Gece gökyüzüne baktığınızda kaç tane yıldız görebilirsiniz? Büyük bir şehirde, muhtemelen ayı ve sadece bir avuç parlak yıldızı görebilirsiniz. Küçük bir kasabada veya kırsalda bulutsuz bir gecede binlerce yıldız görebilirsiniz. Bu gök cisimlerini daha net görmek için hiç teleskopla bakmayı denediniz mi?

Bir teleskop, çok uzak kaynaklardan gelen ışığı odaklamak için mercekleri, aynaları veya her ikisini birden kullanır. Bir arka bahçe teleskopu, aydaki kraterleri veya Satürn’ün etrafındaki halkaları kolayca görebilir. Daha büyük teleskoplar Jüpiter’in bulut bantlarını gösterebilir. Çok daha büyük araçlar göklerin çok, çok daha derinlerine bakabilir. Ama nasıl?

Teleskop sadece büyük bir büyüteçmiş gibi görünebilir. Ama bundan daha fazlası var. Bir teleskop ayrıca görülemeyecek kadar zayıf olan ek ışığı da toplar. Bunu bir yağmur fırtınası sırasında dışarıya bir kova koymak gibi düşünebilirsiniz. Nasıl daha büyük bir kova daha fazla yağmur damlası toplayacaksa, daha büyük bir teleskop daha fazla ışık toplayacaktır. Uzaydaki cisimlerin çoğu çok uzakta olduğundan, Dünya’ya ulaştığında ışığı son derece loş olur. Teleskoplar, çıplak gözün görebileceğinden daha fazla ışık toplayarak yardımcı olur.

Çok büyük teleskoplar genellikle gözlemevlerinde bulunur

Bazı gözlemevlerinde birden fazla teleskop bulunur. Bu binalar kubbe şeklindedir ve güneş ışığını yansıtmak için beyaza veya gümüşe boyanmıştır. Bu, binayı mümkün olduğunca serin tutar. Kubbe, cihazı rüzgar, toz ve yağıştan korur. Her kubbenin, teleskopun dışarı bakabilmesi için açılan büyük bir kapısı vardır. Hem kubbe hem de teleskopu, gece gökyüzünün tüm bölümlerinin izlenebilmesi için döner.

Şehirlerden ve ışık kirliliğinden uzakta büyük teleskoplar inşa etmek mantıklı. Aynı zamanda, örneğin dağ zirvelerinde olduğu gibi yükseklerde teleskoplar inşa etmeye de yardımcı olur. Bu, Dünya atmosferinin teleskopun uzaya bakışını ne kadar bulanıklaştırabileceğini sınırlar.

Bir teleskop için atmosfere bakmak, su altındayken bir yüzme havuzunun yüzeyine bakmak gibidir. Su durgun ve berrakken bile her şey bulanık ve dalgalı görünüyor. Dünya atmosferinin en alt tabakası – troposfer – suçludur. Isı havada dalgalanmalara neden olur. Bu yıldızlardan, galaksilerden ve gezegenlerden gelen ışığı bulanıklaştırır. Su buharı da ışığı bulaştırır. Toz ve kirlilik havayı bulanıklaştırır. Şehir ışıkları ayrıca havadaki moleküllerden yansıyarak sönük yıldızları görmeyi zorlaştırır. Atmosferin ve kirliliğin olabildiğince üstüne çıkmak bu etkileri azaltır.

Bazı teleskoplar, ışığı uzaydan odaklamak için cam mercekler kullanır. Bunlara kırılmalı teleskoplar denir. Reflektör olarak bilinen diğer birçok teleskop, ışığı kavisli aynalarla odaklar.

Bununla birlikte, teleskoplarla bakarken bile gözlerimiz son derece zayıf ışığı görme konusunda pek iyi değildir. Gökbilimciler, bir asırdan daha uzun bir süre önce bu tür soluk nesnelerden ışık yakalamak için fotoğraf filmi kullanmaya başladılar. Bir teleskopu çok uzun bir süre uzaydan gelen zayıf ışığa maruz bırakarak, filmde görünecek kadar ışık toplamak mümkündür. Artık teleskoplar, fotoçoğaltıcı denilen cihazlarla donatılmıştır. Bir yağmur fırtınası sırasında dışarıya bir kova koyma örneğine geri dönerseniz, bu fotoçoğaltıcılar, hafif bir çiseleyen yağmurdaki tek bir yağmur damlasını yakalayabilecekleri ve kaydedebilecekleri kadar hassas kovalar gibidir.

Teleskoplar daha uzaktaki nesnelere baktıklarında, zamanda daha da geriye bakıyorlar. Sebep: Teleskopların topladığı ışığın buraya gelmesi uzun zaman almıştır. Işık yayan bir nesne ne kadar uzaktaysa, ışığın Dünya’ya olan yolculuğu o kadar uzun olur. Bazı durumlarda, milyarlarca yıl sürdü. Yani bir teleskopla görülen görüntü, bir nesnenin uzun zaman önce, ışık ilk yayıldığında nasıl göründüğünü ortaya koyuyor. Bazı durumlarda, bu ışığın kaynağı çoktan gitmiş olabilir.

Son birkaç on yılda, gökbilimciler yörüngedeki uzay aracında uzaya teleskoplar göndermeye başladılar. Bu şekilde, endişelenecek bir atmosfer yok. Hubble Uzay Teleskobu, muhtemelen bu uzay tabanlı teleskopların en ünlüsüdür. 1990’da piyasaya sürüldü, bugün hala çalışıyor. Hubble, gözlerimizin görebildiği ışığın aynı dalga boylarının çoğunu toplar. Bu aralık, ışığın daha uzun, kırmızı dalga boylarından daha kısa, mor ışık dalga boylarına kadar gökkuşağını kapsar.

Ve gözlerimizin algıladığından çok daha fazla ışık dalga boyu vardır. Bazı teleskoplar, ışık tayfının bu diğer kısımlarına odaklanır. Genel olarak, bir teleskopun gözlem yüzeyinin pürüzsüzlüğündeki kusurların, tespit etmeye çalıştığı dalga boyundan daha küçük olması gerekir. Bu dalga boylarını göremediğimiz için bilgisayar, teleskopun ne gördüğünü bizim anlayabileceğimiz şekillerde tasvir etmek için teleskop görüntülerini renk kodlu programlar. Örneğin, daha kısa dalga boyları mor olarak ve daha uzun dalga boyları kırmızı ile gösterilebilir. Tespit edilen her görünmez dalga boyuna görebildiğimiz bir renk atanır. Ortaya çıkan görüntü, gerçek nesneye benziyor, sadece “yanlış” veya kaydırılmış bir renkte.

Gözün görebileceğinden daha uzun süre ışık toplar

Kızılötesi teleskoplar, kırmızı ışıktan biraz daha uzun olan dalga boylarını görüntüler. İnsanlar bu ışığı göremez, ancak bir kısmını ısı olarak hissederiz. (Artık ışık vermeyen ama yine de sıcak hissettiren bir kamp ateşinin korlarının yanından geçtiniz mi? Bu ısı enerjisi kızılötesi dalgalarla cildinize taşınır.

Yer tabanlı teleskoplar uzaydan kızılötesi ışığı alamaz. Havadaki su buharı, aletlere ulaşmadan çoğunu emer. Bu buhar, Dünya yüzeyine yakın troposferdedir. Bu sorunu önlemek için, uçaklar bazen kızılötesi gözlemevleri olarak kullanılır. Atmosferin bu alt tabakasının üzerinde bir kızılötesi teleskopla uçmak, uzaydan kızılötesi ışığı almasını sağlar. Jüpiter gibi gezegenler kızılötesinde parlak bir şekilde parlıyor. Havalı yıldızlar da öyle.

Kızılötesi ışık uzaydaki toz bulutlarından geçebildiğinden, kızılötesi teleskoplar diğer teleskopların görüşlerini gizleyen tozun arkasını görebilir.

25 Aralık 2021’de fırlatılan James Webb Uzay Teleskobu, uzayın en derin kısımlarından kızılötesi ışığı görmek için tasarlandı. Bunu yapmak için, aşırı soğuk kalması gerekir. Aksi takdirde, kendi ısısı gözlemlerine müdahale ederdi. Serin kalmak için yörüngesi Dünya’nın 1,6 milyon kilometre (1 milyon mil) üzerinde olacak. Bu, Ay’dan dört kat daha uzak! Bu teleskop, diğer güneş sistemlerindeki gezegenleri ve uzak yıldızların oluşumunu görecek. Big Bang’den sonra oluşan ilk galaksileri bile görebilir.

Mikrodalga teleskoplar, mikrodalga fırında yiyecekleri ısıtan enerjinin aynısını görüntüler. Big Bang’den sonra tüm evren soğumaya başladı. Big Bang’den arta kalan radyasyon o kadar uzun süredir soğumaktadır ki çok düşük enerjiye sahiptir. Düşük enerjili ışık daha uzun dalga boylarına sahiptir. Dolayısıyla bu ışığın kızılötesi ışıktan bile daha uzun dalga boyları vardır; onlar spektrumun mikrodalga kısmındadırlar. Kızılötesi ışıkta olduğu gibi, Big Bang’in bu kozmik kalıntılarını görmek için uzay tabanlı bir araca ihtiyacınız var.

COBE adlı bir uzay teleskobu – Kozmik Arka Plan Gezgini – bu ısıyı ölçtü, tıpkı bir termometrenin vücudunuzun sıcaklığını ölçmesi gibi. COBE, evrenimizdeki bu kozmik mikrodalga arka planının sadece 3 kelvin olduğunu buldu. Bu, eksi 270° Santigrat (–450° Fahrenhayt) demektir! Gökbilimciler, ilk gökadaların ne zaman ve nerede oluşmaya başladığını haritalamak için bu sıcaklık ölçümlerindeki küçük dalgalanmalara bakabilirler.

Radyo teleskopları kızılötesinden daha uzun dalga boylarını yakalar.

(Radyo dalgalarının ses dalgaları olduğunu düşünebilirsiniz. Aslında onlar bir ışık şeklidir.) Geniş bir aralığı kapsayan radyo dalga boyları, bir dağ kadar geniş veya birkaç inç kadar küçük olabilir. Dünyada çok sayıda radyo teleskopu var. Radyo dalgaları çok uzun olduğu için, radyo teleskopları bunları lens veya ayna gibi pürüzsüz, cilalı yüzeyler kullanarak toplamak zorunda değildir. Aslında, birçok radyo teleskopu daha çok tel örgüye benziyor. Porto Riko’daki eski Arecibo teleskopu, bir radyo teleskopunun yüzeyinin ne kadar pürüzlü olabileceğinin özellikle iyi bir örneğiydi.

New Mexico’daki Çok Büyük Dizi ve kuzey Şili’deki Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi veya ALMA gibi bu çanak biçimli teleskopların ağlarının resimlerini görmüş olabilirsiniz. Gökbilimciler, bu teleskop ağlarını birbirine bağlamak için güçlü matematik tekniklerini kullanmayı öğrendiler. Bu tür ağlar daha sonra süper büyük bir enstrümanı taklit edebilir. Event Horizon Teleskobu, tüm gezegendeki 10 radyo gözlemevinden oluşan bir ağdır. 2019’da bir kara deliğin ilk görüntüsünü oluşturdu.

Gözün görebileceğinden daha kısa ışık toplama

Birçok dalga boyu, görünür ışıktan çok daha kısa ve enerji bakımından daha yüksektir. Daha kısa dalga boylarının neden daha yüksek enerjilere sahip olduğunu hayal etmek için karşı uçta bir şeye bağlı bir ip tuttuğunuzu hayal edin. İpin ucunu yavaşça yukarı aşağı sallamak çok zor değil. Bu düşük enerjili hareket, ipte uzun dalgalar yaratır. İpi olabildiğince hızlı sallarsanız, bu daha fazla enerji gerektirir. Sonuç olarak, ipteki dalgalar birbirine çok daha yakın hale gelir.

İlginizi çekebilir: Işın türleri nelerdir?

Ultraviyole (UV) teleskoplar , dalga boyları mor ışıktan biraz daha kısa olan ışığa odaklanır. Güneş yanığı açısından bu tür ışığı duymuş olabilirsiniz. Dünyanın atmosferi, güneşin UV ışınlarının bir kısmını engeller. Yine de çok şey geçer. Gökbilimciler için UV ışığı, güneşimizden daha sıcak yıldızları ortaya çıkarabilir. Birçok genç yıldız UV ışığında parıldayarak galaksilerin içinde nasıl oluştukları hakkında çok şey öğrenmemizi sağlar. UV dalgaları, patlayan bir yıldızın veya süpernovanın şok dalgası bir toz veya gaz bulutuna çarptığında da oluşturulabilir.

X-Ray teleskopları , doktorların kırık bir kemiği görmek için kullandıkları ışığın aynısını görselleştirir. X-ışınları hem görünür hem de UV ışığından daha kısadır. Uzayda, bu dalga boyları kara delikler ve süpernovalar gibi çok yüksek enerjili nesnelere işaret eder . 9 Aralık 2021’de NASA, yeni bir X-ışını teleskopu başlattı. IXPE olarak adlandırılan – Görüntüleme X-ışını Polarimetri Gezgini için – manyetik alanların bir nesnenin X-ışını ışığını nasıl şekillendirdiğini ve yönlendirdiğini keşfedecek.

Gama ışınları , var olan en yüksek enerjili dalga boylarıdır. Yani gama ışını teleskopları uzayda uç noktalara işaret ediyor. Gama ışınlarının birçok kozmik kaynağı bir sır olarak kalır. Nereden geldiklerini açıklamak bilim adamlarına kalmış. Sadece gama ışını teleskopları uzaydadır. Bazen gama ışını patlaması adı verilen ani bir parlama algılarlar . Bu olduğunda, patlamanın görünür veya diğer dalga boylarında da görünüp görünmediğini görmek için her türden teleskop harekete geçer. Bu, gökbilimcilerin bu garip, süper güçlü patlamaların kaynağını bulmasına yardımcı olabilir.

Teleskoplar, pek çok biçimiyle, uzayda gözümüze görünmeyen nesnelerin ayrıntılarını ortaya çıkarır. Daha uzağı görmemize yardımcı olurlar. Ve başka türlü farkedilemeyecek kadar loş olan ışığı yakalarlar. Renkli fotoğrafların siyah-beyazdan daha fazlasını göstermesi gibi, tüm dalga boylarındaki teleskoplar, kozmosun çıplak gözlerimizin asla göremediği ayrıntılarını ortaya çıkarır.

*** Bu makale İngilizce aslından Türkçe’ye çevrilmiştir. Çeviriden kaynaklanan dilbilgisi hataları için üzgünüz.

Kaynak: https://www.sciencenewsforstudents.org/article/explainer-telescopes-see-light-and-sometimes-ancient-history