Gök Bilimini Baştan Yaratan Hubble Uzay Teleskobu Hakkında Bilmeniz Gerekenler
Yazan: Asya Demirkol
Düzenleyen: Nazlıcan Güvenoğlu & Alper Topal
Özet: Hubble Uzay Teleskobu, 1990 yılından bu yana insanlık için pek çok gözlem ve keşif yaptı. Bu yazımızda, insanlığın şu ana kadar yapmış olduğu en karmaşık ve en mükemmel cihazlardan biri olan bu teleskobun çalışma prensibine, fırlatılana kadar geçirdiği yolculuğa ve gök bilimini nasıl değiştirdiğine bir bakış attık.
Beş bin yıl önce dünyanın küçük ve düz olduğu düşünülüyordu, yıldızlar ise gökyüzüne yapıştırılmış ve ulaşılamayan noktalardan ibaretti. Bugün biliyoruz ki evren 13,8 milyar yaşında, bizim gök adamız dışında trilyonlarca gök ada ve Dünya’mız dışında milyarlarca başka dünyalar var. Evrenle ilgili bilgimiz gün geçtikçe arttı; daha çok şey keşfettik, daha çok şey öğrendik, ufkumuzun sınırlarını daha çok genişletip içimizdeki öğrenme ateşini daha çok alevlendirdik. Ancak insanlığın şu ana kadar yapmış olduğu en karmaşık ve devasa yapılardan olan Hubble Uzay Teleskobu olmasaydı bunların hiçbirini gerçekleştiremezdik. Şimdi hazırsanız Hubble Uzay Teleskobu’nun geçmişine, geleceğine ve insanlık adına yaptıklarına bir bakalım.
Hubble Uzay Teleskobu’nun Kısa Tarihi
Hubble Uzay Teleskobu’nun tarihine baktığımızda oldukça zor koşullar altında fırlatıldığını, fırlatılma öncesinde ve fırlatıldıktan sonra bakımı gerektiğinde pek çok olumsuz olayların yaşandığını görüyoruz. Her ne kadar zorlansak da ne olursa olsun Hubble’dan vazgeçmedik çünkü sağlayacağı bilgilerle yapacağımız keşiflere giden yolları aydınlatacağının farkındaydık.
Büyük bir uzay teleskobu fikri ilk olarak 1940’larda ortaya atıldı. Fikir ilk ortaya çıktığında “Büyük Uzay Teleskobu” ismi kullanılmaktaydı. 1958’de, NASA kurulduktan 11 yıl sonra Ulusal Bilimler Akademisi, “Büyük Uzay Teleskobu’nun Bilimsel Kullanımları (Scientific Uses of the Large Space Telescope)” başlıklı bir rapor yayımlayarak projeye destek verdi. Sonuç olarak herkes, böylesine bir fikrin yıllar süren çalışma ve devasa bir yatırım gerektirdiğinin farkındaydı, projenin finansal olarak desteklenmesi büyük bir önem arz etmekteydi. 1977 yılında resmî olarak yürürlüğe giren projede alanında uzman astrofizikçiler ve mühendisler çalışmaya başladı.
1983 yılında Büyük Uzay Teleskobu’na “Hubble Uzay Teleskobu” adı verildi. Bu isim, evrende Samanyolu dışında başka gök adalar da olduğunu ve bu gök adaların bizden ivmelenerek uzaklaştığını keşfeden Gök Bilimci Edwin Hubble anısına verilmişti.
Hubble Uzay Teleskobu; astronotlar tarafından tamir edilebilecek, bakımı yapılabilecek ve gerekirse yeni parçalar takılabilecek şekilde tasarlandı. Dolayısıyla teleskop uzaya fırlatılmadan önce astronotlar, derin havuzlarda1 gelecek görevlerin pratiğini yapabiliyorlardı.
Ancak Hubble’ın fırlatılışına yakın, insanlık tarihindeki en üzücü olaylardan biri meydana geldi: Challenger uzay faciası. 28 Ocak 1986’da uzay mekiği Challenger, kalkıştan 73 saniye sonra infilak etti. Felaketin ardından, kazanın araştırılması ve gerekli iyileştirmelerin yapılması için uzay mekiği programı 32 ay süreyle durduruldu. Bu da uzay mekiği uçuşları yeniden başlayana kadar Hubble’ın fırlatılmasını geciktirdi. Olaydan sonra astronotların ve bilim insanlarının motivasyonları ve moralleri düşüşe geçti. Tüm bu zorluğa ve trajediye rağmen sıkı bir çalışma sonucunda 1990’da Hubble Uzay Teleskobu, ufkumuzu genişletmek üzere uzaya fırlatıldı.
Ancak fırlatıldıktan sonra da sorunlar bitmedi çünkü bu sefer de teleskop çalışmıyordu. Tahmin edeceğiniz üzere 1,8 milyon dolarlık bir proje için bu durum, kelimenin tam anlamıyla büyük bir utanç kaynağı oldu. Bilim insanları yaptıkları inceleme sonucunda, teleskobun iki buçuk metre çapındaki aynasının yanlış yerleştirildiğini anladılar. Aynanın yüzeyi olması gerekenden 2,2 mikrometre kadar düzdü, yani insan saçının kalınlığından bile küçük bir fark kadar hata vardı ama bu bile teleskobun çalışmaması için yeterli olmuştu. Neyse ki ilk bakım görevi gerçekleştirildi ve düzeltici mercek konularak sorun halledildi.
Sonunda 20 Mayıs 1990’da ilk görüntüyü aldık.
İnsanlığın Uzaydaki Gözü Hubble Nasıl Çalışıyor?
Yaklaşık 547 km yükseklikte, Dünya’nın yörüngesinde dönen Hubble, atmosferin sönükleştirici etkisinden arınmış harika bir gözlemevi konumunda. Görünür ve yakın kızılötesi ışığı gözlemlemenin yanı sıra, atmosfer tarafından emilen ve yalnızca uzaydan görülebilen morötesi ışığı da algılayan Hubble; cassegrain türünde bir teleskoptur. Bu teleskop türünde gök cisimlerinden gelen ışın bir tüp boyunca ilerler; çanak benzeri, içe doğru kavisli bir birincil ayna tarafından toplanır ve daha küçük, kubbe şeklindeki, dışa doğru kavisli bir ikincil aynaya doğru yansıtılır. Daha sonra ikincil ayna birincil aynaya ışığı tekrar yansıtır ve böylece ışık, çeşitli bilimsel aletler tarafından alındığı odak düzlemi adı verilen küçük bir alana toplanır. Hubble’ın yaptığı da tam olarak budur. Dünya’dan yapılan gözlemlerde kullanılan teleskoplardan tek farkı, saatte 27.000 km hızla Dünya yörüngesinde dönmesi ve birbirinden ilginç pek çok aygıta sahip olmasıdır.
Hubble’ı oluşturan aletler, yani astronomların uzaydaki gözleri, temelde ikiye ayrılır: Oldukça popüler Hubble görüntülerini yakalayan kameralar ve gök cisimlerinin ışıklarından analiz yapmamızı sağlayan tayfçekerlerdir2.
Teleskobun uzayın derin sonsuzluğunda nasıl çalıştığını incelersek, Hubble’ın çalışma prensibinin de kendisi kadar inanılmaz ve mühendislik harikası bir olay olduğunu görürüz. Hubble’da itici bulunmamaktadır. Gereken enerjiyi güneş panellerinden enerji toplayarak alır ve içindeki tepkime çarklarını çevirir. Bu çarklar çok yüksek hızlarda çevrildiğinde, cisme dışarıdan bir kuvvet etki etmediği için, açısal momentum korunur ve bu da teleskobun çok yavaş bir hızda dönmesini sağlar. Teleskobu dış tehlikelerden korumak için de önlemler alınmıştır. Teleskop Dünya’nın etrafında döndükçe dış sıcaklığı −90°C ile 90°C arasında değişmekte ama buna rağmen teleskobun içi oda sıcaklığı seviyesinde kalmaktadır.
Hubble Bir Teleskoptan Çok Daha Fazlası
Hubble, sadece uzayı gözlemleyen bir gözlemevinden ibaret değildir; insanlığın neler yapabileceğini gösteren, gözlemleriyle gelecek kuşaklara ilham veren ve evrenin derin sırlarını aydınlatan ilk3 yardımcımızdır.
Hubble, göreve başladığından bu yana 1,3 milyon gözlem yaptı. Hubble verilerini kullanan gök bilimciler, 15.000’den fazla bilimsel makale yayımladılar ve bu da Hubble’ı şimdiye kadar yapılmış en üretken bilimsel araçlardan biri hâline getirdi. Hatta diğer makaleler bu makalelere 738.000 kez atıf yaptı.
Hubble sayesinde evrenin 13,8 milyar yaşında olduğunu öğrendik. Bu bilgiyle beraber pek çok önemli keşfin yolu açılmış oldu.
Hubble, karanlık enerjinin keşfinde kilit bir rol oynadı. Evrenin genişlemesinin neden ivmeli bir şekilde gerçekleştiğini daha iyi anladık. Aynı zamanda, karanlık enerji hakkında hiçbir şey bilmediğimizi ve bu konuda araştırmalarımızı çok daha derinleştirmemiz gerektiğini gördük.
Hubble, bilim insanlarına gök ada evrimlerinin tüm aşamalarını gösterdi. Böylece, evren gençken var olan gök adaları inceleme fırsatımız oldu ve bu da gök ada oluşumunu anlamamıza yardım etti. Aynı zamanda, her gök adanın merkezinde süper kütleli bir kara delik olduğunu da yine Hubble sayesinde öğrendik.
Hubble ile ön gezegen disklerini keşfettik. Bu diskler, genç gezegenlerin doğum yeri olarak işlev gören genç yıldızların etrafındaki gaz ve toz kümelerinden oluşuyorlar ve gök biliminde oldukça önemli bir yere sahipler.
Saydığımız tüm bu gözlemler Hubble’ın yaptıklarından sadece birkaçı. Bu keşifler astronominin temellerini oluşturdu ve bugün sahip olduğumuz bilgi birikimini meydana getirdi.
Hubble Uzay Teleskobu Bilimi Daha Erişilebilir Hâle Getiriyor ve Herkese İlham Veriyor
Hiç şüphesiz Hubble’ın yaptığı keşifler olmasaydı gök bilimi bugün olduğu yerde olmazdı. Ancak yaptığı gözlemlerin yanı sıra, Hubble’ın bilimi ortak kılma yönü de yadsınamaz bir önem arz ediyor. Bugün bir tıklama ile binlerce ışık yılı uzaklıkta bulunan gök adaların, kuasarların4 ve yıldızların Hubble tarafından çekilen muazzam görüntülerine ulaşabiliyoruz. Bu görüntüler bir nesle ilham veriyor. Çocuklara bilimin ve evrenin ne kadar inanılmaz olduğunu ve orada bir yerlerde keşfedilecek pek çok şey olduğunu gösteriyor.
Hubble tek bir kuruma ve tek bir ülkeye ait de değil. Dünyanın her yerinden bilim insanları, Hubble’ın sağlamış olduğu verilerden istedikleri zaman yararlanabiliyorlar. Bilimi böylesine ulaşılabilir kılmak ve evreni keşfetmemiz için insanlığın içindeki merak ateşini alevlendirip uzayın güzelliğiyle herkesi büyülemek Hubble’ın yaptığı en muazzam işler arasındadır.
Verdiği ilhamlar, yaptığı gözlemler ve insanlığa ettiği yardımlarla Hubble’a çok şey borçluyuz. Borcumuzu ödememizin tek yolu ise durmadan ilerlemek ve evreni anlamak için var gücümüzle çalışmaya devam etmek. Yazımızı Hubble sayesinde görebildiğimiz harika görüntülerle sonlandırıyoruz. İyi ki varsın Hubble!
1 Astronot adaylarının eğitim almaları, uzay kıyafetlerine alışmaları ve en önemlisi kütle çekimsiz ortamı deneyimleyip pratik yapmaları için tasarlanmışlardır. Kütle çekimini dengelemek için suyun kaldırma kuvveti kullanılır. [1]
2 Bir yıldızdan, bir ışık kaynağından gelen ışınımı dalga boylarına göre renklere ayıran ve onları bir fotoğraf plağı üzerine alabilen bir tayf aygıtı. [Kaynak: Gökbilim Terimleri Sözlüğü, 1969]
3 Aralık 2021’de gönderilen ve temmuz 2022’de ilk görüntülerini aldığımız James Webb Uzay Teleskobu (JWST) sayesinde daha detaylı uzay görüntüleri elde ederek evren hakkındaki bilgilerimizi daha da artıracağız.
4 Kuasarlar aşırı derecede parlak gök ada çekirdekleridir. En güçlü kuasarların parlaklığı, içinde kuasar olmayan sıradan bir gök adanınkinin yüzlerce katıdır. [Kaynak: Bilimgenç/TÜBİTAK]
Konuyla alakalı diğer yazılarımız
