gokyuzu.org

gokyuzu.org

ODTÜ Amatör Astronomi Topluluğu Web Sayfası

Menu
Menu

astrofizik

Galaktik Kozmik Işınlar ve Güneş Aktivitesi ile Modülasyonu

yazar

Şu anda Dünya, yalnızca Güneş’ten değil, aynı zamanda yıldızlararası ve galaktik kaynaklardan gelen yüksek enerjili ve hızlandırılmış parçacık akışıyla sürekli olarak bombardımana uğruyor ve galaktik kozmik ışınlar (Galactic Cosmic Ray – GCR) parçacık radyasyonu ortamının önemli bir bölümünü oluşturuyor. Bu enerjik parçacıkların incelenmesi, güneş sisteminin oluşumu ve evriminin yanı sıra ilgili astrofiziksel süreçleri anlamamıza katkıda bulunmakta. GCR’lar çoğunlukla protonlar, daha az oranda Helyum ve ağır çekirdeklerden (bkz. Şekil 2) meydana gelir. Bu ışınların helyosfer boyunca yayılması sırasında, Güneş rüzgarı ve gezegenler arası manyetik (Interplanetary magnetic field – IMF) alan tarafından modüle edilmekte yani güç ve yoğunlukları periyodik olarak artıp azalır.

GCR’ların enerji aralıklarına göre farklı kökenleri mevcut. GeV – TeV (109 eV – 1012 eV) mertebesindeki galaktik enerji aralığında bulunan kozmik ışınların kaynağının süpernova kalıntıları olduğu bilinmektedir. PeV (1015 eV)  seviyesindeki GCR’ların galaksinin dışındaki genç pulsarlar ve güçlü manyetik alana sahip nötron yıldızlarının üretimiyle meydana geldiği düşünülmektedir. Daha yüksek enerjilerdeyse Samanyolu dışındaki aktif galaksi çekirdekleri (AGN) kaynaklı relativistik enerji seviyelerine kadar taşıyan Kuasar jetleri bulunmaktadır.

1997 yılında Güneş – Dünya Lagrange 1 (L1) yörüngesinde görevine başlayan Advanced Composition Explorer (ACE, bkz. Şekil 1) uydusunun ana görevi parçacık, plazma, uzay ortamı parametrelerinin ölçülmesidir. ACE, Dünya’dan yaklaşık 1,5 milyon km ve Güneş’ten 148,5 milyon km uzaklıkta bulunan L1 Halo yörüngesindeki konumundan, güneş rüzgarını, gezegenler arası manyetik alanı ve Güneş tarafından hızlandırılan yüksek enerjili parçacıkları, ayrıca helyosferde (yaklaşık yüz astronomik birim (AU) ölçeğine kadar uzanan geniş bir manyetik plazma balonu) ve ötesindeki galaktik bölgelerden Güneş sistemine gelen parçacıkları gözlemektedir.

Şekil 1: Güneş – Dünya L1 Halo yörüngesindeki Advanced Composition Explorer (ACE) uydusu (CALTECH).

ACE uydusundaki Cosmic Ray Isotope Spectrometer (CRIS) ekipmanı yıldızlar ve galaksiler arası ortamda seyahat eden yüksek enerjili ve uzun ömürlü galaktik kozmik ışın izotoplarının ölçümüyle görevlidir. Elemental GCR spektrumununu atom numarası 5 ile 28  arasında olan çekirdekler için kapsayan ve yaklaşık 50 – 500 MeV / nükleon enerji ölçüm aralığına sahip olan ekipmanda CALTECH ve NASA JPL mühendislerinin geliştirdiği Silikon – Lityum dedektör çip bulunmaktadır.

Şekil 2: 2008 – 2026 yılları arasındaki CRIS’te gözlenen toplam parçacık sayısı. Temelde elementlerin oluşma mekanizmasi yıldızların çekirdeklerinde meydana gelen birleşme (füzyon) reaksiyonudur ve yüksek sıcaklık ve basınç altında çekirdekler bir araya gelerek daha büyük elementleri oluşturur. Çift sayılar teklere göre yüksek oranda olmakla birlikte nükleer kararlılık çift sayıda proton (Z) ve nötrona sahip çekirdeklerde daha yüksektir. Bu kararlı elementler yıldızların çekirdeklerinde daha fazla üretilir, bu nedenle C > B, O > N, Ne > F, Mg > Na ve Fe > Mn gibi bir desen oluşmaktadır.

Gezegenler arası manyetik alanın GCR modülasyonu üzerinde etkisi büyüktür, zira GCR’ların yalnızca çekirdekte bulunan (proton ve nötron) parçacıklardan ibaret olduğunu göz önünde bulundurursak, her yüklü parçacığın manyetik alanda etkilenip yön değiştirdiği gibi GCR hareket yönünde sapmalar meydana gelmektedir. Alan şiddeti değiştiğinde gradyan sürükleme, manyetik alan çizgileri eğriyse eğrilik sürüklemesi, ortamda elektrik alan bulunuyorsa E x B sürükleme kuvveti ile hareket yönleri sapar. Manyetik alan çizgileri etrafında dönme hareketi de yapan GCR’lar, manyetik alan homojen olmadığı ve türbülans içerdiği için sürekli saçılmaya ve difüzyon süreçlerine uğramaktadır. Bu etkileşim doğrudan Güneş’in yaşam döngüsü ve iç süreçlerine bağlı olduğu için yaklaşık 11 yıllık (Schwabe) Güneş döngülerine bağlı olarak değişir. Güneş aktivitesini tanımlayıp karakterize ederken bazı gözlemsel parametreler bize aktivitenin durumuyla ilgili bilgiler sunmaktadır. Güneş’in yüzeyinde meydana gelen güneş lekelerinin sayısı (sunspot number –SSN) ve F10.7 cm – 2.8 GHz frekansındaki akı değeri (Solar flux unit – SFU) 11 yıllık Güneş döngüsünün neresinde olduğumuzu net bir şekilde ortaya koymaktadır.

GCR’lar Güneş sistemi içerisindeki seyahatlerinde dört temel süreçten geçmektedir: konveksiyon, difüzyon, adyabatik yavaşlama, manyetik alan gradyanı ve eğriliğinden kaynaklanan sürüklenme. Düşük sayıda SSN düşük manyetik alan, daha az güneş patlaması ve koronal kütle atımı ile daha zayıf güneş rüzgarı durumlarını doğurmaktadır. Güneş aktivitesi minimumken IMF zayıflar, GCR parçacıkları daha az sapmaya ve saçılmaya uğrar. Güneş sisteminde bulunan iç gezegenlerde IMF Güneş aktivitelerine göre daha dinamik şekillendiğinden bu gezegenlerdeki GCR modülasyonu daha şiddetlidir. Aynı zamanda Güneş rüzgarı konveksiyon ve dinamik basınçla da doğrudan ilişkilidir, şiddetli Güneş aktivitesinin olduğıu 2013-2015 (24. Güneş çevrimi maksimumu) dolaylarında şiddetli Güneş rüzgarı güneş sisteminin dinamik basıncını (Pdyn) artırarak GCR’ları sistemin dışına doğru itmektedir. Bu zaman dilimindeki saatlik GCR parçacık yoğunluğu yaklaşık olarak (maksimuma göre) 3 kata kadar azalmaktadır (bkz. Şekil 3).

Şekil 3: 2008 -2026 yılları arası 24. ve 25. Güneş çevrimlerini kapsayan saatlik toplam GCR – SSN arasındaki ilişki görülmektedir. Solar minimum zaman aralığında (2008 – 2010 ve 2019 – 2021 dolayları) ağır iyon akısı artmakta ve toplam saatlik GCR olay sayısı artışı gözlenmektedir.

GCR’lar Dünya’ya ulaştığında manyetosferle yani ikinci bir elektromanyetik filtreyle karşılaşırlar. Manyetik alan düşük enerjili parçacıkları özellikle ekvatoral bölgelerde engellerken, güney ve kuzey kutup bölgelerindeki oyuklardan girişler daha kolaydır. Atmosfere giren yüksek enerjili GCR’lar ise çekirdek çarpışmalarıyla ikincil parçacık yağmurları üretir (cascade) ve atmosferik müonlar, nötronlar ve pionları oluşturur (Yeryüzü’ne ulaşanlar burada ölçülen doğal arkaplan  radyasyonunun oluşmasında rol oynar, bkz. https://gokyuzu.org/haber/uzay-arastirmalari/gizemli-bir-nesneden-kozmik-isinlar/). Bu süreç hem yer seviyesindeki radyasyon ortamında  değişimlere neden olur hem de kozmik kökenli atmosferik izotopların oluşmasına neden olur (örneğin: cascade sonucunda oluşan nötron atmosferik nitrojen atomuyla birleşince 14N + n -> 14C + p oluşur). Güneş aktivitelerinden kaynaklı olan galaktik kozmik ışınları ve modülasyonun (SSN – GCR ters korelasyonu) yer tabanlı nötron monitörlerinde de belirgin biçimde gözlemekteyiz (bkz:Şekil 4).

Şekil 4: 2008 – 2026 yılları arası gözlenen yer seviyesindeki nötronların gelişimi (University of Oulu).

Tüm bu galaktik ve kozmik parçacık gibi olayların elbette yaşantımız üzerinde de etkileri bulunmakta. Pilot ve uçuş ekiplerinin aldıkları biyolojik radyasyon doz değerlerinin ciddi bir miktarını kozmik ışınlar oluşturmaktadır. Benzer şekilde astronot, kozmonot, gökmen gibi uzayda görevli kişilerin aldıkları radyasyon miktarı (tüm manyetik koruma (bkz. Şekil 5), kalkanlamalara, görev tasarımına ve operasyon yönergelerine rağmen) yüksektir, ve bu radyasyon ciddi sağlık problemlerini tetiklemektedir zira yüksek enerjili parçacıklar (daha ağır çekirdekler) lineer enerji transferi prensibine göre hücre içerisinde yoğun iyonizasyon izleri oluşturur. DNA hasarı, mutasyon ve kanser riski bu nedenle uzay görevlerinde artmaktadır (özellikle Mars’ta intrinsic manyetik alan bulunmadığından risk Dünya’ya göre daha yüksektir).  

(Bu arada kuzey enlemleri ve kutup bölgelerinde yaşayan penguenleri de unutmamak gerek, onların da aldıkları radyasyon ekvatora göre daha fazla zira kutup bölgelerinde manyetik koruma daha zayıf.)

Uydularda meydana gelen büyük ölçekli arızalar, görev kritik anomaliler ve hata durumları, ekipmanlarda meydana gelen tekil olaylar (single event effect, upset, latch-up, burnout gibi durumlar) geçici bozulmalara ve kalıcı hasarlara yol açabilmektedir (örn: TELSTAR, TDRS, GOES vb.). Bu nedenle uzay uygulamalarında rad-hard ve rad-tolerant ekipmanların kullanılması pratikte şarttır. Bu nedenle hata tespit ve düzeltme (Error Detection & Correction – EDAC) sistemlerinin bulunduğu EEPROM ve çipler kritik uzay görevlerinde daha yaygın kullanılmaktadır.

Şekil 5: GCR’ların zamana bağlı IMF ile değişimi (NASA JPL, 1982).

Kaynakça

  • T. K. Gaisser, Cosmic Rays and Particle Physics. Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press, 1990.
  • M. S. Potgieter, “Solar modulation of cosmic rays,” Living Rev. Solar Phys., vol. 10, no. 3, 2013.
  • Stone, E. C., Frandsen, A. M., Mewaldt, R. A., Christian, E. R., Margolies, D., Ormes, J. F., & Snow, F. (1998). The advanced composition explorer. Space Science Reviews, 86(1), 1-22.
  • Zirnstein, E. J., Heerikhuisen, J., McComas, D. J., Pogorelov, N. V., Reisenfeld, D. B., & Szalay, J. R. (2018). Simulation of the solar wind dynamic pressure increase in 2014 and its effect on energetic neutral atom fluxes from the heliosphere. The Astrophysical Journal, 859(2), 104.
  • M. Aguilar et al., “Precision measurement of the proton flux in primary cosmic rays from rigidity 1 GV to 1.8 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station,” Phys. Rev. Lett., vol. 114, no. 17, 2015.
  • J. Adams et al., “CREME96: A revision of the cosmic ray effects on microelectronics code,” IEEE Trans. Nucl. Sci., vol. 44E, no. 6, pp. 2150–2160, 1997.
  • M. Hillas, “The origin of ultra-high-energy cosmic rays,” Annu. Rev. Astron. Astrophys., vol. 22, pp. 425–444, 1984.
  • D. V. Reames, “Particle acceleration at the Sun and in the heliosphere,” Space Sci. Rev., vol. 90, pp. 413–491, 1999.
  • Tada, H. Y., Carter Jr, J. R., Anspaugh, B. E., & Downing, R. G. (1982). Solar cell radiation handbook (No. NAS 1.26: 169662).

Dünyayı Düşündüren Sinyal: Wow!

yazar

“Dünya dışında akıllı yaşam var mı?” sorusu, veya kozmik çoğulculuk düşüncesi, antik Yunan filozoflarından günümüz astronomlarına kadar önemli bir soru olagelmiştir. Fakat yaşamı destekleyebilecek gezegenlerin uzaklığı, teknolojik imkansızlıklar gibi birçok engel, insanlığın evrende yalnız olup olmadığı sorusu için “Bilmiyoruz.” cevabına kanaat etmesini zorunlu kılmıştır. Yine de evrende dünya dışı gelişmiş yaşamın varlığını gösteren birçok işaret vardır. Bunlardan belki de en ünlüsü olan “Wow!” sinyali, Big Ear teleskobuyla gözlendiği günden beri astronominin tam olarak aydınlatamadığı bu alana ışık tutmaktadır.

Günümüzde aktif olarak kulanılmayan Big Ear veya Ohio Eyalet Üniversitesi Radyo Gözlemevi, Dünya Dışı Gelişmiş Akıllı Yaşam Araştırması’nın (SETI) bir parçasıydı. Bu proje kapsamında bilim insanları farklı yöntemler kullanarak Dünya’nın dışında bir yerde gelişmiş yaşama dair izler aramaktaydı. Elektromanyetik ışımaların gözlemi ve farklı medeniyetlere dair izlerin araştırılmasının yanı sıra varsayımsal medeniyetlere sinyal göndermek için çalışmalar da yapıldı. Fakat SETI kapsamında yapılan gözlemlerden dünya dışı yaşamın varlığına dair en önemli işaret Wow! sinyaliydi.

Big Ear radyo teleskobu 15 Ağustos 1977’de güçlü, dar bantlı bir radyo sinyalini kaydetti. Jerry R. Ehman, sinyali kaydedildikten birkaç gün sonra verileri incelerken fark etti ve bu güçlü sinyalin yoğunluğunu gösteren “6EQUJ5” verisini işaretleyerek yanına bugün de bu sinyalden bahsederken kullandığımız “Wow!” yorumunu bıraktı.

Jerry R. Ehman’ın incelediği verilerden bir kesit ve bıraktığı not.

Sinyalin incelendiğinde yaklaşık 1420 MHz bandında olduğu ve 10 KHz’ten dar bir bant genişliğine sahip olduğu görüldü. Yaklaşık 72 saniye süren bu sinyal Big Ear’ın Dünya’nın hareketiyle hareket etmesi sebebiyle artan ve azalan bir yoğunluğa sahip. Bu da sinyalin kaynağının sürekli bir dalga yaydığına işaret etmekte. Yapılan analizler sonucunda sinyal kaynağının konumu tespit edildi. Fakat bu konum daha sonra Greenbank ve Allen Telescope Array tarafından gözlense de sinyal tekrar gözlenmedi.

Günümüzde Wow! sinyalinin kaynağı açıklığa kavuşmuş değil. Fakat bilim insanları birkaç muhtemel kaynak olarak kütleçekimsel mercekleme sayesinde güçlenmiş bir sinyal, yıldızlararası sintilasyon veya gerçekten Dünya dışı bir medeniyet olasılıkları üzerinde durmakta. Ancak bugüne kadar yapılan çalışmalar bu olasılıkların hiçbirini kesin olarak doğrulayabilmiş değildir.

Wow! sinyalinin bilimsel önemini gösteren nokta, kaynağının ne olduğundan bağımsız olarak, insanlığın evrene bakışındaki sınırları zorlamış olmasıdır. Bu sinyal, kaynağının yapay mı doğal mı olduğu sorusuyla SETI kapsamında birçok çalışmaya önayak olmuştur. Sonuç olarak Wow! sinyali, “Evrende yalnız mıyız?” sorusuna doğrudan bir cevap vermese de, bu sorunun bilimsel yöntemlerle sorulabileceğini ve ciddiyetle araştırılabileceğini göstermiştir.

Kaynakça:

https://www.bigear.org/Wow30th/wow30th.htm

https://www.nationalgeographic.com/science/article/seti-signal-sun-like-star-hercules-aliens-life-space-science

https://www.nrao.edu/archives/files/original/2ec6ba346ab16e10a10d09462507beda.pdf

Astrofizik Nedir?

yazar

Astrofizik nedir?

Astrofizik; fizik ve kimya kanunlarının yardımıyla yıldızlar, gezegenler, galaksiler, bulutsular ve evrendeki diğer nesnelerin doğumu, yaşamı ve ölümünü açıklayan uzay bilimi dalıdır. Astrofizik; astronomi ve kozmolojiyle sürekli bir etkileşim içindedir.

En kalıplaşmış şekilde:

  • Astronomi; pozisyonları, aydınlatma güçlerini, hareketleri ve diğer karakteristik özellikleri ölçer.
  • Astrofizik evrendeki küçük ila orta büyüklükteki yapılar hakkında fiziksel teoriler oluşturur.
  • Kozmoloji ise bunu evrendeki en büyük yapılar ve tüm evren için yapar.

Uygulamada bu alanlar birbirlerine sıkıca kenetlenmiştir. Bir bulutsunun pozisyonunu ya da hangi tür ışık yaydığını sorun, astronom daha önce cevap verebilir. Bulutsunun hangi maddeden ve nasıl oluştuğunu sorun, astrofizikçi konuşmaya başlayacaktır. Verilerin evrenin oluşumuyla nasıl uyduğunu sorun, kozmolog soruya önce atlayacaktır. Fakat dikkat edin,  bu sorulardan herhangi biri için ikisi ya da üçü hemencecik konuşmaya başlayacaktır.

Astrofiziğin hedefleri

Astrofizikçiler evreni ve evrendeki yerimizi anlamaya çalışır. NASA’nın internet sitesine göre NASA’daki astrofizikçilerin hedefleri evrenin nasıl işlediğini keşfetmek, nasıl başladığı ve geliştiğini araştırmak, diğer yıldızların etrafındaki gezegenlerde yaşam aramaktır.

NASA bu hedeflerin 3 geniş soru ürettiğini belirtiyor:

  • Evren nasıl işliyor?
  • Biz buraya nasıl geldik?
  • Yalnız mıyız?

Newton’la başladı

Astronomi en eski bilimlerden biri iken teorik astrofizik Isaac Newton’la başladı. Newton’dan önce astronomlar gök cisimlerinin hareketlerini  fiziksel bir temel olmadan kompleks matematik modeller kullanarak açıklıyorlardı. Newton uydu ve gezegenlerin yörüngelerini ve Dünya’da atılan bir güllenin izlediği yolu aynı anda açıklayan tek bir teori olduğunu gösterdi. Bunun sonucunda Dünya ve gökyüzü için aynı fiziksel kanunların geçerli olduğunu şaşırtıcı bir şekilde kanıtladı.

Muhtemelen Newton’un modelini diğer önceki modellerden ayıran özellik öngörücü olmakla beraber betimleyici olmasıdır. Uranüs’ün yörüngesindeki sapmalara dayanarak astronomlar yeni bir gezegenin pozisyonunu öngördü, yapılan gözlemlerden sonra bu gezene Neptün adı verildi. Öngörücü olmakla beraber betimleyici olmak bir modern bilim işareti ve astrofizik de bu kategoride.

Astrofizikteki dönüm noktaları

Uzaktaki cisimlerle etkileşime geçmenin tek yolu yaydıkları radyasyonu gözlemlemektir. Çoğu astrofizikçi bunu radyasyon üreten mekanizmaları açıklayan teoriler ortaya çıkararak ve bundan en fazla bilgiyi nasıl çıkaracağımızla ilgili fikirler sağlayarak yapmak zorunda. Yıldızların doğasıyla ilgili ilk fikirler, 19. yüzyılın ortalarında, çiçeği burnunda bir bilim olan spektral analizden elde edilmiştir. Spektral analiz, belirli maddelerin ısıtıldıklarında absorbe ettikleri ve yaydıkları belirli ışık frekanslarını gözlemlemedir. Spektral analiz, hem yeni teorileri yönlendiren hem de test eden uzay bilimleri üçlüsü için önemlidir.

İlkel spektroskopi, yıldızlarda da Dünya’da bulunan maddeler olduğunu ilk kanıtlayan çalışmaydı. Spektroskopi, bazı bulutsuların tamamen gaz halindeyken bazılarının ise yıldız içerdiğini gösterdi. Bu daha sonra, bazı bulutsuların aslında bulutsu olmadığı fikrini pekiştirdi. Peki onlar neydi? Onlar başka galaksilerdi!

1920’lerin başlarında, Cecilia Payne, spektroskopi kullanarak yıldızların ağırlıklı olarak hidrojenden oluştuğunu (en azından yaşlılıklarına kadar) keşfetti. Ayrıca yıldızların spektrumları astrofizikçilere yıldızların Dünya’ya doğru ya da Dünya’dan uzağa ne kadar hızla hareket ettiklerini belirlemelerine yardımcı oldu. Doppler kayması nedeniyle, bir aracın yaydığı sesin bize doğru gelirken ya da bizden uzaklaşırken değişmesi gibi yıldızların spektrumları da aynı şekilde değişecektir. 1930’larda Edwin Hubble, Doppler kayması ve Einstein’ın genel görelilik teorisini birleştirerek evrenin genişlediğine dair sağlam kanıtlar bulmuştur. Bu Einstein’ın teorisi tarafından da öngörülüyordu ve birlikte Big Bang Teorisinin temelini oluşturuyorlar.

Ayrıca 19. yüzyılın ortalarında, fizikçiler Lord Kelvin (William Thomson) ve Gustav Von Helmholtz, kütleçekimsel çökmenin Güneş’e güç sağlayabileceği tahmininde bulundular, fakat eninde sonunda bu şekilde üretilen enerjinin sadece 100.000 yıl yeteceğini fark ettiler. Elli yıl sonra, Einstein’ın ünlü E = mc2 denklemi, astrofizikçilere, gerçek enerji kaynağının ne olabileceğine dair ilk kanıtı sundu (her ne kadar kütleçekimsel çökmenin önemli bir rol oynadığı ortaya çıksa da). Nükleer fizik, kuantum mekaniği ve parçacık fiziği, 20. yüzyılın ilk yarısında gelişmesinden dolayı nükleer füzyonun yıldızlara nasıl güç sağlayabileceğine dair teorileri formüle etmek mümkün hale geldi. Bu teoriler, yıldızların nasıl oluştuğunu, yaşadığını ve öldüğünü tanımlıyor ve aynı zamanda yıldız türlerinin spektrumları, aydınlatma güçleri, yaşları ve diğer özelliklerinde gözlenen dağılımı başarılı bir şekilde açıklar.

Astrofizik, yıldızların ve evrendeki diğer uzaktaki cisimlerin fiziğidir, fakat aynı zamanda Dünya’ya da yakındır. Big Bang Teorisine göre, ilk yıldızlar neredeyse tamamen hidrojenden oluşuyordu. Onlara enerji sağlayan nükleer füzyon süreci, daha ağır bir element olan helyumu oluşturmak için hidrojen atomlarını çarpıştırır. 1957 yılında, ikisi de astronom olan karı koca Geoffrey ve Margaret Burbidge, fizikçi William Alfred Fowler ve Fred Hoyle ile birlikte yıldızların yaşlandıkça nasıl daha da ağır olan elementleri oluşturduğunu gösterdiler. Sadece daha yakın tarihli yıldızların yaşamlarının son aşamalarında, Dünya’yı oluşturan elementlerin(örnek olarak demir (%32,1), oksijen (%30,1), silisyum (%15,1)) üretildiği görülmektedir. Bu elementlerden biri olan karbon, oksijen ile birlikte, biz de dahil olmak üzere tüm canlıların en önemli kısmını oluşturuyor. Böylelikle, astrofizik tamamen yıldız olmasak da tamamen yıldız tozundan olduğumuzu bize söylüyor.

Kariyer olarak astrofizik

Astrofizikçi olmak için yıllarca gözlem yapmak, çalışmak ve deneyim kazanmak gerekiyor. Fakat ortaokul ve lisede bile astronomi kulüplerine katılarak, yerel astronomi etkinliklerine giderek, astronomi ve astrofizik alanında ücretsiz çevrimiçi dersler alarak ve Space.com gibi web sitelerindek ilgili haberleri takip ederek az da olsa işin içine girebilirsiniz.

Üniversitede öğrenciler astrofizikte doktora yapmayı ve daha sonra astrofizikte doktora sonrası bir pozisyonda görev almayı hedeflemelidir. Astrofizikçiler devlette, üniversite laboratuvarlarında ve bazen de özel organizasyonlarda çalışabilirler.

Study.com, astrofizikçi olma yolunda ilerlemeniz için aşağıdaki adımları önermektedir:

Lise boyunca matematik ve fen dersleri alın. Çok çeşitli fen dersleri aldığınızdan emin olun. Astronomi ve astrofizik, evrendeki fenomenleri daha iyi anlamak için sık sık biyoloji, kimya ve diğer bilimlerin öğelerini birleştirir. Ayrıca matematik ve fen alanında herhangi bir yaz işini veya stajı göz önünde bulundurun. Gönüllü çalışma öz geçmişinizi desteklemede yardımcı olabilir.

Matematik ya da fenle ilgili bir lisans derecesine devam edin. Astrofizikte lisans ideal olmasına karşın o alana başka birçok yol var. Bilgisayar bilimlerinde ön lisans ve lisans eğitimi alabilirsiniz. Örneğin bu, verileri analiz etmenize yardımcı olmanız önemlidir. Hangi programların size yardımcı olabileceğini öğrenmek için lise rehberlik danışmanı veya yerel üniversitenizle konuşmak en iyi yoldur.

Araştırma fırsatlarından yararlanın. Pek çok üniversitede öğrencilerin keşiflere katılabildiği ve hatta bazen bu çalışmaların yayınlandığı laboratuvarlar vardır. NASA gibi ajanslar da zaman zaman staj imkanı sunuyor.

Astrofizikte doktora yapın. Doktora meşakatli bir yol fakat ABD İşçi İstatistikleri Bürosu, astrofizikçilerin büyük çoğunluğunun doktora yaptığını belirtiyor. Geniş bir bilgi tabanına sahip olmak için astronomi, bilgisayar bilimi, matematik, fizik ve istatistik dersleri aldığınızdan emin olun.

2015 yılında, o zamanlar Arizona Eyalet Üniversitesinde olan gezegensel astrofizikçi Natalie Hinkel Lifehacker’a ayrıntılı bir röportaj verdi. Bu röportaj, genç bir astrofizik araştırmacı olmanın müfakatları ve zorlukları hakkında insanlara fikir sağladı. Araştırmasını yaptığı uzun yılları, sık sık iş değiştirmesini, çalışma saatlerini ve rekabetçi bir alanda kadın olmanın nasıl bir şey olduğunu anlattı. Ayrıca, günlük yaptığı şeylere dair ilginç bir bakış açısı vardı. Zamanının çok az bir kısmını teleskop kullanarak harcıyor.

Hinkel, Lifehacker’a verdiği röportajda “Zamanımın çok büyük bir kısmını programlamayla uğraşarak geçiriyorum. Pek çok insan astronomların bütün zamanını teleskop kullanarak geçirdiği sanıyor fakat o, işin hiç değilse küçük bir kısmı. Bazı gözlemler yapıyorum fakat son birkaç yılda toplam yaklaşık iki hafta için iki kez gözlem yaptım.” diyor.

“Bir veri aldığında onu kısaltman (örneğin kötü kısımlarını çıkartarak ve onu gerçeğe uygun hale getirerek), diğer verilerle ilişkilendirerek büyük resmi görmen ve daha sonra bulgularını kağıda yazman lazım. Her gözlem çalışması tipik olarak çoklu yıldızlardan veri sağladığından yeterli iş yapmak için tüm zamanınızı teleskopta harcamanıza gerek kalmıyor.”

Kaynakça:

https://www.space.com/26218-astrophysics.html

Yazan: Ahmet Arda Pektaş

2018 Yılında Bizi Bekleyen En Etkileyici 7 Astronomik Gelişme

yazar

2017 yılında astronomi ve astrofizik alanında birbirinden etkileyici birçok gelişme meydana geldi. Tam Güneş tutulması, iki nötron yıldızının çarpışmasından kaynaklı kütleçekim dalgalarının gözlemlenmesi gibi olayların yanında, ülkemiz bilim insanlarının gerçekleştirdiği iki büyük keşif de  yer almaktadır; SXP 1062 isimli çift yıldız sistemindeki nöron yıldızının 18 dakikalık periyodundaki kaymanın varlığını keşfedilmesi ve  Türk bilim insanlarının ilk kez bir ötegezegen keşfetmesi.

Astronomi alanı için oldukça verimli geçmiş olan bu güzel seneyi geride bırakırken, yeniden gökyüzü ile dolu bir yıla girmenin heyecanıyla size bu sene  astronomi, astrofizik ve kozmoloji alanında gerçekleşecek olan bazı olaylardan bahsedeceğiz.

1) Tutulmalar:

Bu sene tam bir Güneş tutulması olmayacak; ancak 3 tane parçalı Güneş tutulması ve 2 tam Ay tutulmasını gözleme şansımız olacak.

  • 31 Ocak- Avustralya, Kuzey Amerika, Doğu Asya ve Pasifik Okyanusu’ndan izlenebilecek tam Ay tutulması.
  • 15 Şubat- Antarktika, Şili ve Arjantin’den izlenebilecek parçalı Güneş tutulması.
  • 13 Temmuz- Antarktika ve Avustralya’nın güney uç kısmından izlenebilecek parçalı Güneş tutulması.
  • 27 Temmuz- Avrupa’nın, Afrika’nın, batı ve orta Asya’nın çoğundan ve Batı Avustralya’dan izlenebilecek tam Ay tutulması.
  • 11 Ağustos – Kuzeydoğu Kanada, Grönland, Kuzey Avrupa ve Kuzeydoğu Asya’dan izlenebilecek olan parçalı Güneş tutulması.

2) Meteor Yağmurları:

Her sene insanları büyüleyen meteor yağmurları bu sene de aynı şekilde kendilerini göstermeye devam edecekler bize. Meteor yağmurları bu sene topluluğumuz için çok daha fazla anlam ifade etmektedir, ancak şimdilik sürpriz olsun diyelim ve yazımıza devam edelim 

12-13 Ağustos tarihinde pik yapacak olan Perseid meteor yağmurunda saatte yaklaşık 60 meteorun atmosfere girmesi beklenirken; 13-14 Aralık tarihinde pik yapması beklenen Geminid meteor yağmurunda bu sayının saatte 120 meteora ulaşacağı tahmin ediliyor.

3) Bir Karadeliğin Olay Ufkunu Gözlemleyebileceğiz (En sonunda!) :

Bu yılın Nisan ayında, Olay Ufku Teleskobu adı verilen çok teleskoplu bir proje ile, karadeliğin olay ufkunun -ışık dahil hiçbir şeyin kaçamayacağı kadar çok güçlü çekiminin olduğu bölgeye verilen isim- gözlemlenmesi planlanmaktadır.

Galaksimizin merkezinde yer alan Sagitarrius A isimli karadeliğin gözlemlendiği ve fotoğaflarının çekildiği 5 gecelik sürenin sonunda neler çıktığı 2018’in erken zamanlarında belli olacak ve bizler gerçekten de bu gelişmeyi büyük bir heyecanla beklemekteyiz.

4) Ay Keşfi Girişimleri:

Yıldız çocukları, artık resmileşti ki insanlık Ay’a yeniden gidiyor! Ay’a son adım atan kişi 1972’de NASA astronotu Eugene Cernan’dı; ancak gelecek sene direkt Ay’a adım atılamayabilir.

Başlangıç için, Hindistan ülke tarihinde ilk defa Ay’ın yüzeyine bir  rover yani ”gezgin”-gezegenlerin yüzeyine inerek orada araştırma yapan robotlar- göndermeyi planlamakta.

Uzun süredir bu konuda sessizliğini korusa da SpaceX, Ay’ın yörüngesine iki insan ile birlikte bir gezi planlıyor. Ayrıca Çin, Chang’e 4 ve Chang’e 5 isimli iki araç ile Ay’ın karanlık- Dünya’dan görünmeyen yüzü- yüzüne bir keşif gezisi yapacak.

Bunların yanı sıra, Amerika da  Ay  yüzüne insan göndermeyi planlıyor, ve unutmamalıyız ki Google bu konuyu destekleyen Lunar XPrize isimli bir yarışma da düzenlemektedir.

5) Asteroidler:

Rosetta ve Philae uzay araçlarının 67P / Churyumov-Gerasimenko’yla randevuları ve daha sonraki araştırmaları hakkında heyecanlıysanız 2018 yılını çok seveceksiniz! Bu yıl bir değil, iki ayrı hedef ile buluşacak olan asteroid avcılarımız var!

Haziran ayında, JAXA’nın 2014 yılında fırlatılan Hayabusa uzay aracı, Dünya’ya yakın bir yörüngede olan C ve G tipi Ryugu asteroidi ile buluşacak. Aynı zamanda NASA’nın OSIRIS-REx isimli uzay aracı da Bennu isimli bir asteroid ile randevusuna yaklaşmakta.

6) Pulsar Havai fişeği:

Galaksimizde bulunan en parlak yıldızlardan birinin yakınında bir pulsar gerçek anlamda patlayacak! Bu pulsar patladığında bir kozmik havai fişek gösterisi açığa çıkacak. Ancak bu olayın ne zaman olacağını tam olarak söylemek çok zor.

7) Merkür’ e Sonda Gönderiyoruz:

Bu sene Cassini’ni aramızdan ayrılışını gördük, Juno hala daha Jüpiter’de çalışmalarını sürdürmekte ancak daha fazla gezegen avcılarına ihtiyacımız var ve şanslıyız ki BepiColombo burada!

ESA ve JAXA, bu sene Merkür’e yola çıkmak üzere bir uzay aracı fırlatacak. Evet, belki BepiColombo 2025 yılına kadar Merkür’e ulaşamayacak; ama bize getireceği bilgiler bunu beklediğimize değecek.

Sevgili yıldız çocukları, astronomi ve gökyüzü dolu yepyeni bir seneye girmek üzereyiz. Bu sene bütün yıldız çocuklarının -yani bizlerin ve sizlerin- umutları, hayalleri ve hayatları Vega’nın ışıkları kadar güzellik dolu olsun. Hepinize mutlu seneler kozmik okyanusun gezginleri !

Kaynak: https://www.sciencealert.com/7-reasons-to-turn-your-eyes-to-the-sky-in-2018

Çeviri: İlkcan Erdem

Dilhan Eryurt’un İzinden (I)

yazar

Bu yazıya başlamadan önce, Dilhan Eryurt hakkında dergilerde, internette birçok yazı okudum; bazı öğrencilerinin hakkında yazdıkları yazılara baktım, videolar izledim. Karşımda başarılarla dolu bir hayat hikayesi vardı. Zorluklara rağmen yılmayan, ilklere imza atan, kendi için çalışan, maddi geliri ve statüyü öncelik olarak görmeyen, kendisinden sonra da kendi gibi öğrenciler yetiştiren bir Türk bilim insanının hikayesi idi bu.

Dilhan Eryurt, 19 Kasım 1926’da İzmir’de dünyaya gelir. Cumhuriyet yeni kurulmuştur. Okula gitmek, eğitim görmek şimdiki kadar kolay değildir, hele ki bir kız çocuğu için. Alfabeyi kısa sürede öğrenen, kitapları ezberleyen, matematiğe özel ilgisi olan ve başarısı ile övünmeyip kendi için çalışan öğrenci Dilhan, liseyi takdirnâme alarak bitirir. Ayrıca lisede üst üste üç yıl iftihar listesine de girmeyi başaran bir öğrenci olan Dilhan’a, dönemin Milli Eğitim Bakanı Hasan Ali Yücel, Nutuk kitabını hediye eder. İçinde şöyle bir not vardır: “Gönlümün bütün dileği, sizin de gireceğiniz meslekte ve ileriki hayatınızda Atatürk gibi Türk milletine büyük hizmetler etmeniz ve insanlığa milletiniz yolundan büyük faydalar ve bahtiyarlıklar getirmenizdir.”

İlginçtir ki yaşamı boyunca önemli ödüllere layık görülmesine rağmen, aldığı en önemli ödül olarak bu Nutuk kitabını görür. Dilhan Eryurt der ki: ” Bu sözler benim yaşamımdaki başarılı hizmetlerin dayanağını teşkil eder.” İşte o dönemlerde yetişen bir kız çocuğu, bilim adına hem ülkesinde hem de dünyada birçok başarıya imza attı. Tıpkı babasının ona öğütlediği gibi yaptı: “Kızım, oku, kendini yetiştir ve memleketin için bir şeyler yap.”

Matematiğe olan ilgisi ona 1942 yılında İstanbul Üniversitesi Yüksek Matematik ve Astronomi Bölümü’nü seçtirir. Bu dönemde, astronomi derslerine ülkemizde yeni yeni yer verilmeye başlanmıştır. Yardımcı ders olarak okutulan astronomi dersleri ile birlikte Dilhan Eryurt’ta astronomi ilgisi de oluşmaya başlar. Matematiği de kullanabileceği için astrofizik alanına yönelen Dilhan Eryurt, çevresindekilere, “Günün birinde size Ay’dan el sallayacağım,” der.

Dilhan Eryurt’un İstanbul Üniversitesi’nde okuduğu dönemde, Nazi zulmünden kaçıp gelen profesörler İstanbul Üniversitesi’nde ders vermektedir. Çok güçlü temelleri olan bu profesörler, çok güçlü temeller vermiştir. Daha sonrasında, Ankara Üniversite’sinde Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü açılması için görevlendirilen Tevfik Okyay Kabakçıoğlu’nun yanında Dilhan Eryurt fahri asistanlık yapar. Bu nedenle birkaç yıl ücret almadan çalışan Dilhan Eryurt’a Tevfik Okyay, “Bir şey söyleyeceğim ama utanıyorum. Seni hiç olmazsa laborant konumuna sokalım da, bari yol paran çıksın,” demiştir. Kendisine kadro çıkmıştır çıkmasına ama buna artık gerek yoktur çünkü babası onu büyük dayısının yanına, Michigan’a gönderir. Eryurt, Michigan Üniversitesi’nde astronomi bölümüne kabul edilir, burada astrofizik üzerine yüksek lisansını tamamlar. Başarısı ile dikkat çekmesi üzerine hocaları orada kalmasını ister ama o memleketine geri dönmeyi tercih eder.

Türkiye’ye döndüğünde Ankara Üniversitesi Astrofizik Anabilim Dalı’nda asistan olur. Prof. Dr. Egbert Adriaan Kreiken’in yanında doktora, daha sonra da doçentlik çalışmalarına başlar. Bu dönem 1950’li yıllara denk gelmektedir. Üniversitede yabancı dili olan asistan bulunmaması nedeniyle Hollandalı profesör Kreiken’in tercümanlığını da kendisi üstlenmiştir. Kreiken’in enstitünün kütüphanesini geliştirmek için getirdiği kitaplar sayesinde Dilhan Eryurt, Michigan’dan dönerken yanında getirdiği araştırmalar ve verilerle birlikte çalışmalarına devam etmiştir.

Kreiken, eşi ve Eryurt haftasonları Ankara’da gezintiye de çıkardı. Halkla sohbet eder ve bir rasathanenin kurulması için uygun bir yer ararlardı. İşte Ankara Üniversitesi’nin Ahlatlıbel’deki Kreiken Rasathanesi’nin yerinin seçilmesi de işte o zamanlara denk gelir.

Dilhan Eryurt doçentliğini tamamladığında, Kreiken 30 yaşında doçentliğini tamamlayan bu genç ve başarılı öğrencisine profesörlük teklif eder. Ancak Eryurt kendisini daha fazla geliştirmek istediğinden bu teklifi reddeder. Sıradaki yolculuğu ise Kanada’yadır.

Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı’nın bursu ile bu kuruma bağlı olan laboratuvarda çalışmaya Kanada’ya gider. Burada Deep River Atom Enerji Laboratuvarı’nda Dr. Cameron’un yanında çalışmaya başlar. Dilhan Eryurt bu zamanları şöyle anlatıyor:

”Gerçek astrofizikle burada karşılaştım. Türkiye’de biz bilgisayar bile görmemiştik, hesaplamaları hesap makinesiyle yapıyorduk. Kanada’da Prof. Cameron’un yanına gittim ve o bana çalışmam için üç konu teklif etti. Ben hidrojen yıldızlarını seçtim. Dr. Cameron bana dönüp, ‘En zorunu seçtin,’ dedi. Ardından da, önce hidrojenden oluşan bir gazın opozitesini [opasite, ışık geçirmezlik] hesaplamak gerektiğini söyledi. Bir bilgisayar programı yapmam gerekiyormuş. Programa belli sıcaklık ve yoğunluk değerleri girilince, program o gazda opozitenin ne olması gerektiğini bulmalıymış. Yani programın bunu yapması için, benim de programı yapmam gerekiyordu. Ama ben değil bilgisayar programını; bilgisayarı ve programlamayı bile bilmiyordum. Hemen kütüphanelere gittim, kitaplar aldım ve programlamayı öğrendim ve programı başardım. Dr. Cameron, ‘Şimdi bunu bilgisayara koy,’ dedi, ama ben daha önce bilgisayarı görmemişim. Gittik kartları yerleştirdik ve Dr. Cameron ‘Git sonucu al,’ dedi. Sonucu birkaç saniye içinde elimde görünce doğrusu çok şaşırdım.”

Eryurt, daha sonra ise ABD’ye giderek önce Amerikan Soroptimist Federasyonu bursuyla ABD’de Indiana Üniversitesi’nde görev alır. sonra da üniversiteye bağlı Goethe Link Gözlemevi’nde yıldız modelleri yapmakla tanınmış Prof. Dr. Marshall Wrubel ile çalışmaya başlar. Bu gözlemevinde Dilhan Eryurt, emrindeki büyük bir bilgisayarın başında gecesini gündüzüne katarak çalışır ve bu çalışmalar meyvesini verip, yıldız modellerini oluşturmada kullanılan yeni bir yöntem ortaya koyar. Dilhan Eryurt’un sözleriyle: “O zamana kadar yıldız modellerinin çözümü için kullanılan yöntem ‘fitting’ yöntemiydi ve hep onu kullanırlardı. Ne olduğunu kısaca söylemek gerekirse; yıldızın merkezinden başlayarak 4 diferansiyel denklem bir orta noktaya gelir. İkinci bir başlangıç da, yüzey şartlarından başlayarak içeri doğru çözümlenir ve belirli bir kesişme noktasında 2 çözümün birbirine uyması istenir. Uymuyorsa, çakışana kadar değişimler yapılır. Biz o günlerde yıldızın yüzeyinden içine kadar çözümü otomatik şekilde tek bir yoldan giderek yaptık. İki ayrı yoldan değil. Bulup geliştirdiğimiz yöntem buydu.” Bu yöntem sonraları ABD Atomik Enerji Komisyonu, Los Alamus Ulusal Laboratuvarında kullanılmaya başlandı.

Yazının devamı için: Dilhan Eryurt’un İzinden (II)

Kaynakça:
https://medium.com/@_tanricabastet_/kadın-hikayeleri-dilhan-eryurt-58df2cda94b
http://www.acikbilim.com/2012/03/dosyalar/gokyuzu-kadinlarindir.html
http://fizikciler.info.tr/index.php/13-fizikciler/79-dilhan-eryurt
https://tr.wikipedia.org/wiki/Dilhan_Eryurt
http://www.focusdergisi.com.tr/bilim_insanlari/soylesiler/00462/
Gökyüzü bülteni, 57. sayı