Big Bang’dan sonra yaşanan en büyük patlama bilim insanları tarafından keşfedildi. Bu eşi olmayan patlama, 390 milyon ışık yılı uzaklıktaki Ophiuchus galaksi kümesinin merkezindeki süper kütleli kara delikte meydana geldi ve kendisinden önceki rekor patlamadan 5 kat daha fazla enerji saldı.
Bu patlama o kadar güçlüydü ki kara deliğin etrafını saran sıcak plazmada bir oyuk açmayı başardı. Washington DC’de Birleşik Devletler Deniz Araştırma Laboratuvarı’nda çalışan ve bu konuda başyazar olan Simona Giacintucci “Bu patlama bir bakımdan 1980’de St. Helens Dağı’nda meydana gelen yanardağ patlamasının dağın tepesini parçalamasına benziyor. Buradaki temel fark patlamanın ‘kraterine’ on beş tane Samanyolu Gökadası’nı sığdırabiliriz’’ dedi.
Astronomlar bu keşfi NASA’nın Candra X-ışını Gözlemevi, ESA’nın XMM-Newton X-ışını Teleskobu, Avustralya’daki Murchison Widefield Array (MWA) ve Hindistan’daki Giant Metrewave Radyo Teleskobu (GMRT) aracılığıyla elde edilen X-ışını ve Radyo dalgaboyu verilerini kullanarak yaptılar.
2016’da Chandra’da yapılan gözlemler sonucu elde edilen veriler bu devasa patlamanın ipuçlarını ortaya çıkarmıştı. Norber Werner ve ekibi Chandra’nın çektiği fotoğraflardaki yıldız kümesinde alışılmadık bir kavisli kenarın bulunduğunu keşfettiler ve bu kısmın süper kütleli kara delikteki jet patlamaları[1] sonucu oluşup oluşmadığını araştırmaya başladılar. Fakat bu olasılığı yok saydılar çünkü kara deliğin böyle bir oyuğu oluşturması için çok büyük miktarda enerji gerekirdi.
Simona Giacintucci ve ekibi yaptığı son çalışma ile bu devasa patlamanın ‘’gerçekten’’ yaşandığını kanıtladı. Giacintucci ve ekibi öncelikle bu kavisli kenarın XMM-Newton’la da saptandığını gösterdi ve böylelikle Chandra gözlemlerini doğruladı. Ekibin en önemli adımı ise bu kavisli kenarın aslında oyuğun ‘’duvarının’’ parçası olduğunu MWA ve GMRT arşivlerindeki yeni radyo verilerini kullanarak göstermeleriydi. Bu duvarlar radyo ışımalarıyla dolu bir alan oluşturuyorlardı. Bu ışıma ise ışık hızına yakın bir hızda hareket eden elektronlar tarafından oluşturuluyordu. Bu karadelik patlamasının şu ana kadar sona erdiği tahmin ediliyor çünkü bilim insanları elde ettikleri radyo verilerinde yeni oluşan jetlerin izlerine rastlamıyor. Chandra verileri bize bu ani kesilişin sebebini açıklayabiliyor. Bu veriler bize X-ışınları sayesinde görülen en yoğun ve soğuk gazın şu anda merkez gökadadan farklı bir konumda bulunduğunu gösteriyor
Koronavirüs, COVID-19, tüm dünyaya yayılırken böyle bir virüsün uzayda yayılması durumunda neler olabileceğini düşünmek ilginç olabilir.
Tarih boyunca uzayda hasta olan astronot sayısı oldukça azdır. NASA’nın Uzay Mekiği programında altı kez cerrah olarak görev yapmış, günümüzde ise Baylor Tıp Fakültesi Uzay Tıp Merkezi’nde nöroloji ve uzay tıbbı alanında doçent olan Jonathan Clark, Space.com’a verdiği demeçte Dünya’dan çok uzaklarda süzülüren astronotların üst solunum yolu enfeksiyonlarına (ÜSYE) veya soğuk algınlığına, idrar yolu enfeksiyonlarına ve cilt enfeksiyonlarına katlandıklarını belirtti.
1968’deki Apollo 7 görevi sırasında mürettebat uzayda soğuk algınlığına yakalanmış ve Clark’a göre bunun “önemli bir etkisi” olmuş. Büyük ihtimalle Komutan Wally Schirra, mekiğe hafif bir soğuk algınlığı varken gelmiş ve hastalığı mürettebatın geri kalanına bulaştırmış. Clark, astronotların ellerindeki bütün ilaç ve peçeteleri bitirdiklerini ve atmosfere geri giriş yaparken kasklarını giymeyi reddettiklerini söylüyor.
Hep birlikte soğuk algınlığı geçiren Apollo 8 ve Apollo 9’daki astronotlar da benzer zorluklar yaşamış. NASA, bu görevlerin ardından mürettebatın sağlığını ve güvenliğini sağlamak için diğer insanlarla sınırlı ve kontrollü temas gerektiren bir uçuş öncesi karantina uygulamasına geçmiş.
Peki uzay uçuşunun ilk günlerinden ve bu uzay hastalıkları vakalarının ilk günlerinden beri işler nasıl değişti? Astronotların bir gün potansiyel olarak daha zorlu dünya dışı ortamlarda daha ciddi hastalıklarla mücadele etmesi gerekebilir mi?
Hastalıkların uzaydaki farkı
Tıbbi acil durumlar söz konusu olduğunda, astronotlar şimdiye kadar Dünya-uzay iletişiminde artan imkanlar sayesinde tıbbi yardıma uzaktan erişebildiler. Hatta dünyadaki tıp uzmanları bir keresinde uzay istasyonunda kan pıhtısı sorunu yaşayan bir astronota bile yardım etmeyi başardılar.
Bununla birlikte, insanlar uzaya gittiğinde enfeksiyonların yayılma yollarıyla virüslerin ve hastalıkların vücutta davranış şekilleri değişime uğrar. Fırlatmanın fiziksel etkilerinden Dünya’nın yer çekiminin olmadığı kapalı bir ortamda yaşamaya kadar pek çok etkenden dolayı soğuk algınlığı gibi “sıradan” hastalıklar bile astronotlar için oldukça farklı görünebilir.
Uzay uçuşu, insan vücudunda bilim insanlarının hala tam olarak anlamaya çalıştığı bazı garip değişimlere sebep olur. Akla ilk gelen örneklerden birisi olarak fiziksel açıdan çok zorlayıcı bir eylem olan Dünya’dan roketle fırlatılmayı verebiliriz. Fırlatma, hareket hastalığına neden olabilir, uzamsal yönelim ve koordinasyonu etkileyebilir. Uzaya çıktıktan sonra stres hormonu seviyelerindeki değişiklikler ve uzay uçuşunun diğer fiziksel yansımaları bağışıklık sistemimizde değişikliklere neden olur. Dünya’da “iyi bir bağışıklık sistemine” sahip olmaya alışık bir astronot, uzaydayken hastalıklara ve hatta alerjik reaksiyonlara daha duyarlı olabilir.
Clark’ın açıkladığı gibi, grip ve hatta koronavirüs gibi virüsler de Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki gibi bir mikro yer çekimi ortamında daha kolay bulaşabilir. “Yer çekiminin olmaması parçacıkların çökmesini engeller, böylece parçacıklar havada asılı kalırlar ve daha kolay bulaşabilirler. Bunu önlemek için bölmeler havalandırılır ve HEPA filtreleri parçacıkları ortamdan uzaklaştırır.”
Ek olarak, bilim insanları “uyuyan” virüslerin uzay uçuşunun oluşturduğu koşullara tepki verdiğini ve herpes simpleks gibi virüslerin uzay uçuşu sırasında yeniden aktifleştiğini veya “uyandığını” buldular. Ayrıca Clark’ın dediği gibi, devam eden çalışmalar uzayda artan bakteriyel virülansın (mikroorganizmaların hastalığa neden olma yeteneği) antibiyotik tedavilerinin etkisini azaltabileceğini gösteriyor.
Clark, sözlerine “Aynı Dünya’daki viral salgınlarda olduğu gibi, bu durumda da viral yayılmayı önlemek için kullanılabilecek antiviral ilaçlar var. Ayrıca, gezegensel görevler söz konusu olduğunda mürettebat, tıpkı Ay’dan dönen ilk görevlerdeki mürettebata yapıldığı gibi, Dünya’ya döndükten sonra izole edilirdi, ” şeklinde devam etti.
Peki astronotlar ne yapardı?
İster uzay istasyonundaki kapalı alanda ya da gelecekteki Ay veya Mars habitatlarında olsun, salgın hastalıklar önceki nesillerin astronotlarında olduğu gibi gelecekteki astronotlar için de çok gerçek tehditler oluşturacaktır.
Peki, bizler COVID-19 olarak bilinen koronavirüs hastalığının dünyaya yayılmasını en iyi nasıl durduracağımızı bulmak için debelenirken astronotlar uzayda ne yapardı? Belirttiğimiz gibi, bu tür virüslerin uzayda daha kolay yayılabileceğini ve tedavilerin daha farklı şekillerde işleyebileceğini biliyoruz. Uzayda hasta bir astronotu karantinaya almanın ek zorlukları olsa da, Clark bunun muhtemelen uygulanacak prosedürlerden biri olacağını öne sürüyor.
Clark, “Dar alanlarda karantina uygulamak zordur, fakat ÜSYE hastası bir astronot, hastalık belirtisi gösterdiği sürece uyuduğu yerde izole edilirdi. Hastalığın yayılmaması için maske takardı ve uygun tedaviye karar verebilmek için gerekli tahliller yapılırdı,” diye belirtti.
Astronotların uzay istasyonunda karantinaya alınması gerekmesi durumunda, ISS’in ABD bölümünde HEPA filtrelerinin olduğunu, ayrıca bütün yüzeylerin düzenli olarak temizlendiğinin yanı sıra mikrobiyal izleme yapıldığını da sözlerine ekledi.
Bununla birlikte, gelecekteki Ay veya Mars habitatlarında bir salgın söz konusu olması halinde tam olarak ne olabileceğini söylemek şu an için imkansız, çünkü henüz Ay’a geri dönmüş veya Mars’a insanlı bir görev göndermiş değiliz. Ancak, Clark’ın önerilerini ve Apollo döneminin tarihsel örneklerini göz önünde bulunduracak olursak, astronotlar da büyük olasılıkla karantina gibi Dünya’da aldıklarımıza benzer önlemler alırlardı demek mümkün.
Mars, Güneş’e yakınlık sıralamasında Dünya’dan hemen sonra gelir. Kızıl renginden dolayı çoğu uygarlığın dikkatini çekmiş ve çoğu uygarlık da ona kendi savaş tanrılarının ismini vermiştir. “Mars” ismini ise Roma mitolojisindeki savaş tanrısı Mars’tan (Antik Yunan’daki adıyla Ares) almıştır. Günümüzdeyse daha çok “Kızıl Gezegen” adıyla bilinir. Aynı zamanda ziyaret etme olasılığımızın en fazla olduğu gezegen gibi görünüyor.
Yörüngesi ve Hareketleri
Mars, kendi etrafındaki dönüşünü yaklaşık olarak 24 saat 37.5 dakikada tamamlar. Ancak bu sırada gezegenin ekseni şiddetli salınımlar yapar çünkü Dünya’nın olduğu gibi büyük bir uydu tarafından dengelenmez. Mars’ın ekvatoru ile ekliptik düzlemi arasında yaklaşık 25.19 derecelik bir açı vardır. Bu da demek oluyor ki Mars da Dünya’daki gibi mevsimlere sahiptir. Mars Güneş etrafındaki yörüngesini 1.88 yılda tamamladığı için mevsimleri Dünya’nın mevsimlerinden yaklaşık olarak iki kat daha uzun sürmektedir. Bununla birlikte bu mevsimler Dünya’nınkinden daha ekstrem koşullarda geçer çünkü Kızıl Gezegen’in Güneş etrafındaki eliptik yörüngesi diğer büyük gezegenlerinkinden daha uzundur. Bu yüzden Mars, Güneş’e en yakın olduğu zamanda güney yarım küresi Güneş’e doğru eğilir ve burada kısa, çok sıcak bir yaz yaşanırken; kuzey yarım kürede kısa, soğuk bir kış yaşanır. Mars, Güneş’ten en uzak olduğu zaman da kuzey yarım küre güneşe doğru eğilir ve burada uzun, ılık bir yaz yaşanırken; güney yarım küre uzun, soğuk bir kış yaşar.
Yapısı ve Yüzey Şekilleri
Yüzeyindeki paslı, kızıl, demir zengini tozlarla lekeli bir görüntüye sahip olan Mars aslında devasa bir çöldür. Aynı zamanda Mars’ın yüzeyi çok sayıda çarpmadan kaynaklı kraterlerle kaplıdır. Ve bu kraterlerin günümüze kadar şekillerini korumuş olması, yüzeyinin en azından bir bölümünün son derece yaşlı olduğunu gösteriyor. Mars, birbirinden farklı çok sayıda jeolojik yüzey şekline sahiptir. Fakat en dikkat çekici özelliği ise kuzey ve güney yarım küreler arasındaki yükseklik farkıdır. Kuzey yarım küreye ait ortalama yükseklik, güney yarım küredekinden yaklaşık 5 km daha alçaktır. Üstelik kuzey yarımküredeki bu sığ alanlar üzerindeki çarpma krateri sayısı son derece düşüktür. Bu durum, kuzey yarımküre alanlarının daha yakın zamanda şekillendiğine ve dolayısıyla yüzey yaşının güney yarım küreye oranla daha genç olduğunu düşündürmüştür. Kuzey ve güney yarım kürelerde izlenen bu belirgin yükseklik farkını oluşturan nedenler için bazı teoriler öne sürülmüştür.
Mars’ın volkanik bir geçmişi vardır. Bu sahip olduğu devasa boyutlu sönmüş volkanlardan anlaşılabilir. Fakat Mars volkanlarının hiçbiri bugün etkin değildir. Bunlardan en büyüğü Olimpos Dağı’dır. Taban çapı 600 km, eteklerindeki uçurum yüksekliği 6 km, zirvesindeki volkanik krater çapı 70 km ve yüksekliği 24 km olmakla birlikte Olimpos Dağı aynı zamanda Güneş sistemindeki en büyük volkandır.
Mars’ta ekvatora paralel uzanan derin bir çatlağın varlığı görüntülenmiştir. Görüntülenen bu yapı “Marineris Vadileri” olarak adlandırılmıştır. Bu geniş çatlak, magma yükselmesinin kabuk üzerinde oluşturduğu şiddetli gerilme ile meydana gelmiştir. Vadi uzunluğu 4,000 km olup en derin yeri 8 km civarındadır. Bazı yerlerinde genişliği 600 km’yi bulabilmektedir. Mars’ta izlenen bu yüzey şekilleri, mantodaki konveksiyon hareketlerinin kabuğa doğrudan etki etmesiyle oluşmuştur. Mars’ta levha tektoniği hareketleri izlenmemektedir. Bu durum Mars’ın Dünya’ya oranla daha erken soğuyup katılaşmasından kaynaklanır. Dolayısıyla Mars’ın kabuk katmanı, yer kabuğundan daha kalındır ve tek levha gibi davranmaktadır.
Mars’ın çekirdeğininse, Dünya’nın çekirdeğinin yarısı boyutlarında ve kükürt bileşikleriyle zenginleşmiş demirden oluştuğu düşünülmektedir. Fakat çekirdekteki sıcaklığın kükürt bileşiklerini eritebilecek düzeyde olduğu düşünülmektedir. Bu yüzden akışkan hale gelmiş kükürtlü bileşiklerin elektriksel özellikleri, demirinkinden çok farklıdır ve içinde ivmeli hareketler oluşsa bile, manyetik alanlar doğuracak elektrik akımları üretemez. Dolayısıyla günümüzde Mars’ta genel bir manyetik alan izlenememiştir.
Atmosferi
Mars, çoğunlukla karbondioksit, azot ve argon gazlarından oluşan ince bir atmosfere sahiptir. Mavi ve beyaz arası renklerde görülen az sayıdaki bulutlar ise ufak su ve karbondioksit buz kristallerinden oluşmaktadır. Mars’ın atmosferi de Dünya’nın atmosferinden yaklaşık 100 kat daha yoğundur, ancak yine de hava durumu, bulutlar ve rüzgarları destekleyecek kadar kalındır. Atmosferin yoğunluğu mevsime göre değişir ve kışın hava karbondioksiti donduracak kadar soğuktur.
Mars’taki toz fırtınaları, tüm Kızıl Gezegeni örten ve aylarca süren Güneş sistemindeki en büyük fırtınalardır. Bir teoriye göre toz fırtınalarının Mars’ta bu kadar büyüyebilmesinin sebebi havadaki toz parçacıklarının Güneş ışığını emmesi ve Mars atmosferini ısıtmasıdır. Sıcak hava daha sonra soğuk bölgelere doğru akar ve oluşan rüzgarlar yerden daha fazla toz kaldırdıkça atmosfer daha çok ısınır. Bu da daha fazla rüzgarların daha fazla toz toplamasına yol açar.
Uyduları
Mars’ın, kendisine çok yakın yörüngelerde etrafında dolanan ve belirli bir şekle sahip olmayan iki uydusu bulunmaktadır. Her iki uydunun da yörüngesi, Mars’ın ekvator düzlemine çok yakındır. Her iki uydu da Amerikalı astronom Hall tarafından görülebilmiştir. Hall, uydular mitolojideki savaş tanrısı Mars’ın oğullarının ismini vermiştir. Küçük olanına Deimos (Korku) , büyük olanına ise Phobos (Dehşet) demiştir. Yörüngesi daha küçük ve Mars’a daha yakın olan Phobos, gezegen etrafındaki yörüngesini 7 saat 39 dakikada tamamlamaktadır ve Mars’ın merkezine olan ortalama uzaklığı 9,378 km’dir. Deimos ise, gezegen etrafındaki yörüngesini 30.3 saatte tamamlar ve gezegene ortalama uzaklığı ise 23,460 km’dir. Bu uyduların en dikkat çekici özellikleri, küresel şekilden sapmış ve yüzeylerinin ileri düzeyde çarpma kraterleri ile kaplı olmasıdır. Aynı zamanda her iki uydunun da gezegen ile eş dönmeye sahip oldukları, yani hep aynı yüzlerini Mars’a gösterdikleri anlaşılmıştır.
Gözlenmesi ve araştırılması
Mars her zaman bilinen bir gezegen olmasına rağmen, gezegeni teleskopla izleyen ilk kişi Galileo Galilei oldu. Mars yüzeyinin ilk detaylı gözlemleriyse 1659 yılında Danimarkalı bilim adamı Huygens tarafından yapılmıştır. 1666 da İtalyan astronom Cassini, Huygens’in gözlemlerini daha detaylı bir şekilde gerçekleştirmiş ve Mars’taki buzul kutup başlıklarını ilk kez gözlemleyen kişi olmuştur. Huygens ve Cassini’den yaklaşık 100 yıl sonra, Alman kökenli İngiliz astronom Herschel, Mars’ın dönme ekseninin yörüngesine dik olmadığını fark etmiştir. 1877 yılında ise İtalyan astronom Schiaparelli, Mars yüzeyinde birbirini kesen kırka yakın kanal benzeri düz hatlar gözlediğini söylemiştir. Bu gözlem, bilim insanlarına Mars’ta zeki canlıların bulunduğunu ve yüzeyde ileri düzeyde mühendislik yapıları inşa ettiklerini düşündürmüştür. Ancak 20. yüzyıl başlarında gelişen teknolojiyle beraber Mars yüzeyinde izlenen kanal benzeri yapıların, aslında birbiri ile bağlantısı bulunmayan karanlık lekeler olduğu ve bir göz yanılgısı sonucu kanala benzer hatlar şeklinde görüldüğü anlaşılmıştır. Bitki örtüsü gibi görülen alanların ise sadece daha koyu renkteki yüzey şekilleri olduğu tespit edilmiştir.
Mars’ın yüzeyinin yakın plan görüntüleri, ilk kez 1964 ve 1969 yılları arasında Mars’a yakın geçiş yapan Mariner 4, 6 ve 7 uzay araçları tarafından çekilmiştir. Daha sonraki yıllarda yörüngeye oturtulan Mariner 9, gezegenin yaklaşık yüzde 80’ini haritalamış ve yüzeyde görüntülediği devasa boyutlu sönmüş volkanlardan Mars’ın volkanik bir geçmişe sahip olduğu anlaşılmıştır.
NASA’nın 1975 yılında gönderdiği ikiz Viking uzay araçları, Kızıl Gezegen’e başarılı bir şekilde iniş yaparak 1976’da gezegenin yüzeyine dokundular. Viking 1, Mars yüzeyinin ilk yakın çekim fotoğraflarını çekti ancak yaşam için güçlü bir kanıt bulamadı. Mars yüzeyine üçüncü başarılı iniş, 1997’de yüzeye ulaşan Mars Pathfinder aracı ile yapılmıştır. Bu aracın Viking araçlarından en önemli farkı, Sojourner adı verilen gezici bir araca sahip olmasıydı. Dünya’dan gelen komutlarla yönlendirilebilen bu araç, Mars Pathfinder’ın 3 ay boyunca iniş bölgesine yakın değişik alanlarda çeşitli oluşumların analizlerini yapmıştır.
2001 yılında gönderilen Mars Odyssey, Mars yüzeyinin altında büyük miktarda buz hâlinde bulunan su keşfetti, fakat araç daha derini göremediği için yüzeyin altında daha fazla su olup olmadığı belirsizliğini koruyor. 2003 yılındaysa Mars yüzeyinin farklı bölgelerini araştırmak gönderilen Spirit ve Opportunity, suyun bir zamanlar gezegenin yüzeyinde aktığını gösterdi. Daha sonra 2008’de NASA, Mars’ın kuzey ovalarına inip su aramak için başka bir proje olarak Phoenix’i gönderdi.
2011 yılında NASA’nın Mars Bilimi Laboratuvarı görevi kapsamında gönderilen Curiosity, Mars kayalarını inceleyip onları oluşturan jeolojik süreçleri araştırdı. Yapılan bu incelemelerin sonunda Curiosity, yüzeyde karmaşık organik moleküller keşfetti ve atmosferdeki metan konsantrasyonlarındaki mevsimsel dalgalanmaları ortaya çıkardı. Yaşanan bu gelişmelerin üzerine NASA, gezegen etrafına iki yörünge aracı (Mars Reconnaissance Yörünge Aracı ve MAVEN) daha gönderdi. Bu arada Eylül 2014’te Hindistan’ın Mars Yörünge Aracı Mars’ın yörüngesine başarıyla girdi ve Hindistan bunu sağlayan dördüncü ülke oldu. Kasım 2018’deyse NASA, yüzeye InSight adlı bir iniş aracı gönderdi. InSight, bir sonda yardımıyla gezegenin jeolojik aktivitesini gözlemleyecek.
NASA, en son olarak Mars 2020 Keşif Aracı adı verilen Curiosity’nin devamı niteliğinde bir rover misyonu başlatmayı planlıyor. Bu görev kapsamında bu araç, antik yaşam belirtilerini inceleyecek. En son ESA ise, 2020’de fırlatılması planlanan ExoMars Keşif Aracı üzerinde çalışıyor.
ODTÜ AAT olarak 16-17 Temmuz’da düzenleyeceğimiz Hakkı Ögelman Gözlem Geceleri’nden önce size Türkiye’nin önemli deneysel gök bilimcilerinden biri olan Hakkı B. Ögelman’dan bahsetmek istedik.
8 Temmuz 1940 tarihinde İstanbul’da doğan Hakkı B. Ögelman, lise eğitimini Robert Kolej’de tamamladıktan sonra üniversiteyi okumak üzere ABD’ye gitmiş ve Indiana’daki DePauw Üniversitesinde Fizik eğitimini 3 yılda bitirip mezun olmuştur. Daha sonra yüksek lisans ve doktorasına Cornell Üniversitesinde devam etmiştir. Doktora çalışması için uzaydaki temel parçacıkların radyoaktif bozunumundan kaynaklanan en yüksek enerji düzeyindeki gama ışınlarını ölçmek için bir balon deneyinde uçmuş ve sonrasında “Search for Discrete Sources of High Energy Cosmic Gamma Rays” başlıklı teziyle 1966 yılında Cornell Üniversitesi’nden mezun olmuştur.
Doktora sonrası çalışmasını Avustralya’da Sydney Üniversitesinde yaptıktan sonra NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezine dönmüş ve burada astronomik gama ışın kaynakları üzerine bir dizi makale yazmıştır. 1969 yılında Türkiye’ye gelerek ODTÜ’de göreve başlamış ve 1970’de Fizik Bölümü Başkanı olmuştur. ODTÜ’de Yüksek Enerji Astrofiziği Grubunu kurmuş; öğrencileriyle birlikte bölüm çatısına, Ege Üniversitesi Gözlemevi’ne ve Gaziantep ODTÜ yerleşkesine kurduğu deney ekipmanlarıyla süpernovalardan gelen yüksek enerjili ışınımın atmosferde oluşturduğu ışığı izleyip süpernova yakalamıştır.
1974-1975 yılları arasını tekrar NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezinde geçirdikten sonra ODTÜ’ye geri dönen Ögelman, aynı sene içinde TÜBİTAK Bilim Kurulu’na alındı. Ardından 1977 yılında Çukurova Üniversitesine geçti ve burada Temel Bilimler Fakültesi Dekanı olarak çalıştı. Üniversitede bir Güneş Evi ve Güneş Havuzu kurarak yerel tarım ve ekonomiyi destekleyecek çalışmalar yaptı.
1985 yılında Münih’e taşınıp Garching’deki Max-Planck Enstitüsünde göreve alınmış ve ROSAT X-ışınları gözlem uydusuyla çalışmıştır. Burada kaldığı 6 yıl boyunca Türkiye’den öğrenci ve meslektaşlarını da bu çalışmalara katmıştır. Bu çabası dünyaca tanınan bir yüksek enerji astrofizik grubunun kurulmasına önayak oldu.
1991 yılının başında Madison, ABD’ye taşınmış ve Wisconsin Üniversitesinde yeni bir çalışma grubu kurarak hayatının en verimli çağını yaşamaya başlamıştır. Burada ROSAT ile birlikte çalışarak nötron yıldızları ve novaları ile ilgili yeni keşifler yaptı ve Wisconsin Üniversitesinde 2011 yılının Mart ayına kadar ders verdi. Fakat yemek borusu kanseriyle birkaç ay mücadele etmesinin ardından 4 Eylül 2011 tarihinde Austin, Teksas’ta hayata gözlerini yumdu.
Hakkı Ögelman, Türk astronomi camiasına çok önemli katkılar yaptı. TÜBİTAK Ulusal Gözlemevinin (TUG) kuruluşuna giden yolda bütün astronomi ailesinin katıldığı yer seçimi çalışmalarından, TÜBİTAK desteğinin sağlanmasına; 150 cm’lik Rus-Türk teleskopunun temininden, gözlemevinin açılmasına kadar öncü rol oynadı. ABD, Namibya ve Avustralya’da kurulu ROTSE robotik teleskopunun dördüncüsü onun sayesinde TÜBİTAK Ulusal Gözlemevine getirildi.
Venüs, Güneş’e en yakın ikinci gezegendir. Aynı zamanda Güneş ve Ay’dan sonra en parlak gök cismidir. İnsanlar bu parlaklığından etkilenmiş ve Romalılar bu gezegeni Venüs (Roma güzellik ve aşk tanrıçası) olarak isimlendirmiştir. Adını bir tanrıçadan alan tek gezegendir.
Yörüngesi ve Dönüşü
Venüs’ün Güneş etrafında izlediği yörünge ve kendi etrafındaki dönüşü birçok bakımdan olağandışıdır. Venüs, Güneş’in etrafındaki bir yörüngesini 225 Dünya gününde tamamlar. Ve bu yörünge, herhangi bir gezegenin sahip olabileceği en dairesel yörüngedir -tam bir daireye yakın. Diğer gezegenlerin yörüngeleri ise daha eliptik veya oval biçimlidir. Sadece 3 derecelik olan eksen eğikliğiyle Venüs, neredeyse dik döner bu nedenle de mevsimler fark edilebilir şekilde yaşanmaz. Venüs, ekseni etrafında son derece yavaş döndüğü için kendi etrafındaki bir dönüşünü 243 Dünya günü içinde tamamlar. Buradan da anlayabileceğimiz üzereVenüs’ün bir günü bir yılından daha uzun sürer.
Venüs, doğudan batıya dönen iki gezegenden biri (Diğer gezegen ise Uranüs’tür). Venüs’ün ekseni etrafında ters yönde dönmesini açıklamak üzere geliştirilen teorilerin en çok kabul görenlerinden biri şunu söylüyor: “Venüs başlangıçta diğer birçok gezegenle aynı yönde dönüyordu ama daha sonra büyük boyutlu bir gezegenimsi Venüs’e çarparak eksenini yaklaşık 180° tersine çevirdi. Ve gezegen her zamanki gibi aynı yöne dönüyor ama baş aşağı olduğu için diğer gezegenlerden ona bakmak geriye dönüyormuş gibi görünmesini sağlıyor.” Başka bir teoriyse Güneş’in çekim kuvveti etkisiyle Venüs’ün zamanla yavaşlayıp durduğunu ve daha sonra ters yöne dönmeye başladığını söylüyor.
Venüs’ün bu yörüngesel özelliklerinden dolayı Güneş önünden geçişleri her iç kavuşumda (Dünya ile Güneş arasında kalan Venüs ve Merkür gezegenlerinin Dünya-Gezegen-Güneş dizilimindeyken bulunduğu durum) gözlenmez. Venüs geçişleri, aralarında 8 yıl olan çiftler halinde gözlenir ve bu ardışık çiftler arasındaki zaman farkı da fazladır (yaklaşık 100 yıl). En son çift, 8 Haziran 2004 ve 6 Haziran 2012 tarihlerinde gözlenmiştir. Ondan önceki çift de 1874 ve 1882 yıllarında gözlenmiştir.
Atmosferi
Venüs, kalın bir atmosfer tabakasına sahiptir ve Venüs’ün yüzeyine yakın olan kısımlarda atmosfer oldukça yoğundur (Dünya’dakinin 50 katı). Gezegenin yüzeyindeki atmosfer basıncının da 90 atm (Dünya’da okyanusların yaklaşık 1 km derinliklerinde ölçülen değer) gibi oldukça yüksek bir değere sahip olduğu gözlenmiştir. Ayrıca Venüs’ün atmosferi oransal olarak %96 CO2, %3.5 N2 ve %0.5 diğer gaz atomları ve moleküllerinden oluşmaktadır. CO2 ile diğer gazlar Dünya’dakine benzer bir sera etkisi yaratır. Fakat CO2’nin atmosferde bolca bulunması ve yoğun bir atmosfere sahip olması nedeniyle Venüs’te bu fazlasıyla belirgindir. Bu durumu gezegenin yüzeyindeki 470 °C’yi aşan sıcaklıklardan anlayabilirsiniz.
Dünya’dakinden farklı olarak Venüs’teki bulutlar yoğunlaşmış sülfürik asit damlacıklarından oluşur ve yüksek yüzey sıcaklığı nedeniyle bu damlacıklar gezegen yüzeyine yağamadan belirli bir yükseklikte buharlaşır. Aynı zamanda Venüs’te şimşek oluştuğu gözlenmiştir. Fakat oluşan bu şimşekler, Güneş sistemindeki diğer gezegenlerde oluşanlardan farklıdır çünkü su buharı bulutlarıyla değil de sülfürik asit bulutlarıyla bağlantılılardır.
Venüs atmosferi, Dünya atmosferine göre genel hava hareketleri açısından da belirgin farklılıklar göstermektedir. Üst atmosfer katmanlarının gezegenin etrafını 4 günde döndüğü saptanmıştır. Gezegenin yavaş dönmesine rağmen oldukça hızlı olan bu hareketin yönü de gezegenin dönüş yönüyle aynıdır. Gezegenin yüzeyindeki rüzgarlar ise çok daha yavaştır.
Yapısı
Venüs ve Dünya yapıları bakımından birbirlerine birçok yönden benziyorlar. Venüs bir demir çekirdeğe sahiptir. Bunun üzerinde gezegenin iç ısısı nedeniyle yavaş yavaş çalkalanan sıvı veya akışkan bir katman olan manto vardır. Bir de mantoyu da dıştan saran ince, kırılgan ve bol miktarda volkanik etkinlik gösteren bir kabuk bulunuyor.
Dünya’ya yapısal olarak benzemesine rağmen Venüs’ün kayda değer bir manyetik alanı yoktur (Dünya’daki manyetik alanın 1,5×10-5 katı). Çünkü gezegen ekseni etrafında çok yavaş döndüğü için akışkan iç katmanlardaki parçacıklar elektrik alanlar oluşturacak kadar hızlı hareket edemiyor. Dolayısıyla Venüs, bir manyetosfere sahip olmadığı için Güneş rüzgarı ile gelen yüklü parçacık akısına daima açıktır.
Venüs’ün atmosferinde bulunan ve bulutların bileşiminde yoğun olarak yer alan kükürtlü gazlar volkanik süreçlerle atmosfere püskürtülmüştür ve Venüs’teki yanardağların büyük bir çoğunluğu günümüzde etkin olmamasına rağmen hâlen volkanik gaz çıkışları devam etmektedir. Gezegenin yüzeyinde aynı zamanda taç adı verilen çember biçimli dev çöküntüler vardır. Bunların mantodaki sıcak magmanın yükselmesiyle meydana geldiği düşünülüyor.
Gözlenmesi ve araştırılması
Venüs, tarih öncesi zamanlardan bu yana bilinen bir gezegendir. Babiller Venüs’ü gözlemiş ve ona kendi aşk tanrıçaları olan İştar adını vermişlerdir. Eski Yunanlar, Venüs’ün sabah ve akşam yıldızı (Fosforus ve Hesperus) olarak iki ayrı yıldız olduğuna inanıyorlardı ama daha sonra onun tek bir gezegen olduğunu anladılar. Mayalarsa özellikle Venüs’ü gözlemek için tasarlanan El Caracol gözlemevini kullanıyorlardı.
1610 yılında Galileo Galilei Venüs’ün de Ay’ın evreleri gibi evreleri olduğunu keşfetti ve aynı zamanda Venüs teleskopla gözlemlenen ilk gezegen oldu. İtalyan astronom Giovanni Schiaparelli 1877 yılında Venüs’ün Güneş etrafında 225 Dünya gününde döndüğünü hesapladı. 1920‘li yıllarda ise spektroskopi yardımıyla Venüs’ün atmosferinin CO2’den oluştuğu keşfedildi.
Venüs’ün etrafını saran bulutlar geleneksel teleskoplarla yüzeyin gözlemlenmesini zorlaştırıyor ama yine de Venüs 1962 yılında uzay aracıyla (NASA’nın gönderdiği Mariner 2) ziyaret edilen ilk gezegen oldu. 1 Mart 1966 tarihinde Sovyet yapımı Venera 3 Venüs’ün yüzeyine çakılarak başka bir gezegene ulaşan ilk uzay aracı oldu. Gezegenin yüzeyine başarılı iniş yapan ilk uzay aracıysa Venera 7’dir. 1990 yılında NASA’nın Venüs yörüngesine oturan Macellan uzay aracı, radar kullanarak gezegenin yüzeyinin %98’ini haritalandırdı ve görevini tamamladıktan sonra araç 1994 yılında Venüs’ün atmosferine düşürüldü. Daha sonraları Avrupa Uzay Ajansı’nın (ESA) 2005 yılında gönderdiği Venüs Ekspres uzay aracı, 8 yıl boyunca Venüs’ün yörüngesinde kaldı ve gezegende şimşek çaktığını doğruladı.
Japon Uzay Ajansı’nın (JAXA) yolladığı Akatsuki uzay aracı 2010 yılında Venüs’e girdi ancak yörüngeye yerleşeceği sırada ana motoru yandı. Bunun üzerine JAXA, uzay aracının rotasını düzeltmek için küçük olan iticileri kullandı ve Akatsuki’yi yörüngeye başarıyla soktu.
Venüs’e atmosfer incelemeleri, yakın uçuşlar ve yüzey inişleri içeren 40’a yakın görev düzenlendi ve düzenlenmeye de devam edilecek. Önümüzdeki yıllarda NASA ve Rus Uzay Araştırmaları Enstitüsü Venera-D görevinde iş birliği yapacaklar.
2012 yılında Mars’a inişini gerçekleştiren Curiosity keşif aracı geçtiğimiz birkaç haftadır Mast kamerasında (Mastcam) bulunan ve direkt olarak Güneş’i gözlemlemesine izin veren güneş filtreleri sayesinde Mars’a ait uydular olan Phobos ve Deimos’un sebep olduğu Güneş tutulmalarını kaydederek Dünya’ya bu tutulmaların müthiş fotoğraflarını göndermeyi başardı.
Güneş’in önünden geçen Phobos, 26 Mart 2019 tarihinde görüntülendi. Telif: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Yaklaşık 23.5 kilometre genişlikteki Phobos, 26 Mart 2019’da (Curiosity’nin Mars görevinin 2359. Mars günü) fotoğraflanırken; yaklaşık 12.5 kilometre genişlikteki Deimos ise 17 Mart 2019’da (Mars görevinin 2350. Mars günü) fotoğraflandı. Phobos geçişi sırasında Güneş’i tam olarak kaplayamadığı için bu geçiş halkalı tutulma olarak adlandırılabilir. Deimos ise Güneş’in disk büyüklüğüne oranla çok küçük olduğu için bilim adamları Deimos’un yaptığının bir geçiş olduğunu söylüyor.
17 Mart’ta kaydedilen bu görüntüler ise Deimos’un gerçekleştirdiği Güneş geçişini gösteriyor. Telif: NASA/JPL-Caltech/MSSS
İki uydunun Güneş’in önünde geçişinin görüntülenmesine ek olarak ise, Curiosity’nin navigasyon kameralarından (Navcam) birisi 25 Mart 2019 tarihinde Phobos’un gölgesini gözlemlemeyi başardı. Gün batımı sırasında Curiosity’nin üzerine düşen uydunun gölgesi ışığın anlık olarak kararmasına sebep oldu.
Güneş tutulmaları Curiosity ve diğer keşif araçları tarafından daha önceki zamanlarda da görüntülenmiştir. Bu tarz olaylar çok etkileyici olmalarının yanında çok önemli bilimsel amaçlara da hizmet etmektedir. Bu olaylar uyduların Mars etrafındaki yörüngelerinin daha iyi anlaşılması konusunda araştırmacılara yardımcı olmaktadır.
Curiosity keşif aracınının Mast kamerasının eş araştırmacılarından Mark Lemmon (Makaleyi yayımladığı üniversitede artık çalışmamaktadır) 2004 yılından önce Spirit ve Curiosity keşif araçlarının olmadığı zamanlarda Mars’ın uydularının yörüngelerinde daha fazla belirsizlik olduğunu söylemiştir. Bir keşif aracı ilk defa Deimos’un geçişini yakalamaya çalıştığında, uydunun beklenen yerden 40 kilometre uzakta olduğu ortaya çıkmıştır.
Lemmon gözlemler hakkında: ‘’ Yapılan gözlemler zamanla her bir yörüngenin daha ayrıntılı bir şekilde tespit edilmesine yardımcı olur’’ demiştir. Ayrıca uyduların yörüngelerinin Mars, Jüpiter ve hatta Mars’ın uydularının yerçekimsel kuvvetine cevap olarak sürekli değiştiğini belirtmiştir.
Ayrıca bu olaylar Mars’ın anlaşılabilir olmasına yardımcı olmaktadır, Lemmon şunları söylemiştir : ‘’ Tutulmalar, gün batımı, hava olgusu gibi kavramlar Mars’ı sadece kitaplarda ki bir konu olmaktan çıkarıp insanlara daha gerçek kılıyor, hem dışarıda gördükleri dünya gibi hem de farklı bir dünya olarak.’’
Bugüne kadar Spirit, Opportunity veya Curiosity keşif araçlarının herhangi biri tarafından 8 Deimos geçişi ve 40 Phobos geçişi gözlemlenmiştir. İki uydununda yörüngesinde hala belirsizlikler olmasına rağmen bu belirsizlikler Kırmızı Gezegen’in yüzeyinden görüntülenen her tutulma ile daha da azalmaktadır.
Aşağıda bulunan görüntülerde ise Phobos’un bahsedilen gölgesini görebilirsiniz;
Mars Bilim Laboratuvarı ve rover merkezi, Curiosity, NASA tarafından yürütülen en hırslı Mars misyonu. Rover, 2012 yılında Mars’ın yaşam için uygun olup olmadığını öğrenmeye yönelik birincil bir görevine başladı. Bir başka amaç da Kızıl Gezegenin çevresi hakkında daha fazla bilgi edinmektir.
Mart 2018’de, Gale Krateri’nden Aeolis Mons’a (Keskin Dağ) ulaşarak dağın katmanlarına gömülmüş jeolojik bilgileri inceleyerek gezegende 2.000 solu (Mars gününü) kutladı. Yol boyunca, geçmiş su ve jeolojik değişimin kapsamlı kanıtlarını da bulmuştur.
SUV kadar büyük
Curousity’yi ön plana çıkaran özelliklerinden biri de onun büyüklüğüdür: Curiosity hemen hemen küçük bir SUV (arazi aracı) boyutundadır. 9 feet 10 inç (3 m) uzunluğunda 9 feet 1 inç (2.8 m) genişliğinde ve yaklaşık 7 feet (2,1 m) yüksekliğindedir. Ağırlığı 900 kilogramdır. Curiosity’nin tekerlekleri 20 inç (50,8 cm) çapındadır.
NASA’nın Jet Propulsion Laboratuvarı’ndaki mühendisler, roverı 25 inç (65 cm) yüksekliğe kadar olan engelleri yuvarlamak ve günde yaklaşık 660 feet (200 m) yol kat etmek üzere tasarladı. Rover’ın gücü, plutonyum-238’in radyoaktif bozunumunun ısısından elektrik üreten bir radyoizotop termoelektrik jeneratöründen geliyor.
Araştırma hedefleri
Curiosity’nin NASA’nın Mars araştırma programını desteklemede dört ana hedefi var:
Mars’ta hayat olup olmadığını belirlemek.
Mars’ın iklimini tanımlamak.
Mars’ın jeolojisini tanımlamak.
İnsanlı keşif için hazırlamak.
Hedefler birbiriyle yakından bağlantılıdır. Örneğin, Mars’ın mevcut ikliminin anlaşılması, insanların yüzeyini güvenli bir şekilde keşfedip keşfedemeyeceğinin belirlenmesine de yardımcı olacaktır. Mars’ın jeolojisini incelemek, bilim insanlarının Curiousitiy’nin iniş bölgesi yakınlarındaki bölgenin yaşanabilir olup olmadığını daha iyi anlamasına yardımcı olacaktır. NASA bu büyük hedefleri daha iyi bir şekilde algılamak için, bilim hedeflerini biyolojiden jeolojiye ve gezegensel süreçlere uzanan sekiz küçük hedefe ayırdı.
Bilimin de desteğiyle, Curiousitiy, çevreyi daha iyi incelemek için gemide şunları da içeren bir araç setine sahiptir:
Peyzajın veya minerallerin yakın planlarının fotoğraflarını çekebilen kameralar: Direkt Kamera (Mastcam), Mars El Objektifi Görüntüleyici (MAHLI) ve Mars İniş Görüntüleyici (MARDI).
Mars yüzeyindeki minerallerin bileşimini daha iyi karakterize etmek için spektrometreler: Alfa Parçacık X-Işını Spektrometresi (APXS), Kimya ve Kamera (ChemCam), Kimya ve Mineraloji X-Işını Kırınımı / X-Işını Floresans Cihazı (CheMin) ve Örnek Analizi Mars (SAM).
Radyasyon detektörleri, yüzeydeki radyasyonun ne kadar olduğuna dair bir bilgi edinir ve bu da, orada insanlı keşif yapılıp yapılamayacağını ve mikropların yaşayıp yaşayamayacağını anlamamıza yardımcı olur. Bunlar : Radyasyon Değerlendirme Dedektörü (RAD) ve Nötron Dinamik Albedosu (DAN).
Mevcut hava koşullarına bakmak için çevre sensörleri: Rover Çevre İzleme İstasyonu (REMS).
Temel olarak iniş sırasında kullanılan atmosferik bir sensör: Mars Bilim Laboratuvarı Giriş ve İniş Cihazı (MEDLI).
Karmaşık bir iniş
Uzay aracı, 26 Kasım 2011’de Florida’daki Cape Canaveral’dan fırlatıldı ve NASA’nın “Yedi Dakika Terörü” olarak adlandırdığı tehlikeli bir inişten sonra 6 Ağustos 2012’de Mars’a ulaştı. Curiosity’nin ağırlığı nedeniyle NASA, geçmişte kullanılan arazi torbalarıyla yuvarlanma yönteminin işe yaramayacağını belirledi. Bunun yerine rover, karaya inmek için son derece karmaşık manevralar dizisinden geçti.
Atmosfere ateşli bir girişten sonra, uzay aracını yavaşlatmak için süpersonik paraşütün devreye girmesi gerekiyordu. NASA yetkilileri, uzay aracının yüzeye çakılmasını engellemek için paraşütün 65.000 libre (29.480 kg) dayanması gerektiğini söyledi.
Paraşüt altında, MSL(Mars Science Laboratory), yüzeyde bir radar sabitlemesi yapmak ve yüksekliğini saptamak üzere altındaki ısı kalkanını çıkarır. Paraşüt, MSL’yi iniş için çok fazla olan 200 mil/saat (322 km/s) hıza kadar yavaşlatabilirdi. Mühendisler, paraşütten kurtulmak için bir yöntem tasarladı ve iniş sürecinin son kısmı için roketleri kullandı.
Yüzeyin yaklaşık 60 feet (18 m) üstünde, MSL’nin “skycrane” konuşlandırıldı. İniş takımı roketin altında 20 ft (6 m) bir urgan kullanarak sallandı. MSL, 2.4 km/s hızda düşüp Gale Kraterindeki yere hafifçe indikten sonra, skycrane bağlantıyı kopardı ve uçtu, yüzeye çarptı. NASA personeli, roverın inişini canlı izledi. Curiosity’nin güvende olduğuna dair bir onay aldıklarında, mühendisler yumruklarını kaldırım zafer edasıyla zıpladılar. İniş haberleri, gazete ve televizyon gibi geleneksel yayınlar ayrıca Twitter ve Facebook gibi sosyal medya aracılığıyla yayıldı.
Yaşam belirtisi aramak için araçlar
Roverın, yaşanabilirliği aramak için birkaç aracı vardır. Bunlar arasında, su elementlerinden biri olan hidrojen atomlarıyla karşılaştığında yavaşlayacak olan nötronlar ile yüzeyi bombardıman eden bir deney vardır
Curiosity’nin 2 metrelik kolları yüzeyden numuneler alabilir ve onları içeride pişirebilir,çıkan gazları koklayıp kayaların ve toprakların nasıl oluştuğuna dair ipuçları bulmak için onları analiz eder.
Curiosity’nin Örnek Analiz aracı, eğer organik materyal kanıtı toplarsa, bunu iki kez kontrol edebilir. Curiosity’nin önünde, folyo kaplamasının altında, yapay organik bileşiklerle dolu bir çok seramik bloklar bulunmaktadır. Curiosity, bu blokların her birine delebilir ve bileşimini ölçmek için numuneyi fırına koyabilir.
Geziciyi çevreleyen yüksek çözünürlüklü kameralar, hareket ettikçe resimler çekerek dünyadaki yerlerle karşılaştırılabilecek görseller sağlar. Bu, Curiosity bir dere yatağının kanıtını bulduğunda kullanıldı.
2014 Eylül ayında Curiosity onun bilim hedefine ulaştı, NASA gidişatı gözden geçirdikten kısa bir süre sonra roverın daha az sürüş yapması ve yaşanabilir yerler için daha çok arama yapası gerektiğini söyledi. Artık yokuşta ilerlerken yokuştaki katmanları dikkatle değerlendiriyor. Amaç, Mars ikliminin ıslak bir geçmişten günümüzün kuru ve asidik koşullarına nasıl dönüştüğünü görmektir.
Yaşam için kanıt: Organik moleküller ve metan
Curiosity’nin baş görevi, Mars’ın yaşam için uygun olup olmadığını tespit etmektir. Canlı formu kendisi bulmak için tasarlanmamış olsa da, rover, çevreye ilişkin bilgileri geri getirebilecek bir dizi araç taşır.
Curiosity, 2013’ün başında Mars’ın geçmişte yaşanabilir koşullara sahip olduğunu gösteren bilgileri gönderdiğinde turnayı gözünden vurdu.
Curiosity’nin Mars’ta bulduğu “yapı taşları” olarak kabul edilen kükürt, azot, hidrojen, oksijen, fosfor ve karbon elementlerini veya yaşamı destekleyebilecek temel unsurları içeren numunelerden alınan toz, yaşamın kendisinin kanıtı olmasa da, buluntu görevinde yer alan bilim adamlarına hala heyecan veriyordu.
NASA’nın Mars Keşif Programı bilim insanı olan Michael Meyer, “Bu görev için temel bir soru, Mars’ın yaşanabilir bir ortamı destekleyip desteklemeyeceğidir.” Dedi. “Elde ettiğimiz bilgilere göre, cevap evet.”
Bilim adamları ayrıca, 2013 sonlarında ve 2014 başlarında Mars’ta metan düzeylerinde, milyarda 7 parça (her zamanki 0,3 ppb’den 0,8 ppb’ye kadar) büyük bir artış saptadılar. Bu kayda değer bir bulguydu, çünkü bazı durumlarda, metan mikrobiyal yaşamın bir göstergesidir. Ancak jeolojik süreçlere de işaret edebilir. 2016 yılında, ekip metan artışının mevsimsel bir olay olmadığını belirledi. Lakin metandaki daha küçük arka plan değişiklikleri mevsimlere bağlı olabilir.
Curiosity, aynı zamanda, Aralık 2014’te açıklandığı gibi, Mars’ta organiklerin ilk kesin tanımlamasını yaptı. Organikler, yaşamın yapı taşları olarak kabul edilir, ancak kimyasal tepkimelerle de yaratılabildikleri için yaşamın varlığına işaret etmezler.
O sıralarda NASA şöyle bir açıklama yaptı:“Ekip, Gale Krateri’nde yaşam olduğunu söyleyemese de, keşif, eski çevrenin, yaşam için bir yapı taşı ve yaşam için bir enerji kaynağı olarak kullanılmak üzere azaltılmış organik moleküller sunduğunu gösteriyor”.
2015 yılında Lunar ve Gezegen Bilim konferansında yayınlanan ilk sonuçlar, bilim adamlarının Curiosity roverın içinde saklanan Marslı örneklerde karmaşık organik moleküller bulunduğunu, ancak beklenmedik bir yöntem kullanıldığını gösterdi. 2018’de, Curiosity’nin çalışmasına dayanan sonuçlar, Mars’ta yaşamın mümkün olduğuna dair daha fazla kanıt ekledi. Bir çalışma, 3,5 milyar yıllık kayalarda daha fazla organik molekülün keşfini tarif ederken, diğeri atmosferdeki metan konsantrasyonlarının mevsimsel olarak değiştiğini gösterdi. (Mevsimsel değişiklikler, gazın canlı organizmalardan üretildiği anlamına gelebilir, ancak bunun henüz kesin bir kanıtı yoktur.)
Çevreyi kontrol etmek
Yaşanabilirlik için araştırmanın yanı sıra, Curiosity, çevre hakkında daha fazla bilgi edinmek için tasarlanan diğer araçlara sahiptir. Bu hedefler arasında, mekanın nihai bir insanlı görevler için ne kadar uygun olacağını belirlemek için sürekli bir hava durumu ve radyasyon gözlem kaydı olması gerekmektedir.
Curiosity Radyasyon Değerlendirme Dedektörü, yerdeki ve atmosferdeki radyasyonu ölçmek için saatte 15 dakika çalışır. Bazı bilim adamları, “ikincil ışınları” (atmosferdeki gaz moleküllerine çarptıktan sonra düşük enerjili parçacıklar oluşturabilen radyasyon) ölçmekle ilgilenirler. Bu işlem tarafından üretilen gama ışınları veya nötronlar, insanlar için risk oluşturabilir. Ek olarak, Curiosity’nin güvertesine sıkıştırılmış bir ultraviyole sensörü sürekli olarak radyasyonu kaydeder.
Aralık 2013’te, NASA, Curiosity tarafından ölçülen radyasyon seviyelerini, gelecekte mürettebatlı bir Mars misyonu için yönetilebilir hale getirdi. Curiosity’nin Radyasyon Değerlendirme Dedektörü’nün belirlediğine göre Mars’a giderken 180 gün, yüzeyde 500 gün ve geri dönerken 180 gün süren bir görev, 1.01 sievert (canlı dokunun maruz kaldığı radyasyonun etkisini gösteren “doz eşdeğeri”nin SI sistemindeki birimi) dozunu yaratacak. Avrupa Uzay Ajansı astronotlarının toplam yaşam süresi limiti, kişinin yaşamı boyunca ölümcül kanser riskinde yüzde 5’lik bir artışa sebep olan 1 sieverttir.
Rover Çevre İzleme İstasyonu rüzgarın hızını ölçer ve yönünü çizer, aynı zamanda çevredeki havadaki sıcaklığı ve nemi belirler. 2016 yılına gelindiğinde, bilim adamları atmosferdeki basınç ve hava nemindeki uzun vadeli eğilimleri görebildiler. Bu değişikliklerin bir kısmı, kışın kutuplarda oluşan karbon dioksit buzulların ilkbaharda erimesiyle ve çok miktarda nemi havaya boşaltmasıyla meydana gelir.
Haziran 2017’de NASA, Curiosity’nin hedefleri kendisinin seçmesine izin verecek yeni bir yazılım güncellemesi olduğunu duyurdu. Autonomous Exploration for Gathering Increased Science (AEGIS) olarak adlandırılan bu güncelleme, yapay zekânın uzak bir uzay aracında ilk kez konuşlandırılmasını temsil etti.
2018’in başlarında, Curiosity, Mars’taki eski göllerden oluşturulmuş kristallerin resimlerini gönderdi. Bu kristaller için birden fazla hipotez vardır, ancak bir olasılık, kristallerin buharlaşan bir su gölünden konsantre edilmiş tuzlardan oluşmuş olmasıdır.
Rover ile ilgili sorunlar
Curiosity’nin yüzeye inmesinden kısa bir süre sonra, MTBSTFA (N-metil-N-tert-butildimetilsilil-trifloroasetamid) sıvısı ile çalışılan bir “ıslak kimya” deneyinden gelen buharlar, bir gaz kokusu analiz cihazını kirletmiştir. Bilim adamları, toplanan örneklerin buharla reaksiyona girdiğinin farkında olduklarından, buharı analiz ettikten sonra organik maddeleri ayrıştırmak ve korumak için bir yol bulmak zorunda kaldılar..
Curiosity, iniş yaptıktan sadece 6 ay sonra roverı Dünya’yla ile iletişimini sonsuza kadar yitirmesine sebebiyet verebilecek tehlikeli bir bilgisayar aksaklığı yaşadı. 2016’da gerçekleşen bir başka aksaklıkta rover bilim çalışmasını durdurdu, kısa süre sonra görevine kaldığı yerden devam etti.
İnişten sonraki aylarda, rover tekerleklerinin beklenenden çok daha hızlı aşındığı açıklandı. 2014 yılına gelindiğinde, deliklerin oluşmasını yavaşlatmak üzere denetleyiciler roverı yönlendirdi. Temmuz 2014 tarihli bir röportajda, NASA’nın Pasadena’daki Jet Propulsion Laboratory’deki (JPL) Curiosity proje müdürü Jim Erickson, “Curiosity hasar görüyor. Bu, geçen yılın sonunda aldığımın sürprizdi.” dedi. “Biz hep olduğu gibi tekerleklerde yeni delikler oluşmasını bekliyorduk. Deliklerin bizim gördüğümüz büyüklükte kalması büyük sürpriz oldu.”
NASA, 2015 yılının Şubat ayında Mount Sharp’ta yeni bir sondaj tekniğine öncülük etti ve bazı bölgelerdeki yumuşak kayalarla çalışma gereksinimini daha düşük bir ayarda gerçekleştirmeye başladı. (Daha önce, bir kaya örneği matkapla delindikten sonra paramparça oldu.) Cruiosity’nin matkap ucundaki iki sabitleme direği ile bağlantılı bir motorun çalışmasını engelleyen mekanik bir sorun vardı. NASA birkaç alternatif sondaj tekniğini denedi ve 20 Mayıs 2018’de matkap, ilk örneklerini 18 aydan daha uzun bir sürede elde etti.
İlgili görevler ve gelecekteki görevler
Kızıl Gezegen’de Curiosity’nin tek başına çalışmadığı unutulmamalıdır. Birçok ülkenin uzay araçları ona eşlik eder, çoğu zaman bilim hedeflerine ulaşmak için işbirliği içinde çalışırlar. NASA’nın Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), yüzeyin yüksek çözünürlüklü görüntülerini sağlar. MAVEN adlı başka bir orbiter (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN mission) Mars atmosferini atmosferik kayıplar ve diğer ilginç olaylar açısından inceliyor. Diğer yörüngedeki görevler arasında Avrupa’nın Mars Express’i, Avrupa ExoMars Trace Gas Orbiter’i ve Hindistan’ın Mars Orbiting Mission’ı yer alıyor.
2018’in ortalarından itibaren, Curiosity, 2004’ten bu yana yüzeye dolanan Opportunity adlı başka bir NASA roverı ile birlikte yüzey üzerinde çalışıyor. Opportunity başlangıçta 90 günlük bir görev için tasarlandı, ancak Mars’ta 14 yıldan uzun bir süredir aktif olmaya devam ediyor. Ovaları ve iki büyük kraterleri keşfederken geçmiş su kanıtlarını da buldu. Odyssey isimli NASA roverı, Curiosity ve Opportunity için bir iletişim rölesi görevi görürken, aynı zamanda su buzu aramak gibi kendi bilimin görevini de gerçekleştirir.
NASA’nın InSight misyonu – Mars’ın iç kısmını araştırmak için tasarlanmış bir probe- 5 Mayıs 2018’de Kızıl Gezegen için fırlatıldı ve 26 Kasım 2018’de karaya iniş yaptı. Avrupa Uzay Ajansı’nın ExoMars gezgini 2020’de Mars’ta eski yaşamın kanıtlarını aramak için başlatılacak. Ve NASA, aynı zamanda, Curiosity’nin tasarımına dayanan Mars 2020 adında bir varis rover görevini de planlıyor. Ancak Mars 2020, eski yaşamı daha iyi anlamak için farklı aletler taşıyacak. Ayrıca önümüzdeki yıllarda olası bir dönüş görevi için umut verici örnekleri saklayacak.
NASA daha uzak bir gelecekte, Mars’ta insanlı bir misyondan söz etti – belki de 2030’larda. Ancak 2017’nin sonlarında Trump yönetimi, ajansı öncelikle insanları Ay’a geri göndermekle görevlendirdi. Onun yönetimi ayrıca Uluslararası Uzay İstasyonuna yönelik fonların, Deep Space Gateway olarak adlandırılan bir ay uzay istasyonu girişimi için bütçe odası yapmak üzere, 2025’te sona ermesini istedi.
Mars gezegeni bir asırdan fazla bir süredir bilim insanlarını büyüledi. Bugün, Dünya’dan 100 kat daha ince bir karbondioksit atmosferine sahip soğuk bir çöl dünyası. Ancak kanıtlar, güneş sistemimizin ilk tarihlerinde Mars’ın bir okyanusun suyuna sahip olduğunu gösteriyor. NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu gezegenin ıslaktan kuru hale geçişini ve bunun geçmiş ve şimdiki yaşanılabilirliği hakkında ne anlama geldiğini öğrenmek için çalışacaktır.
Mars, Washington, DC’deki Astronomi Araştırmaları Üniversiteler Birliği’nin (AURA) gezegen astronomu ve genel başkan yardımcısı Heidi Hammel tarafından yönetilen Garantili Zaman Gözlem (GTO) projesinin bir parçası olarak hedeflenecek. GTO programı, Webb’in bilim yeteneklerini geliştirmek için NASA ile birlikte çalışan bilim adamlarına geliştirme aşaması boyunca zaman sağlayacak. Hammel, 2003 yılında NASA tarafından JWST Disiplinlerarası Bilim İnsanı olarak seçildi. Mars, Döngü 1 olarak bilinen ilk işletme yılı boyunca Mayıs-Eylül 2020 arasında Webb’e görünecek.
Hammel, “Webb, Mars atmosferindeki son derece ilginç kimya ölçümlerini geri getirecek” dedi. “Ve en önemlisi, bu Mars verileri, gelecek dönemlerde Webb ile daha detaylı Mars gözlemleri planlamalarını sağlamak için gezegensel topluluğa hemen sunulacak.”
NASA’nın Washington’daki DCA Genel Merkezi Planet Bilimleri Bölümü direktörü Jim Green, “Hepimiz Webb’in Mars gözlemlerini dört gözle bekliyoruz. Sadece bu gözlemlerin olağanüstü bilimsel keşif potansiyeli ile fantastik olacağını biliyorum.” dedi.
Webb’in avantajları ve zorlukları
Mars, güneş sistemimizdeki diğer gezegenlerden daha fazla misyon tarafından ziyaret edildi. Şu anda altı aktif uzay aracı tarafından yörüngede iken, iki gezici yüzeyinde gezer. Webb bu yakın misyonları tamamlayan çeşitli yetenekler sunuyor.
Bir anahtar özellik, Webb’in Mars’ın tüm diskini tek seferde ve anlık olarak çekebilmesidir. Buna karşın, yörünge uyduları tam bir harita oluşturmak için zaman ayırırlar ve bu nedenle günlük değişkenlikten etkilenebilirler, geziciler ise yalnızca bir yeri ölçebilir. Webb ayrıca mükemmel spektral çözünürlükten (ışığın dalga boylarındaki küçük farklılıkları ölçebilme yeteneği) ve Dünya’dan ölçümler yapılmasına engel olacak rahatsız edici bir atmosferi olmamasından faydalanır.
Bununla birlikte, Mars’ı Webb ile gözlemlemek kolay olmayacak. NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Geronimo Villanueva, “Webb, son derece soluk ve uzak hedefleri saptayabilecek şekilde tasarlandı, ancak Mars parlak ve yakın.” Sonuç olarak, gözlemler, Webb’in hassas enstrümanlarını ışıkla mahvetmemek için özenle tasarlanacaktır.
Webb ile güneş sistemi programını koordine eden Stefanie Milam, “Çok önemli bir şekilde, Mars’ın gözlemleri, güneş sistemimizi araştırırken kilit öneme sahip olan, gökyüzünde hareket eden nesneleri izleme konusundaki Webb’in yeteneklerini de test edecek” dedi.
Su ve metan
Bir zamanlar Mars yüzeyinde bulunan suyun çoğu, güneşten gelen su moleküllerini ayıran ultraviyole ışığından dolayı zamanla kaybedildi. Araştırmacılar, Mars atmosferindeki iki hafif su türünün bolluğunu ölçerek ne kadar suyun kaybolduğunu tahmin edebilirler – normal su (H2O) ve ağır su (HDO). Zaman içinde daha hafif olan hidrojen kaçışının H2O’nun HDO’ya oranında yol açtığı çarpıklık uzaya ne kadar su kaçtığını gösterir. Webb bu oranı farklı zamanlarda, mevsimlerde ve yerlerde ölçebilecek.
“Webb sayesinde H2O’nun HDO’ya oranının Mars’ta gerçek anlamda ne kadar kaybedildiğini belirleyip doğru bir ölçüm elde edebiliyoruz. Suyun nasıl polar buz, atmosfer ve toprak ile yer değiştirdiğini de tespit edebiliyoruz. “dedi Villanueva.
Mars’taki suyun çoğu buzla sınırlı kalsa da, yeraltı akiferlerinde bir miktar sıvı su bulunma olasılığı devam etmektedir. Bu potansiyel rezervuarlar bile hayata ev sahipliği yapabilir. Bu ilginç fikir 2003’te, gökbilimciler Mars atmosferinde metan tespit ettiğinde bir destek aldı. Jeolojik işlemlerden de gelmesine rağmen metan, bakteri tarafından üretilebilir. Webb’in verileri bu metan eriklerinin kökeni için yeni ipuçları sağlayabilir.
James Webb Uzay Teleskobu, gelecek on yılın dünyanın önde gelen kızılötesi uzay gözlemevidir. Webb güneş sistemimizin gizemlerini çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyaların ötesine bakacak ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve içindeki yerimizi sorgulayacaktır. Webb, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ve Kanada Uzay Ajansı (CSA) ortaklığı ile NASA liderliğindeki uluslararası bir programdır.
Oumuamua, 19 Ekim 2017’de Hawaii Üniversitesi’nin Pan-STARRS1 teleskobu ile keşfedildi. Keşfini takip eden haftalarda Oumuamua’yı gözlemleyen teleskoplardan biri de NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu’ydu.
Eylül’ün başlarında Oumuamua Dünya’ya en yakın konumdayken Spitzer’in onu algılayamaması, nesnenin büyüklüğüyle alakalı yeni bir üst sınır koyuyor.
Oumuamua’da geçen yıl meydana gelen hafif hız ve yön değişikliklerinden gaz çıkışının sorumlu olduğunu öne süren araştırma raporu ile yeni boyut sınırı tutarlıdır. Çıkan gazın, nesneyi hareket ettiren küçük bir itici gibi davranması, bunun kuyruklu yıldıza benzer bir şekilde donmuş gazlardan oluştuğunu gösterdi.
Oumuamua, Güneş sistemindeki olağan kuyruklu yıldızlardan küçüktür. Birden fazla yeryüzü teleskobu ve NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan detaylı gözlemler, Oumuamua’nın yüzeyinden yansıyan Güneş ışınlarından hareketle, nesnenin maksimum uzunluğunun 2,600 feet (800 metre) olduğunu gösteriyor.
Oumuamua‘ nın Spitzer’in tespit etmesi için çok ufak olduğu gerçeği, nesnenin toplam yüzey alanı üzerinde bir sınır oluşturur. Bununla birlikte, daha kolay algılayabilmek için boyut sınırları, küresel olsaydı Oumuamua‘nın çapı ne olurdu diye sunulur. Boyutları algılamak için kızılötesi ve sıcaklık verilerini kullanan Spitzer’in ölçümlerine göre Oumuamua‘nın küresel çapı ‘1,440 feet (440 metre), 460 feet (140 metre) veya belki de 320 feet (100 metre) kadar küçük olabilir.
Yeni çalışma, Oumuamua‘nın güneş sistemimizde yer alan kuyruklu yıldızlardan 10 kat daha fazla yansıtıcı olabileceğini öne sürüyor. Kızılötesi ışık büyük ölçüde “sıcak” nesneler tarafından üretilen ısı radyasyonu olduğu için, bir kuyruklu yıldız veya asteroidin sıcaklığını belirlemek için hatta nesnenin yüzeyinin yansıtıcılığını(albedo) belirlemek için kullanılabilir. Güneş ışığındaki koyu bir tişört, hafif bir ışığa göre daha hızlı ısınırken, düşük yansıtıcılığa sahip bir nesne, yüksek yansıtıcılığa sahip bir nesneden daha fazla ısıyı korur. Yani daha düşük bir sıcaklık daha yüksek albedo anlamına gelir.
Bir kuyrukluyıldızın albedosu ömrü boyunca değişebilir. Güneş’e yaklaştığında, bir kuyruklu yıldızın buzu ısınır ve doğrudan gaza dönüşür, kuyrukluyıldızın yüzeyinin tozu gider ve daha yansıtıcı buz açığa çıkar. Oumuamua, yüzeyini yenileyebilecek herhangi bir yıldızdan uzak, milyonlarca yıl boyunca yıldızlararası uzayda seyahat ediyordu. Ancak, keşfinden beş hafta önce, Güneş’e son derece yakın bir konuma geldiğinde, yüzeyi bu tür bir “gazdan arındırma” ile yenilenmiş olabilir. Toz ve kiri temizlemenin yanı sıra, açığa çıkan gazın bir kısmı, Oumuamua‘ nın yüzeyini yansıtıcı bir buz ve kar tabakası ile kaplanmış olabilir.
Oumuamua güneş sistemimizden çıkış yolunda ve mevcut herhangi bir teleskobun ulaşabileceğinin çok ötesinde. “Genellikle, bir kuyruklu yıldızdan bir ölçüm elde edersek geri dönüp ne gördüğümüzü anlayana kadar tekrar ölçeriz” diyor JPL’deki Yakın Dünya Nesneleri Araştırma Merkezi’nden (CNEOS) Davide Farnocchia ve şunu ekliyor: “Ama bu sonsuza dek yok oldu, biz muhtemelen öğrenebileceğimiz kadarın tamamını biliyoruz.”
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.”
