Yıldızların Uzaklıklarının Bulunması

28 Temmuz 2017 05:46

Yıldızların uzaklıkları hep merak edilen bir şeydir. Yıldızların Dünya'ya olan uzaklığı ya da yıldızlar arasındaki uzaklık merak edildiğinde kullanılacak yöntemler vardır. Yıldız uzaklıklarının bulunması ile ilgili kullanılan bütün yöntem ve ölçü birimlerini derledik. Yıldızlardan yıldızsılara adlı konuyla yıldızlar artık fizik dersiyle de hayatımıza girmektedir.

Evrende uzaklık, kütle, sıcaklık ve yarıçap bakımından farklı birçok yıldız vardır. Onların büyüklük ve toplam ışınım gücü gibi gerçek özelliklerini bulabilmek için önce yıldızların uzaklıklarını bilmeliyiz. Gök cisimlerinin uzaklıklarının ölçümünde çeşitli yöntemler kullanılır. Bu yöntemlerden bazılarını inceleyelim: Gökyüzünde uzaklıklar günlük hayatta kullandığımız metre, kilometre gibi doğrusal ölçü birimleri ile ölçülemez. Astronomlar bunların yerine açısal ölçü birimlerini kullanırlar.

yıldız uzaklığını yumrukla hesaplama

Şimdi kolunuzu gergin olacak biçimde öne doğru uzatın ve yumruğunuzu sıkın. Bu haldeyken yumruğunuzu gözünüzün hizasına getirirseniz yumruğunuz baştan sona kadar 10°’lik uzaklığı gösterir. Küçük parmağınızın ucu ise yaklaşık 1°’dir. 1°’nin altında kalan cisimleri ölçmek için de daha küçük birimler vardır. Bunlar yay dakikası ve yay saniyesidir.

1 derece = 60 yay dakikası, 1° = 60’

1 yay dakikası = 60 yay saniyesi, 1’ = 60’’

1 derece = 3600 yay saniyesi, 1° = 3600’’

Astronomi Birimi (AB)

Dünya Güneş’ten ortalama 150 milyon km uzaktadır. Dünya, Güneş’in çevresindeki dolanma hareketini bir yılda tamamlar. İşte bu uzaklık astronomlar tarafından 1 astronomi birimi olarak tanımlanır ve AB ile gösterilir. Bazı kaynaklarda astronomi birimi yerine gök birimi kullanılır ve GB ile gösterilir.

1 AB = 149,6.106 km ≅ 150.106 km

Işık Yılı (Iy)

Daha büyük ölçeklerde astronomi birimi yetersiz kalır. Bu durumda ışığın bir yılda aldığı yol kullanılır ve bu yol 1 ışık yılı olarak adlandırılır. Gökyüzündeki parlak yıldızların çoğunun uzaklığı, birkaç düzine ile birkaç bin ışık yılı arasında değişir. Bize Güneş’ten sonra en yakın yıldız olan Proxima Centauri bizden 4,3 ışık yılı uzaktadır. Samanyolu galaksimizin komşusu Andromeda galaksisi bizden 2,5 milyon ışık yılı, yıldızlar arasındaki en parlak yıldız olan Sirius 8,6 ışık yılı uzaktadır.

1 ışık yılı = 9,5.1012 km

1 ışık yılı = 6300 AB

Paralaks Yöntemi

Uzaklık tayininde paralaks denilen açıdan yararlanılır. Bir yıldızın paralaksı yıldızdan Dünya-Güneş uzaklığını gören açıdır. Iraklık açısı olarak da bilinir. Π veya p ile gösterilir. Paralaksın doğrudan doğruya ölçümü fotografik yöntemle olur. Paralaksı ölçülmek istenen yıldızın 6 ay aralıklarla fotoğrafı çekilir. Yine başka tarihlerde 6 şar ay aralıklarla 5-6 fotoğrafı daha çekilerek yıldızın hareketinden kaynaklanan yer değişimi yok edilmeye çalışılır.

paralaks yöntemi

Şekilde görüldüğü gibi Güneş-Dünya arasındaki uzaklık a = 1 AB = 149,6.106 km ≅ 150.106 km’dir. Paralaks çok küçük bir açı olduğundan paralaksın radyan cinsinden değeri kullanılarak yıldızın d uzaklığı hesaplanır.

Yıldızın Güneş’e olan uzaklığı d olmak üzere, tanp = 1 (AB) / d(AB) olarak yazılabilir.

Bu formüldeki değerler AB cinsindendir. Dolayısıyla yıldızın uzaklığı da AB cinsinden bulunacaktır. Eğer yıldızın km cinsinden uzaklığını bulmak istersek 1 yerine 1 AB nin yaklaşık değeri olan 150.106 km değerini yazmak yeterlidir. Küçük açılar yaklaşımına göre küçük bir açının radyan değeri, açının tanjant değerine eşittir. Böylece biz paralaks (p) açısını radyan cinsinden, p(rad) = 1(AB) / d(AB) olarak yeniden yazabiliriz.

Buradan yıldızın uzaklığı, d(AB) = 1/p(rad) olarak bulunur.

Paralaks (p) açısı çok küçük bir değer olduğundan yay saniyesi olarak verilir. Trigonometride 360 derece 2π radyandır. Böylece 1° = 2 π /360 radyan olarak bulunur. Bu ifadeyi 1 yay saniyesi için yazmak istersek; 1’’ = 2 π /(360.3600) radyan olur.

Formüldeki hesaplamalar yapıldığında, 1 rad = 206265’’ olduğu görülebilir. Paralaks açısı gözlemlerden yay saniyesi olarak elde edildiğinden son elde ettiğimiz d(AB) = 1/p (rad) formülünü düzenleyerek, d( AB) = 206265/p’’ şeklinde yazabiliriz.

Parsek (pc)

Astronomlar daha büyük ölçümlerde parsek birimini kullanırlar. Paralaksı 1 açı saniyesine (1’’) eşit olan yıldızın uzaklığına 1 parsek (pc) denir.

parsek

1 parsek = 206265 AB dir.

Buna göre yıldızın uzaklığını parsek cinsinden yazacak olursak, d(pc ) = 1/p’’ olur.

1 parsek = 3.1013 km

1 parsek = 206265 astronomi birimi

1 parsek = 3,26 ışık yılı

1 kiloparsek (Kpc) = 103 parsek

1 megaparsek (Mpc) = 106 parsek

Buraya kadar gördüğümüz uzaklık birimlerinin birbiri cinsinden değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Uzaklık ölçü birimleri
Uzaklık biriminin adı km AB Iy pc
Astronomi birimi 149,6.106 1 1,6.10-5 4,8.10-6
Işık yılı 9,5.1012 6300 1 0,307
Parsek 3.103 206265 3,25 1

Radar, trigonometrik paralaks ve bunun gibi yöntemlerle Güneş sistemi ve yakın sistemler incelenebilir. Paralaks yöntemi 100 parsek seviyesine kadar geçerlidir. Bu noktadan sonra tayfsal yöntemlere başvurmak zorundayız. Tayfsal yöntemde tayf türü belli olan uzak bir yıldızın yakınımızda bulunan yıldızlarla benzer özelliklere sahip olduğu varsayımı yapılmaktadır. Bu yöntemi ilerleyen konularda ayrıntılı bir şekilde göreceğiz. Ayrıca gök cisimlerinin uzaklıkları, radyo dalgaları ile büyük bir doğrulukla tayin edilir. Bu yöntemde bir gezegene gönderilen radyo dalgaları gezegenden yansıdıktan sonra Dünya’da tekrar algılanır. Bu dalgaların gidiş-geliş süresi 2t’dir.

Radyo dalgaları uzayda c ışık hızı ile yayıldıklarından, d = c.2t bağıntısından gezegenin Dünya’ya uzaklığı hesaplanabilir.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap