Ana sayfa Astronomi Herşeye kadir fizik 2674 ışık yılı uzaklıktaki yıldızın çapını nasıl ölçtü?

Herşeye kadir fizik 2674 ışık yılı uzaklıktaki yıldızın çapını nasıl ölçtü?

1986
PAYLAŞ
Asteroidin yıldız önünden geçişini gösteren çizim. Kaynak: DESY, Lucid Berlin.

Nıvart Taşçı

Gece gökyüzüne baktığımızda gördüğümüz yıldızlar hakkında pek çok şey söyleyebiliriz: Konumları, uzaklıkları, hatta sıcaklıkları… Ancak aradaki mesafeden dolayı boyutlarını tam olarak bilmek mümkün değil diye düşünürüz. Oysa görünen o ki, mümkün olmayan, cevabı olan soruların günün birinde yanıt bulmamasıymış. Zira Nature Astronomy dergisinin 15 Nisan sayısında yayımlanan, 23 üniversiteden uluslararası bir ekibin çeşitli evrelerine dahil olduğu yeni bir çalışmada, teleskopumuza çarpan en uzak yıldızın dahi tam büyüklüğünü söylemenin artık mümkün olduğu belirtiliyor.

Samanyolu Galaksisi’nde 100 milyardan fazla yıldız bulunduğu tahmin ediliyor. Güneş’i saymazsak bunlardan en yakın olanının uzaklığı dört ışık yılından yani 25 trilyon milden fazla. Ancak bu mesafe, Arizona’daki Fred Lawrence Whipple Gözlemevi’nde bulunan çok özel dört teleskop için çocuk oyuncağı. Çünkü Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System’ın (VERITAS), ya da Türkçeleştirirsek, Yüksek Enerjili Radyasyon Görüntüleme Teleskobu Array Sistemi’nin enini boyunu bildirdiği devasa yıldızın uzaklığı tahayyül sınırlarını zorluyor: 2674 ışık yılı. Teleskoplar buna bir de 700 ışık yılı uzaklıkta, Güneş benzeri bir yıldız daha eklemiş; kendisi gece görülebilecek yıldızlar arasında en küçüğü olma özelliği taşıyor. Peki normalde, ya da en azından şimdiye kadar, en yakındaki yıldızın bile çapı hakkında gerçek bir rakam vermek muazzam uzaklığından dolayı mümkün değilken, 2674 ışık yıllık bu sıçrama nereden kaynaklanıyor?

En güçlü optik teleskopun ekranına dahi bulanık bir noktacık gibi yansıyacak olan yıldız görüntüsünden anatomik sonuçlar çıkarmak, difraksiyon (kırınım) denen bir optik olguyla mümkün olmuş. Basitçe açıklamak gerekirse, yıldızın önünden bir gök cismi geçtiğinde, okültasyon (örtünme) denen, gölgelenme ve gölge çeperindeki ışık dalgalarının şablonunda değişime neden olan bir olay meydana gelir. Mesela her gün Dünya’nın tepesinden geçen asteroidleri düşünün. Bunların silik gölgesi mükemmel keskinlikte hatlara sahip olmaktan çok uzaktır aslında. Gölgenin merkezi, ışığın dalga yapısından dolayı, su harelerine benzer dalgalarla çevrelenmiş vaziyettedir. Araştırmacılar, difraksiyon adı verilen bu olayın, yani gölgenin kenarındaki motiflerin aldığı biçimin, ışığın kaynağı hakkında fikir verebileceğini düşünmüşler. Tabii söz konusu olan inanılmaz uzaklıktaki bir yıldızın önünden geçen asteroidi tam doğru zamanda ve doğru noktada yakalamak olunca işin içine VERITAS gibi, milisaniye aralığıyla görüntü alabilen bir aletin girmesi gerekiyor. Araştırma raporunun ifadesiyle VERITAS’ın bu becerisi, Eyfel Kulesi’nin tepesindeki bir bozuk paranın New York’tan görülebilmesi gibi birşey!

Makalede belirtildiğine göre VERITAS teleskoplarının, TYC 5517-227-1 isimli yıldızın 60 kilometre açığından geçen Imprinetta isimli asteroidi net biçimde tespit edebildikleri tarih 22 Şubat 2018. Muhtemelen gezegenlerin oluştuğu 4,6 milyar yıl öncesinden kalma moloz yığınından bir parça olan Imprinetta’nın yarattığı okültasyon sadece birkaç saniye sürmüş. Ancak bu birkaç saniyenin her biri, yüzde elli şansla, VERITAS’ın yüzlerce poz alması için yetmiş. Gerisi çorap söküğü… Teleskopların topladığı verilerdeki difraksiyon şablonlarının parlaklığından yola çıkarak oluşturulan yıldız görüntüleri, 2674 ışık yılı, yani Güneş’in Dünya’ya uzaklığının 200 milyon katı mesafedeki bu devasa gökcisminin çapının Güneş’in 11 katı olduğu bilgisini vermiş (ki bu da söz konusu yıldızı bir kırmızı dev yapar). Ardından aynı işlem 2018 Mayıs ayında, TYC 278-748-1 isimli yıldızın 88 kilometre açığından geçen Penelope asteroidi için de tekrarlanmış. Sonuç, Güneş’in çapını 2,17’ye katlayan G sınıfı bir sarı cüce yıldız. İşin güzel tarafı, daha önce alternatif yöntemlerle yapılan çap ölçümlerinin bu rakamla birebir örtüşüyor olması.

Araştırmacılar hâlâ %10’luk bir hata payından söz ediyor. Ancak kaydedilen renklerin dalgaboyunu daraltmak gibi çeşitli yöntemlerle yapılacak iyileştirmeler ölçümleri kısa sürede daha da keskinleştirecek. Sonuçta daha şimdiden, ulaştığı çözünürlük ve keskinlik bakımından mevcut yöntemleri geride bırakan bu yeni teknik, büyüklük verilerinden yola çıkarak gördüğümüz yıldızların ne zaman doğduğunu, ne kadardır parladığını ve muhtemel ölümünün ne zaman olacağını da söyleyebilecek. Kısacası yıldız popülasyonunun şeceresini çıkarmaya ve astronomi rehberlerinin baştan yazılmasına çok az kaldı.

Kaynak
1) Tracey Bryant, “Sizing up a starry night”, University of Delaware Daily, 15 Nisan 2019.
2) “Asteroids help scientists to measure the diameters of far away stars”, Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy News, 15 Nisan 2019.