Yıldızların uzaklıkları ve uzay hareketleri Zeki Aslan

Benzer belgeler
Yıldızların Uzaklıkları

YILDIZLARIN UZAKLIKLARININ BELĐRLENMESĐ

AST202 Astronomi II. Doç. Dr. Tolgahan KILIÇOĞLU

YILDIZLARIN HAREKETLERİ

Yıldızların uzaklıkları ve parlaklıkları

ANKARA ÜNİVERSİTESİ RASATHANESİ. Evrende Neler Var?

SU Lise Yaz Okulu Kozmoloji ve Evren

2. Konum. Bir cismin başlangıç kabul edilen sabit bir noktaya olan uzaklığına konum denir.

EKVATORAL KOORDİNAT SİSTEMİ

HAREKET HAREKET KUVVET İLİŞKİSİ

AST404 GÖZLEMSEL ASTRONOMİ HAFTALIK UYGULAMA DÖKÜMANI

SU Lise Yaz Okulu Kozmoloji ve Evren

HİPPARCOS KATALOĞUNDAKİ ALGOL YILDIZLARININ KİNEMATİĞİ. T. Özdemir *, A. İskender * * İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü

SU Lise Yaz Okulu. Samanyolu ve Diğer Gökadalar

Şekil 1: Güneş ve yüzeyindeki lekeler. Şekil 2: Uydumuz Ay ve kraterleri.

AST404 GÖZLEMSEL ASTRONOMİ HAFTALIK UYGULAMA DÖKÜMANI

4. GÖRSEL ÇİFT YILDIZLAR: Gözlemler, Yörünge Parametreleri ve Genel Özellikleri

AST404 GÖZLEMSEL ASTRONOMİ HAFTALIK UYGULAMA DÖKÜMANI

KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

AST101 ASTRONOMİ TARİHİ

Radyo Antenler

GÖKADAMIZ SAMANYOLU GÖKADASI

DENEY 6 BASİT SARKAÇ

GDM 417 ASTRONOMİ. Gökyüzünde Hareketler

Galaksiler kütle çekimiyle birbirine bağlı yıldızlar ile yıldızlar arası gaz ve tozdan oluşan yapılardır.

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

EKVATORAL KOORDİNAT SİSTEMİ_devam. Serap Ak

Gök Mekaniği: Eğrisel Hareket in Kinematiği

GÜNEY YARIM KÜRESİ İÇİN ŞEKİL

H-R DİYAGRAMI. Bir yıldızın Hertzsprung-Russell diyagramındaki yeri biliniyorsa, o yıldızın;

Gök Mekaniği: Giriş ve Temel Kavramlar

KÜMELER. Serdar Evren Astronomiye Giriş II

Gökyüzünde Hareket (II)

Dünya ve Uzay Test Çözmüleri. Test 1'in Çözümleri. 5. Ay'ın atmosferi olmadığı için açık hava basıncı yoktur. Verilen diğer bilgiler doğrudur.

ASTRONOMİ TARİHİ. 3. Bölüm Mezopotamya, Eski Mısır ve Eski Yunan da Astronomi. Serdar Evren 2013

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

Hareket Kanunları Uygulamaları

Elipsoid Yüzünde Jeodezik Dik Koordinatlar (Soldner Koordinatları) ve Temel Ödev Hesapları

ÜNİTE 7 : GÜNEŞ SİSTEMİ VE ÖTESİ UZAY BİLMECESİ

ÇĐFT YILDIZLAR. Serdar Evren Astronomiye Giriş II

MIT 8.02, Bahar 2002 Ödev # 11 Çözümler

Uydu Yörüngelerine Giriş

Elektromanyetik Dalga Teorisi

Bölüm 9. Yer Benzeri Gezegenler

GÜNEġ BENZERĠ ÇĠFT YILDIZLARIN FOTOMETRĠK ÇÖZÜMÜ

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Koordinat sistemleri. Kartezyen koordinat sistemi

MEKANİZMA TEKNİĞİ (3. Hafta)

Astronomi Aletleri A105. Serdar Evren

GÖKYÜZÜ GÖZLEM TEKNİKLERİ EMRAH KALEMCİ

Fizik 101-Fizik I Katı Bir Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

Bir cismin iki konumu arasındaki vektörel uzaklıktır. Başka bir ifadeyle son konum (x 2 ) ile ilk konum

Elektromanyetik Radyasyon (Enerji) Nedir?

UAK Ulusal Astronomi Kongresi Erzurum 5-9 Eylül TÜRKSAT Gözlemevinde Gerçekleştirilen GEO Kuşak Uydu Gözlem Faaliyetleri

Bağıl hız ve bağıl ivme..

2 Hata Hesabı. Hata Nedir? Mutlak Hata. Bağıl Hata

Galaksi Grupları ve Kümeleri

FİZK 103 Ders 1. Ölçme ve Birimler

DÜNYA NIN ŞEKLİ VE HAREKETLERİ

TEMEL BAZI KAVRAMLAR. Uzay: İçinde yaşadığımız sonsuz boşluktur. Uzay, bir noktalar kümesidir. Uzay, bütün varlıkları içine alır.

ARAZİ ÖLÇMELERİ. Koordinat sistemleri. Kartezyen koordinat sistemi

DİNAMİK. Ders_9. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

AST404 GÖZLEMSEL ASTRONOMĐ ÇĐFT YILDIZLAR

3-1 Koordinat Sistemleri Bir cismin konumunu tanımlamak için bir yönteme gereksinim duyarız. Bu konum tanımlaması koordinat kullanımı ile sağlanır.

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

DEV GEZEGENLER. Mars ın dışındaki dört büyük gezegen dev gezegenler grubunu oluşturur.

KROMOSFERĠK YARI AKTĠF BĠR BÖLGEDE GÖZLENEN ĠNCE YAPILARDAKĠ PLAZMA HAREKETLERĠ

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik I Dersi Final Sınavı

ASTRONOMİ VE UZAY BİLİMLERİ SINAVI SORULARI VE CEVAPLARI (Şıkkın sonunda nokta varsa doğru cevap o dur.)

6.Sınıf FEN BİLİMLERİ KONU ANLATIMI. Testler. Konu Anlatımı. Uygulama

Alınan Yol Geçen Zaman Sürat. m (metre) s (saniye) m/s (metre/saniye) km (kilometre) h (saat) km/h(kilometre/ saat

Aristarchus Yöntemi ile Ay ve Güneş. 1. Giriş

MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

DENEY 1 SABİT HIZLA DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET

HARİTA BİLGİSİ. Produced by M. EKER 1

DENEY 1 - SABİT HIZLA DÜZGÜN DOĞRUSAL HAREKET

GÖKADAMIZ SAMANYOLU. Serdar Evren Astronomiye Giriş II

Öğrencinin Adı Soyadı : ETKİNLİK 1 : Düz Aynada Görüntü Konulu Karikatür

Navigasyon; bulunduğumuz konum, gideceğimiz hedef, hedefin uzaklığı gibi bilgileri göz önünde bulundurarak tekneyi ve ekibi güvenli bir şekilde

1. Her gezegen, odak noktalarından birinde Güneş in bulunduğu eliptik yörüngelerde dolanır.

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

Dinamik. Fatih ALİBEYOĞLU -10-

AST304. Çift Yıldızlar. Doç.Dr. Birol GÜROL A.Ü.F.F. Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır.

Teleskop: gökyüzüne açılan kapı

Karadeniz Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

GÖK CİSİMLERİNİ TANIYALIM

KUTUP IŞINIMI AURORA.

Fiz 1011 Ders 1. Fizik ve Ölçme. Ölçme Temel Kavramlar. Uzunluk Kütle Zaman. Birim Sistemleri. Boyut Analizi.

STATİK YRD.DOÇ.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü A Grubu 3. Bölüm (Doğrusal Hareket) Özet Aysuhan Ozansoy

Karadeniz Teknik Üniversitesi

TRİGONMETRİK FONKSİYONLAR: DİK ÜÇGEN YAKLAŞIMI

Fizik Dr. Murat Aydemir

Bölüm 3: Vektörler. Kavrama Soruları. Konu İçeriği. Sunuş. 3-1 Koordinat Sistemleri

DENEY 1. İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi

GÜZ YARIYILI FİZİK 1 DERSİ

Metrik sistemde uzaklık ve yol ölçü birimi olarak metre (m) kullanılır.

Düzgün olmayan dairesel hareket

EVREN DE YALNIZ MIYIZ?

Yıldızımız GÜNEŞ. Serdar Evren. Ege Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü

Transkript:

Yıldızların uzaklıkları ve uzay hareketleri Zeki Aslan Çıplak gözle ya da teleskopla yıldızlara ve diğer gök cisimlerine bakarak onların gerçek parlaklıklarını ve gerçek büyüklüklerini algılayamayız. Nesnenin görünür parlaklığını saldığı toplam ışınım enerjisine, gözlenen açısal boyutunu gerçek fiziksel büyüklüğüne ve gözlenen açısal ve doğrusal hızını gerçek uzay hızına dönüştürmek için uzaklık bilgisine gereksinim vardır. Çift yıldızlarda gözlenen yörünge bilgisinden bileşenlerin kütlelerini hesaplamak için uzaklıklarının bilinmesi gerekir. Bu yazıda, AÖS derslerine ek olsun diye, önce yıldızların uzaklıklarının nasıl ölçüldüğü sonra da uzay hızlarının nasıl hesaplandığı kısaca anlatılacaktır. Yıldız uzaklıkları- Paralaks (ıraklık açısı) yöntemi İşaret parmağınızı gözlerinizden 30 cm kadar uzakta tutunuz ve parmağınızın ucuna önce bir gözünüzle sonra diğer gözünüzle bakınız. Çok uzak nesnelere göre parmağınızın ucunun belli bir açı kadar yer değiştirdiğini görürsünüz. Parmağınızı kendinizden uzaklaştırdıkça yer değiştirme açısı küçülür. Şimdi aynı işi çok uzaktaki bir cisimle yapınız, yer değiştirme olmadığını göreceksiniz. Yer değiştirme açısı cismin gözünüzden uzaklığının bir ölçüsüdür. Bir yıldızdan Yer-Güneş uzaklığını gören p açısına o yıldızın paralaksı (ıraklık açısı) denir. (Yer-Güneş uzaklığına Astronomi Birimi ya da Gök Birimi (GB) denir). Bir yıldızın bulunduğu bölge 6 ay ara ile bir teleskopla fotoğraflanırsa yıldız çok uzak yıldızlara göre 2p açısı kadar yer değiştirir (Şekil 1), bu yer değiştirme ölçülebilmektedir. Şekil 1a. Bir yıldızdan Yer- Güneş uzaklığını (1 GB) gören p açısına o yıldızın paralaksı (ıraklık açısı) denir. Şekilden anlaşılacağı gibi yıldız ne kadar uzaksa p o kadar küçük olur. Bir yakın yıldızın görülen doğrultusu çok uzak yıldızlara göre 2p kadar yer değiştirir.

Şekil 1b. Yıldız, fotoğraflar arasında 0,5 açısaniyesi yer değiştirmiştir. Paralaks bunun yarısıdır, yani 0,25 açısaniyesi. (1 açısaniyesi (simgesi ") = 1 / 3600 derece). Paralaks yöntemi astronomide uzaklıkları doğrudan ölçmenin tek yoludur. Fizik bilgisi gerektirmez, sadece geometriye dayanır. Şekil 1a dan, tanjant formülü kullanılarak = yazılabilir. Yıldızlar için p açısı her zaman 1 açı saniyesinden küçüktür. 1 saniyelik açı başparmağınızın genişliğini 4 km uzaktan gören açıya eşittir; ya da 100 metre uzaklıktan bakınca 0,48 milimetre uzunluğu gören açı 1 açı saniyesidir. Trigonometri bilgimize göre, bu kadar küçük açılar için tan p yerine p açısının radyan cinsinden değerini yazabiliriz. 1 radyan 206265 açı saniyesi olduğuna göre (bunu hesaplayabilirsiniz) = = " = " yazılabilir. Bu formülde p yerine 1 yazarsak r = 206265 AB olur. Bu uzaklığa parsek (parallaxsecond) (pc) denir ve astronomide uzaklık birimi olarak kullanılır. Bir başka tanımla, Yer-Güneş uzaklığını 1 açısaniye altında gören uzaklığa 1 parsek denir. 1 pc = 3.26 ışık yılı olduğu kolayca hesaplanabilir. pc cinsinden yukarıdaki formül şöyle olur: ( )= 1 " Örnekler 1. Bize en yakın yıldızın (Proxima Centauri) ıraklık açısı p = 0",75 dir, uzaklığı r = 1/0,75 = 1,33 parsek = 4,3 ışık yılı olur. Yani şu anda yıldızdan aldığımız ışık, yıldızdan 4,3 yıl önce çıkan ışıktır. 2. Paralaksı p=0,02" olan bir yıldızın uzaklığı: r = 1/p = 1/0,02 = 50 pc

Paralaks evrendeki uzaklıkları bilmemiz açısından bir anahtardır. Yakın yıldızlar, evrende paralaksı ölçülemeyecek kadar uzak olan diğer cisimlerin uzaklıklarını hesaplamak için basamak taşları olarak kullanılır. Yıldızların uzay hızları Bir yıldızın Güneş sistemi kütle merkezine göre hızına onun uzay hızı denir. Bunun Güneş sistemi kütle merkezini yıldıza birleştiren doğrultudaki bileşenine radyal (dikine) hız, buna dik doğrultudaki bileşenine teğetsel hız denir. Daha basit tanımla (Güneşten baktığımızı varsayarak) bir yıldızın bakış doğrultumuzdaki hızına radyal (dikine) hız, çok uzak yıldızlara göre gökyüzüne bir yıldaki açısal yer değiştirme miktarına öz hareket, öz hareketin km/s cinsinden değerine teğetsel hız denir (Şekil 2). Şekil 2. Bir yıldızın uzay hızı ve bileşenleri. V t teğetsel hız formülündeki 4,74 katsayısı, birimi açısaniye/yıl olan öz hareketi km/s birimine çeviren katsayıdır; r uzaklığının birimi parsektir. Radyal hızlar, yıldız tayfında gözlenebilen Doppler Kayması ile ölçülür (Bkz Zeynel Tunca nın AÖS sunumları). Bakış doğrultumuza dik hareket eden bir yıldız Doppler kayması göstermez; radyal hız uzaklıktan bağımsızdır. Uzak yıldızların öz hareketi genellikle daha küçük olur. Çünkü yıldızların V uzay hızları sonludur ve Şekil 2 den görüleceği gibi, Vr ile V arasındaki açı küçük ise Vt de küçük olur, hatta açı sıfır ise öz hareket sıfır olur; yani bakış doğrultumuzda hareket eden ( bize yaklaşan ya da uzaklaşan) bir yıldız öz hareket göstermez. Ayrıca, Vt teğetsel hız formülünden anlaşılacağı gibi

uzaklık r ile öz hareket µ ters orantılıdır, verilen bir Vt için r büyüdükçe µ küçülür. Şekil 3. Öz hareketler nedeni ile takım yıldızların şekli zamanla yavaşça değişir. Bu fotoğraftan anlaşılacağı gibi, öz hareketler küçük olduğu için, Büyük Ayı takım yıldızın şeklinin değiştiğini çıplak gözle ancak on binlerce yıl sonra fark edebiliriz. Uzay Çağında Paralaks ve Öz Hareket Ölçümü Samanyolu gökadamızın yapısını öğrenmek için çok sayıda yıldızın uzaklığını ve uzay hareketlerini ölçmemiz gerekir. Güçlü teleskoplarla, uzaklıktan bağımsız olarak çok sayıda uzak yıldızın radyal hızını ölçebiliriz. Ancak en iyi teleskoplarla bile Yer den ölçülebilen en küçük paralaks 0,01" kadardır. Bu demektir ki ancak 100 pc uzaklığa kadar anlamlı ölçüm yapılabilir ve uzaklıklar ancak % 10 hata ile ölçülebilir. Uzay çağından önce yalnız 3000 kadar yıldızın uzaklıkları anlamlı duyarlılıkla ölçülebilmişti. Bugün paralaks, sayısal görüntüleme (CCD) teknikleri ile ölçülür. Yer atmosferinin buğulama etkisinden kurtulmak ve çok sayıda yıldızın daha hassas ıraklık açılarını ölçmek için Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından 1989 da Yer yörüngesine HIPPARCOS (HIgh Precision PARallax COllecting Satellite) adlı bir uydu yerleştirildi.

Hipparcos uydusu (http://sci.esa.int/hipparcos/) Hipparcos uydusu 120 000 kadar yıldızın 0",002 duyarlılıkla paralaks ölçümünü yaptı. Kataloğu 1997 de yayınlandı. Hipparcos kataloğundaki yıldızların öz hareketleri yaklaşık bir mili açısaniye, yani milyonda bir derecenin dörtte biri duyarlılığındadır. Bu, Yerden bakınca, Ay yüzeyinde duran bir astronotun boyuna karşılık gelir. Böyle bir hassasiyet Yerden yapılan ölçülerle elde edilemez. Hipparcos uydusundan sonra, Avrupa Uzay Ajansı Temmuz 2014 de kısaca Gaia diye bilinen astrometri uydusunu Yer yörüngesine yerleştirdi. 25 Nisan 2018 de Gaia uydusu ile elde edilen en zengin yıldız kataloğu yayınlandı. Bu katalog 1,3 milyardan fazla yıldızın paralaksını, öz hareketini, radyal hızını, parlaklığını ve renk gibi diğer verilerini listeliyor. Güneş sistemimiz içindeki asteroidlerin ve Samanyolu Gökadamızın ötesinde çok sayıda yıldızın yüksek duyarlılıklı ölçümlerini de veriyor. Katalogdaki parlak yıldızların bir kısmı için duyarlılık düzeyi Yerden bakınca bir demir lirayı Ay yüzeyinde ayrıştıracak düzeydedir. Gaia uydusu verileri ile yapılan bilimsel çalışmalar devam ediyor. Gaia uydusu (http://sci.esa.int/gaia/)

Gaia'nın elde ettiği verilerle Samanyolu gökadamızın 3 boyutlu renkli görüntüsü. (http://sci.esa.int/gaia/60169-gaia-s-sky-in-colour/). Bu bir resim değil, konumları (enlem ve boylamı), uzaklıkları ve farklı dalgaboylarında parlaklıkları ölçülen yıldızların noktalanmasından oluşturulmuştur. Güneş Sisteminin Hareketi Güneş ve Güneş sistemi, Güneş komşuluğundaki yıldızlara göre, saniyede yaklaşık 20 km hızla Herkül takımyıldızı içinde bir noktaya doğru hareket eder. Tüm Güneş sistemi, Samanyolu merkezi çevresinde yaklaşık 230 km/s hızla dolanır ve dolanma dönemi yaklaşık 230 milyon yıldır. Güneş komşuluğundaki yıldızlar da benzer fakat birbirlerinden farklı hızlarla dolanırlar. Yer ve Güneş in Samanyolu çevresindeki hareketi (ESO https://www.eso.org/public/images/eso0932a/). Güneş sistemi, yaklaşık 3 milyon yıl önce Samanyolu düzleminden geçti; şu anda düzleminin kabaca 50 ışık yılı kuzeyindedir ve en büyük kuzey uzanımına yaklaşık 250 milyon yılda ulaşacaktır.