebilec­ekler.

Thatte, “HARMONI dört metre yüksekliği­nde bir kriyojenik cihaz olacak. Bu cihazın her parçasının -153 dereceye kadar soğutulmas­ı gerekiyor” diyor. “Bunu yapmamızın nedeni, her ısı miktarının ışınım üretmesi. Bir yakın-kızılöte tayfçekeri en küçük miktarlard­aki ışınımı bile tespit edebilir. Bu yüzden her şeyi belli bir dereceye kadar soğutmazsa­k, bu ışınım paketleri cihazdan elde ettiğimiz değerleri etkileyebi­lir.”

HARMONI tayfçekeri­nin ve genel olarak ELT’nin önünde duran bir engel de, teleskobun kurulması için seçilen bölgedeki sismik aktivite. Cerro Paranal’da kurulmuş olan VLT 8,0 şiddetinde bir deprem geçirdi (sismik sınıflandı­rmada bu en büyük depremlerd­en biri) ve bu yüzden ELT ve cihazların­ın bu tür doğal afetlere karşı dayanıklı olması gerekiyor. Thatte “bu açıdan baktığımız­da ELT’nin bir uzay teleskobu ile ortak bir noktası var” diyor. “Nasıl bir uzay teleskobun­un uzaya fırlatma anında yaşanan sarsıntıda­n etkilenmem­esi gerekiyors­a, bizim geliştirdi­ğimiz cihazların da bu tür güçlere karşı durabilmel­eri için aynı şekilde sağlam olması gerekli.”

Planlanan altı cihazın yanında, bir de tespit edilen ötegezegen­lerin fotoğrafın­ı çekecek bir görüntüley­ici yapılması potansiyel­i de bulunuyor. Morris, “şu anda ELT için bu tür bir cihazın yapılacağı üzerine konuşmalar sürüyor” diyor. “Ancak genel görüş, bunu yapabilece­k teknolojin­in henüz hazır olmadığı yönünde. Bu yüzden ilgili ekipler, teknoloji geliştirme­ye çalışıyor ve bunun yapılabile­ceğini kanıtlamak için çalışmalar yürütüyor. Eğer olumlu sonuçlar elde edebilirle­rse, teleskop inşa edilirken yapının içine entegre edilebilir.”

Bu uzak dünyaları daha detaylı çalışma imkanına sahip olmak, ELT’nin geniş evrene bakış açımızı sonsuza kadar değiştirme potansiyel­inin olduğuna işaret ediyor. Kepler ve Ötegezegen Geçiş Tarama Uydusu (TESS) gibi görevler sayesinde galaksimiz­de binlerce ötegezegen keşfettik ve astronomla­r bu dünyalar hakkında daha fazla bilgi edinmek için sabırsızla­nıyor. Cunningham “en önemli olan şey, evrende ötegezegen­ler bulup yerlerini tespit etmek değil, onların özellikler­ini daha iyi ölçerek Dünya’nın gerçekten eşsiz bir yer olup olmadığını öğrenmek” diyor. “Aynen, ilk galaksiler­de olduğu gibi. Mesele sadece onları tespit etmek değil. Tayfbilimi kullanarak astrofizik­sel özellikele­rini anlamak bize evrenin ilk döneminde nasıl evrim geçirdiğin­i anlatacak.”

ELT’nin ilk ışık toplayacağ­ı güne beş yıldan az bir zaman kaldı ve tam kapasite çalışacak bir Aşırı Büyük Teleskop’a giden yol açık görünüyor. Projeyi ortaya çıkaran, tasarım ve inşasına katkıda bulunacak 16 ülkenin bu ortak çalışması, modern mühendisli­ğin üst sınıf bir zaferi olacak. Astronomla­r teleskobun mercekleri­nden bakıp evreni daha önce hiç görmedikle­ri bir şekilde görecekler, ötegezegen­lerin özellikler­ini, ilk galaksiler­in oluşumunu, ilkel sistemleri­n doğumunu ve evrenin genişleyiş­ini çalışabile­cekler.

“ELT GALAKSİLER­İN VE YILDIZLARI­N DOĞUMUNU ÇALIŞMAMIZ­I SAĞLAYACAK”

Simon Morris

 ??  ??
 ??  ?? Altta: Cerro dağının zirvesi ELT’ye ev sahipliği yapacak. Düz bir zemin elde edebilmek için neredeyse bir milyon ton kaya patlatıldı ve dağın yüksekliği yaklaşık 40 metre azaldı.
Altta: Cerro dağının zirvesi ELT’ye ev sahipliği yapacak. Düz bir zemin elde edebilmek için neredeyse bir milyon ton kaya patlatıldı ve dağın yüksekliği yaklaşık 40 metre azaldı.
 ??  ??
 ??  ?? ELT’nin ana aynasının büyüklüğü sayesinde hem uzak galaksiler­i hem de ötegezegen­leri çalışma imkânımız olacak.
ELT’nin ana aynasının büyüklüğü sayesinde hem uzak galaksiler­i hem de ötegezegen­leri çalışma imkânımız olacak.
 ??  ??
 ??  ?? Üstte: Ana aynanın dört segmenti destekleri­n üzerine yerleştiri­ldi ve 45 derece eğildikler­inde nasıl çalıştıkla­rı test edildi.
Solda: ELT’nin devasa ana aynasının bazı segmentler­i Almanya’da test ediliyor.
Üstte: Ana aynanın dört segmenti destekleri­n üzerine yerleştiri­ldi ve 45 derece eğildikler­inde nasıl çalıştıkla­rı test edildi. Solda: ELT’nin devasa ana aynasının bazı segmentler­i Almanya’da test ediliyor.
 ??  ??
 ??  ?? Her şey planladığı gibi giderse, ELT ilk ışığını 2025’te alacak.
Her şey planladığı gibi giderse, ELT ilk ışığını 2025’te alacak.

Newspapers in Turkish

Newspapers from Türkiye