Yıldız ve Galaksilerin Astronomisi
Astronomi yani gökbilimi gök cisimlerinin konumlarını, parlaklıklarını, hareketlerini ve diğer karakteristiklerini ölçümleyen bir bilim dalı iken astrofizik evrendeki nesnelerin doğum, yaşam ve ölümünü açıklamak için fizik yasalarını kullanan bilim dalıdır. Astrofizikçilerin temel hedefi evreni ve içindeki yerimizi anlamaktır. Astrofizikçiler, evrenin nasıl çalıştığını, nasıl oluşup genişlemeye başladığı ve yıldızların etrafındaki gezegenlerde yaşam arayışı gibi çalışmalar yürütmektedirler.
Astronomi ve astrofizik üzerine hazırladığımız bu derslerde evrenin her bir yapı taşını incelerken aynı zamanda evrenin oluşumuna ve işleyişine dair bilgilerinizi de gözden geçirebilirsiniz.
Ölçümler ve gözlemler ışığın dalga boylarında farklılık gösterirler. Temel frekans aralıkları: Radyo dalgaları, Kızılötesi ışık, Görünür ışık, Mor ötesi ışık, X ışınları ve Gama ışınlarıdır.
Gözlemler sonucu ilişkiler kurmak ve matematiksel işlemlerle gözlemleri ve deneyleri desteklemek astrofiziğin işleyişini belirler.
Grafik: Bir yıldızın parlaklığına bağlı olarak düzenli olarak yaydığı frekans dalgaları, onun Dünya’dan olan uzaklığını ölçmemizi sağlar. (Hız-UzaklıkGrafiği)
Gözlemlerin açıklanması, fiziğe dayalı teorilerin geliştirilmesiyle olur. Böylece astronomi yerini astrofiziğe bırakır. Fizik kuralları her yerde aynıdır. Bunun bir dayanağı da uzak galaksilerden gelen atom spektrumlarıdır.
Fiziksel teoriler matematik kullanarak formüle edilmiştir. Matematik, kavramlar arasındaki ilişkileri ifade etmek için de en temel yoldur. Aynı zamanda yeni sonuçların anlaşılmasında araç görevi görür. Yeni araştırmaların anlaşılmasında testler tasarlanır ve tekrar gözlemlere dönülür.
Astronomide Uzaklıklar
10’un Kuvvetleri
Astrofizikte matematiksel değerler ile uğraşırken (mesafe, boyut, kütle…) çok geniş yelpazede çalışma alanı olduğundan 10’un kuvvetlerini kullanmaya ihtiyaç duyarız.
Örneğin, metre cinsinden uzaklıklar;
100 m = 10*10 m = 102 m
1000 m = 10*10*10 m = 103 m = 1 km (kilo)
1000000 m = 106 m = 1 Mm (Mega)
1000000000 m = 109 m = 1 Gm (Giga)
Küçük değerler de 10’a negatif kuvvet verilerek ifade edilebilir.
0.01 m = 1/(10*10) m = 1/(102)m = 10-2 m = 1 cm (centi)
0.001 m = 1/1000 m = 1/(103)m = 10-3 m = 1 mm (mili)
0.000001 m = 1/1000000 m = 1/(106)m = 10-6 m = 1 micron
0.000000001 m = 1/1000000000 m = 1/(109)m = 10-9 m = 1 nm (nano)
10’un Kuvvetlerine Çevirme
10’un katı olmayan bir sayıyı 10’un kuvvetleri şeklinde nasıl yazabiliriz?
İki terimin çarpımı şeklinde : 13586=1.3568*104
10’un kuvvetleri ile çarpma işlemi de kolayca yapılabilir.
(1.3T57*104) * (0.962*1035) = (1.357*0.962)* (104*1035) = 1.305*104+35 = 1.305*1039
Toplama işlemi ise;
1.3568*104 + 0.962*1035 = ?? (1.3568* 10-31 + 0.962)*1035
şeklinde ortak paranteze alınarak yapılabilir.
Eğer astronomik ölçeklerden bahsediyorsak, yaklaşık bir değer alarak 10’un kuvvetlerini kullanmak daha doğru olur.
1.3568*104 m = 104 m olarak alınabilir.
Mesafelerin Ölçümü İçin Işığın Kullanılması
Işık Hızı = c = 2.9979 x 108 m/s’dir.
Işığın bir saniyede aldığı yol = 3 x 108 m = 3 x 105 km = 300,000 km ve ışığın bir yılda aldığı yol yani Işık yılı = 9.46 x 1015 m = 9.46 x 1012 km ‘dir.
DÜNYA
Yarıçap = 6378 km
Çap = 12 756 km
Çevre uzunluğu = 40 000 km
Işık, Dünya’nın çevresini bir saniyede 8 kez dolaşabilir.
Ay’dan Görünen Dünya
Dünya ve Ay arası mesafe 3.84 x 105 km’dir.
Işık, Dünya ve Ay arası mesafeyi 1,3 saniyede yol alır.
Dünya ve Ay arası mesafe Dünya’nın çapının yaklaşık 30 katına denk gelir.
GÜNEŞ
Yarıçap=6.96×108 m = 6.96 x 105 km
Çap = 1.39 x 106 km
Güneş’in yarıçapı Dünya’nın yarıçapından 100 kat daha fazladır. Güneş’in yarıçapı, Dünya ve Ay arası mesafeden 1,8 kat daha fazladır.
Dünya’nın Güneş Etrafındaki Yörüngesi
Güneş ve Dünya arası mesafe = 1.5 x 1011 m = 1.5 x 108 km = 8.3 dakika ışık mesafesi
1 AU = Astronomik Birim: Güneş ve Dünya arası ortalama mesafe = 1.5 x 108 km
1 AU yaklaşık olarak Güneş’in çapının 100 katına denk gelir.
Diğer yakın mesafeler;
Güneş ve Plüton arası mesafe = 40 AU = 5,5 saat ışık mesafesi
Güneş Sistemi’ne en yakın yıldız Alpha Centauri’dir.
Güneş ve Alpha Centauri arası mesafe = 300 000 AU = 4,1 ışık yılı
Pleiades (Ülker) Yıldız Kümesi
Pleiades Yıldız Kümesi 3000’den fazla yıldızdan oluşur.
13 ışık yılı mesafeye yayılmıştır ve Dünya’dan yaklaşık 400 ışık yılı uzaklıkta yer alır.
Samanyolu Galaksisi
Güneş Samanyolu Galaksisi’nin merkezinde değildir!
Güneş’ten galaktik merkeze olan mesafe 2.8 x 104 ışık yılıdır. Samanyolu galaktik diskinin çapı 105 ışık yılıdır.
Andromeda Galaksisi
Andromeda Galaksisi Samanyolu Galaksisi’ne en yakın büyük spiral yapıda olan galaksidir.
Samanyolu Galaksisi ve Andromeda Galaksisi’nin arasındaki mesafe 2 x 106 ışık yılıdır.
Andromeda ve Samanyolu Galaksileri yerel grup içerisinde yer alan galaksilerden birbirine en yakın olan iki tanesidir.
Virgo Galaksi Kümesi (Başak Kümesi)
Başak Kümesi yaklaşık 2000 tane galaksinin bulunduğu ve galaksilerin birbirlerine en yakın şekilde yer aldığı galaksi kümesidir.
Yerel Grup ve Başak Kümesi arasındaki uzaklık 6 x 107 ışık yılıdır. Başak Kümesi’nin uzunluğu ise 107 ışık yılıdır.
Süperkümeler
Yukarıdaki harita galaksi kümelerini daire şeklinde saran süper galaksi kümelerinin dağılımını göstermektedir.
En büyük süperkümenin uzunluğu 108 ışık yılıdır.
Hubble Ultra Derin Alan
Aşağıdaki derin alan görüntüsünde yer alan galaksiler evrende gözlemlenebilmiş en uzak galaksilerdir. Hubble Ultra Derin Alan olarak adlandırılırlar.
Tipik uzaklığı ise 1010 ışık yılıdır.
Astronomi ve astrofizik derslerinde ilk konumuzu böylece geride bıraktık.
Tuğba Yaşar
Kuark Bilim Topluluğu Popüler Bilim Yayın Grubu
Referanslar
https://www.ualberta.ca/~pogosyan/teaching/ASTRO_122/lect1/lecture1.html
Astrofizik Nedir | KBT Bilim Sitesi
