Katalog

BİLİM UZAYI Uzay fizikçilerine Nobel 1993 Nobel Fizik ödülü, kendi çevrelerinde çok hızlı dönen gökcisimleri olan pulsarlardan ikilisini bulan ve Einstein'in Genel Rölativite Teorisi'ni doğrulayan iki Amerikalı astrofizikçinin... Ali Alpar* Pulsarların bu denli muntazam aralıklı sinyaller vermeleri, kendi etrafında hızla dönen bir yıldızın saldığı belli yönlerdeki radyo huzmesinin, yıldızın her dönüşünde bir kez dünyayı taramasından kaynaklanıyor, tıpkı bir deniz fenerinin dönen ışıldağının muntazam aralıklarla görünüp kaybolan ışık yollaması gibi. En hızlı pulsar, saniyede kendi etrafında 642 kez dönen, her dönüşünü 1.5 milisaniyede tamamlayan PSR 1937 + 21. Dönme periyodunun bunca kısa olması, dönen cismin çok yoğun olmasını gerektiriyor: Saniyede birçok kez kendi etrafında dönen bir yıldızın, merkezkaç kuvvetiyle savrulup dağılmaması Pulsar nedir? için bu yıldızı birarada tutan kütleçekimiPursalar, fiziğin ve astronominin çenin yeterince kuvvetli olması gerek. Buşitli dallarında ilginç problemler getiren nu sağlayacak kadar yoğun yıldızlar var. ve bize temel doğa yasaları üzerine çok "Nötron yıldızı" denen bu yapıda, Güneşey öğreten gök cisimleri. Pulsar ismi şin kütlesi mertebesinde (2x1027 ton, yani pulse = atış kelimesinden geliyor. Bir 2 milyar kere milyar kere milyar ton) kütpulsarı, çok düzenli şekilde, genellikle le, yaklaşık 10 km çapında bir hacme sısaniyeden az süren aralıklarla (periyod) kışmış; ortalama yoğunluk santimetre tekrarlayan radyo sinyalleri göndermekübe yüzmilyonlarca tonu buluyor Çoksinden tanıyoruz. Bu sinyaller gökyüzühızlı dönmelere olarak veren kuvvetli bir ne doğrultulan "radyo teleskop" dediğikütle çekimi alanı bu yoğunluklarda etkin miz büyük çanak antenlerle alınıyor. olan nötron basıncı ile dengeleniyor Şimdi yaklaşık 500 pulsar biliniyor; Nötron yıldızları gözleyebildiğimiz en bunların ilki 1967 yılında Cambridge'de yoğun, en hızlı dönen ve en kuvvetli doktora öğrencisi Jocelyn Bell ve hocası manyetik alanlara sahip yıldızlar: KütleAntony Hevvlsh tarafından bulunmuştu çekimi nötron basıncı ile dahi durdurula(Hewish radyo astronomiye katkıları ve mazsa bir kara delik oluştuğunu sanıyo özellikle bu buluş için Nobel Fizik ödülü ruz; kara deliklerse, toplam kütle, açısal aldı). momentum ve varsa elektrik Fizik; Uzaydaki gravitasyonal laboratuvar yükünden ibaret üç özellikPulsar, küçük fakat çok yoğun bir yıldızdır. Ekseni çevresinde çok hızlı leri dışında döner, radyo dalgalar yayar. gözlenemiyorlar. Pulsarlar Pulsarlar birbırieri etrafında nötron yıldızlarının gözledönerken giderek daha nen türlerinfazla yaklaşırlar. Kaybolan den biri, ayrıenerjl, gravitasyonal Manyetik dolgalann variığının dolaylı ca xışını saguç lan nötron yılbir kanıtıdır. dızları da var. Bir pulsarın etkinliği hızlı dönen ve kuvvetli mıknatıslığı olan bir nötron yıldızı olmasından kaynaklanıyor . Böylece oluşan dinamo, voltaj üretiyor, çevresinde elektrik akımları oluşup uzaya radyo dalGravitasyonal gaları yayılıdaJgalar yor. Pulsarları gözleyerek 1993 Nobel Fizik ödülü PSR 1913+16 adlı pulsarı bulan ve bu pulsarın gözlemlerini değerlendirerek Einstein'in Genel Rölativite teorisinin şimdiye kadarki en kuvvetli doğrulanmasını sağlayan Russell Hulse ve Joseph Taylor adlı iki Amerikalı astrofizikçiye verildi Hulse ve Taylor bu pulsarı 1975 yılında, Taylor genç bir öğretim üyesi, Hulse ise onun doktora öğrencisi olarak Massachusetts Üniversitesi'nde çalışırlarken buldular. Kullandıkları alet Porto Riko'da, Arecibo'da bulunan 300 m. çapındaki radyo teleskoptu. 3464 sinyalleri daha seyrek ahrız. Pulsar eşyıldızın etrafında kapalı bir yörüngede dönerken bazen bize doğru, bazen bizden "kütle" dahil tüm enerji biçimleri uzayzamanın yapısını ve bu yapı içinde maddenin izleyeceği, Newton Mekaniğinin kütle çekimine atfettiği hareketleri belirler. Einstein Kuramı, yeterince zayıf kütle çekimi için ilk yaklaşımda elbette Nevvton Mekaniğinin verdiği, yüzyıllardır deney ve gözlemlerle kanıtlanmış sonuçları verir. Meselâ çiftyıldızların ve gezegenlerin yörüngeleri için Nevvton'un mesafenin karesiyle ters orantılı olarak azalan kütleçekimi yasasının verdiği kapalı eliptik yörüngeler ilk yaklaşımda doğrudur. Einstein Kuramı, aslında bu yörüngelerin kapalı, yani hep aynı elipsler olmadığını, yörünge eksenlerinın yavaş yavaş kayacağını öngörür ("periastron kayması") Hulse (solda) einstein 'In kurarnını kanıtlamanın bir yolunu bulduklannda taylor'un bir öğrenclslydl. maddenin en yoğun hali üzerine bilgi ediniyoruz. Şimdi Hulse ve Taylor'un buldukları PSR 1913+16'ya dönelım. Bu isimdeki sayılar, pulsarın gökyüzündeki konumunu veren koordinatlar PSR 1913 + 16 bulunan ilk eşli pulsar. Yıldızların yarısından çoğu çiftyıldız sistemlerinde bulunurlar, yani iki yıldız kütle çekimi ile birbirine bağlı olarak, birbiri etrafında döner. Pulsarlar arasında çiftyıldızda bulunanlar daha az, şimdiye dek bulunan yaklaşık 500 radyo pulsarın sadece 30 tanesi çiftyıldızlarda Bunun sebebi, nötron yıldızlarının süpernova patlamaları denen büyük yıldız patlamalarından arta kalmaları. Eğer patlayan yıldız patlamadan önce bir çiftyıldızda ise, patlama büyük ihtimalle iki eş yıldızı birbirinden uzağa fırlatıyor, patlamayla yıldızların birinden oluşan nötron yıldızı yalnız kalıyor. Çift olarak kalabilen pulsarlar az. PSR 1913+16 bunların bilinenilkörneği. Hulse ve Taylor'un başarısı yalnızca ilk radyo pulsarın keşfinden 8 yıl sonra ilk eşli radyo pulsarı keşfetmek değil. özellikle Taylor'un grubunda daha sonra yer alan araştırıcılarla birlikte sürdürdüğü gözlemler bu çiftyıldız sisteminin çok detaylı biçimde anlaşılmasına yol açtı. PSR 1913+16'nın bir eş etrafında döndüğü pulsar periyodunda görülen "Doppler kaymalan" ileanlaşıldı Muntazam aralıklı sinyaller veren bir kaynak eğer bize doğru hareket ediyorsa, sinyallerini daha sık sık, kaynak bizden uzaklaşırken ise PSR 1913 + 16'mn özellikleri Nevvton Kuramma gore kapalı yörunge Eınsteın kuramına göre penastron kayması Bu yörünge kayması olgusu, birbiri etrafında dönen kütlelerin büyüklüğüne ve yakınlığına, yani kütleçekimi alanının kuvvetine bağlıdır. Güneş sisteminde Merkür gezegeninin yörünge eksenindeki yılda 43 açı saniyelik kayma, Einstein'in 1916'da geliştirdiği Genel Rölativite uzaklaşarak hareket edecektir. Pulsarın periyodu, bize yaklaştığı sıralar biraz kısalacak, bizden uzaklaşırken biraz artacak ve pulsar dönme periyodunun bu azalıp artması, pulsarın eşyıldız etrafındaki yörünge hareketiyle birlikte, her yörünge periyodunda sistematik olarak tekrar edecektir. (Dönme periyodu ile yörünge periyodunu karıştırmamak için: Dünya'nın dönme periyodu bir gün, güneş etrafındaki yörünge periyodu ise bir yıl). Hulse ve Taylor, PSR 1913+ 16nın 59 milisaniye olan dönme periyodunda, 8 saatten biraz az bir yörünge periyoduyla periyodik olarak tekrarlayan, saniyenin yüzbinde biri mertebesinde Doppler kaymalan ölçerek bu pulsarın bir başka cisim etrafında yörüngede olduğunu kanıtladılar.. Ancak bu kadarı, hikâyenin daha başlangıcı idi. Devam eden gözlemler, pulsarın da eşyıldızın da yaklaşık 1.4 Güneş kütlesinde olduklarını, eşyıldızın da bir nötron