- 13 Ağu 2019
- 144
- 24
- 18
Doğu Anadolu Gözlemevi (kısa adıyla DAG) ülkemize bir yenilik getiriyor. Erzurum’da Karakaya Tepeleri’nde 3170 metre yükseklikte yapımı devam eden bu gözlemevi ile ilk kez kırmızı öte dalgaboyuna duyarlı ve uyarlanabilir optiğe sahip bir teleskoba sahip oluyoruz.DAG görsel ve yakın-kırmızı öte dalgaboylarını kapsayan bir frekans aralığında gözlem yapabilme kabiliyetine sahip olacak. 4 metrelik çapı ile şu an ülkemizde bulunan en büyük Türk-Rus ortak teleskobu olan 1.5 metrelik RTT150’den 2.5 kat daha büyük. Bu da demek oluyor ki DAG daha fazla ışık toplama alanına sahip. Yani bir başka deyişle, DAG sayesinde evrende daha derinleri görebileceğiz.
Atmosferdeki su buharı ve sıcaklık değişimleri gözlem kalitesini doğrudan etkileyen unsurlardır. Gece açık bir havada uzayın derinliklerine baktığınızda yıldızların adeta size göz kırptığını ve bulanıklaştığını görürsünüz. Bunun nedeni atmosferimizdir. Astronomik gözlemler yapılırken gözlenen cismi net görebilmek önemlidir. Atmosferin bu negatif etkisinden kurtulmanın en kesin çözümü teleskobu atmosfer dışına çıkarmak ve Dünya etrafında bir yörüngeye oturtmaktır. Ama bu çok pahalıdır. O nedenle teleskoplar daha ucuz olduğu için çoğunlukla yer yüzeyine yerleştirilir. Ancak kaliteli gözlem için önümüzde bir engel olarak duran atmosferi dolaylı yoldan devre dışı bırakacak gözlem teknikleri ve teknolojiler sürekli geliştirilmektedir. Son yıllarda kullanılan ve adaptif (uyarlanabilir) optik (adaptive optics) denilen teknikle atmosferdeki bu türbülans olayları gözlem esnasında anında düzeltilerek veri elde edilebiliyor. İşte DAG son teknoloji ürünü olan böyle bir optiğe sahip olacak.
Evrenin genişlemesinden dolayı daha uzaktaki galaksi kümeleri yakında olanlara kıyasla daha hızlı bir şekilde bizden uzaklaşır. Bunun sonucu olarak daha uzaktaki galaksi kümesinde yer alan galaksilerin ışığının dalgaboyu daha fazla kırmızıya kayar. Dalgada meydana gelen bu olaya Doppler Etkisi diyoruz. Bu etkiyi aslında en azından bir ambulans veya itfaiye aracının geçişine şahit olmuş her insan bilir. Ambulans size yaklaştığında ses dalgalarında bir sıkışma olur. Yani birim zamanda kulağınıza gelen ses dalgalarında artış olur. Bir başka deyişle sesin frekansı artar. Ancak ambulans sizden uzaklaşmaya başladığında frekanstaki düşüşü hissedersiniz. Artık kulak tırmalayan bir ses yoktur. Ses giderek şiddetini kaybeder, kaybeder ve artık duymazsınız. Ancak yeterince duyarlı kulaklarınız olsaydı o giderek zayıflayan dalgayı hala duyabilirdiniz. Buna benzer olarak eğer evrenin derinliklerine bakan büyük çaplı ve çok duyarlı ‘kulaklarınız’ varsa frekansı düşük olan, ya da bir başka deyişle enerjisi daha düşük olan sinyalleri algılayabilirsiniz. İşte DAG ülkemizin uzaydaki en duyarlı ‘kulağı’ olacak.
DAG 3+ ve 4+ sınıfı optik teleskoplar dikkate alındığında Dünya’nın 3. en yüksek teleskobu olacak. DAG ayrıca 4 metre çapa kadar dev bir ayna kaplama ünitesi de içerecek. Artık bu işlemi ülkemizde yapabileceğiz. DAG sayesinde ne tür bilimsel çalışmalar yapabileceğimizi kısaca özetledikten sonra teleskobun dizaynı, alıcıları ve son durumu hakkındaki bilgileri de projenin sorumlularından alacağız.
Galaksi Evrimi ve Kozmoloji
Evrenin derinlerini gözleyebilmek için büyük çapta teleskoplara ve daha uzun dalgaboylarını algılayabilecek o teleskoba monte edilmiş (backend) alıcılara ihtiyaç var. İşte DAG bu niteliklere sahip bir teleskop olacak. Birkaç hafta önce Dünya’nın en büyük radyo teleskop dizisi olan ALMA (Atacama Large Millimeter Array) evrendeki ciddi miktarda toz içeren en uzak galaksiyi belirledi. 13.8 milyar yıl yaşındaki evrenin 600 milyon yıl yaşındaki haline yani bebekliğine şahitlik etmiş oldu. İlk galaksilerin, ilk dev yıldızların ve ilk süpernovaların patladığı zamanlara, bizim atalarımız olan ilk yıldızların doğduğu anlara baktı. DAG evrenin derinliklerine bakıp buna benzer evrenin erken zamanlarından oluşan galaksileri gözleyerek kozmolojiye ciddi katkılar yapabilir. Bu çok heyecan verici.
Galaksilerin ışınım gücü 2.2 mikrona denk gelen K bandında duyarlı bir şekilde belirlenebilir. DAG yakın kırmızı öte dalgaboyuna denk gelen bu bantta gözlemler yapabilecek kapasitede olacak. Bu sayede sadece yakın çevre galaksiler değil daha ötedeki evrenin geçmişine ışık tutan diğer galaksiler de gözlenerek evrenin derinliği boyunca galaksi evriminin dünden bugüne nasıl değiştiği hakkında ciddi bilgiler elde edilebilir. K-bandı Tully-Fisher ilişkisi galaksi evrimini incelemenin birçok yolundan biridir. Bu ilişki kısaca şunu söyler: Galaksilerin ışınım gücü (yani yıldızlara ait kütlesi) ile dönme hızı (yani toplam kütlesi) arasında lineer bir ilişki vardır. DAG ile yapılacak K-bandı gözlemlerden galaksilerin çok duyarlı K-bandı mutlak parlaklıkları elde edilebilir. Bu veriler hidrojen veya karbon monoksit gazından elde edilen galaksi dönme hızları ile birleştirilerek yakın çevre galaksiler ve daha uzaktaki galaksiler için Tully-Fisher ilişkisi çalışılabilir. Diğer yandan duyarlı galaksi kümesi gözlemleri de yapılarak galaksi evrimi hakkında çok yeni bilgilere ulaşılabilir ve birçok keşfe imza atılabilir.
Çoklu-dalgaboyu gökyüzü taraması
DAG ile çok duyarlı bir yakın-kırmızı öte gökyüzü taraması yapılabilir. Bu tarz taramalara örnek olarak SDSS (Sloan Digital Sky Survey) ve 2MASS (Two Micron All Sky Survey) verilebilir. SDSS için kullanılan teleskop 2.5 metre çapında ve teleskop deniz seviyesinden yaklaşık 2800 metre yüksekliktedir. 2MASS için kullanılan teleskoplar ise çap olarak daha da küçüktür. DAG ise 4 metre çapında ve yaklaşık 3170 metre yükseklikte kuruluyor. Teleskop için dizayn edilen ve edilecek alıcılar geniş-açı gökyüzü taramasına uygun olacak şekilde belirlenebilir. DAG’ın gözlem zamanının bir kısmı böyle büyük ve uzun yıllar boyunca tüm Dünya bilim insanlarının başvuru kaynağı olabilecek projelere ayrılabilir.
Yıldız oluşumu
Yıldız oluşum bölgeleri tozludur deriz. Çünkü bu toz zerrecikleri çok önemli bir işlev görür. Evrendeki en bol element olan hidrojen atomlarının birleşip hidrojen molekülü oluşturduğu yerler bu toz zerrelerinin yüzeyidir. Hidrojen molekülleri ise yıldız oluşumunun hammaddesidir. Ve bu toz bulutları yeni doğmuş yıldızlardan aldıkları morötesi ışınım nedeniyle ısınıp kırmızı öte bölgede ışınım yaparlar. İşte DAG ile biz bu bulutları görebileceğiz. Bu sayede yıldız oluşumunu sadece görsel dalgaboyu gözlemleriyle değil kırmızı öte bölgede de inceleme fırsatı bulacağız. Büyük kütleli yıldızların yaşamlarının sonu olan süpernova patlaması ve patlamanın kalıntıları da DAG ile gözlenebilecek. Birçok değişik evrim aşamasındaki yıldızlar da DAG ile gözlenip araştırılabilecektir.
Güneş sistemi cisimleri, kahverengi cüceler ve öte-gezegenler
DAG ile kozmik mahallemiz Güneş Sistemi’ndeki cisimler de incelenebilir. Örneğin Neptün’ün dışında yer alan ve milyarlarca belki trilyonlarca irili ufaklı asteroid ve keşfedilmeyi bekleyen birçok cüce gezegenin yer aldığı Kuiper Kuşağı detaylı olarak gözlenebilir. Yıldız olamamış sönük ve çok uzun süre yaşayabilen cisimler olan kahverengi cüceler araştırılarak yıldız evrimi hakkında önemli sorulara yanıtlar bulunabilir. DAG büyük ihtimalle birçok yeni kahverengi cüce keşfedecektir. DAG’ın duyarlı olacağı J, H ve K bantlarında (1.2 – 2.2 mikron arası) kahverengi cüce keşfi yapılabilir. Diğer yandan 400 milyar yıldız olduğunu düşündüğümüz galaksimiz Samanyolu içerisinde yaklaşık 1 trilyon öte-gezegen olabilir. DAG başka yıldızlar etrafında dolanan bu gezegenlerin duyarlı tayflarını elde edebilir.
Kuazarlar ve kara delikler
Kuazarlar etrafında gaz diski olan süper kütleli kara delikler içerirler. Samanyolu gibi bir galaksinin ışınım gücünün binlerce katı bir ışınım gücüne sahip olabilen kuazarlar bu özelliklerinden dolayı evrenin en derin bölgelerinden bile görülebilirler. Örneğin 2011 yılında bizden milyarlarca ışık yılı ötede evren henüz 700 milyon yıl yaşındayken oluşmuş bir kuazar keşfedildi. Bu keşif İngilizlerin 3.8 metrelik kırmızı öte teleskobu ile yapıldı. Böyle keşifler DAG ile de yapılabilir, yapılacaktır.
DAG için düşünülen odak düzlemi aygıtları ve önemi hakkındaki bilgileri DAG projesi bilim kurulu üyesi İstanbul Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü öğretim üyesi Yrd. Doç. Dr. Sinan Aliş şöyle aktardı.
Ülkemiz astronom ve astrofizikçilerinin heyecanla beklediği DAG Projesi tüm hızıyla devam ediyor. 2020 yılında çalışmaya başlamasını beklediğimiz teleskop ülkemizin en büyük ve ilk kırmızı öte teleskobu olacak. Ancak DAG teleskobunun özellikleri yalnızca bunlarla sınırlı değil. Astronomların kullandığı gözlem tekniklerinin başında ışıkölçüm ve tayfölçüm gelmektedir. Işıkölçüm basitçe; gökcisimlerinden gelen ışığın şiddetinin ölçümü ve bunun zamanla değişip değişmediğinin belirlenmesine dayanır. Tayfölçüm ise gelen ışığın dalgaboylarına ayrılması ve ayrıntılı bir şekilde gökcisminin kimyasal yapısının ortaya konabilmesini sağlar.
DAG için optik bölgedeki alıcılar 3000 - 10000 Angström dalgaboyu aralığında tasarlanırken, yakın kırmızı öte bölge alıcılarımızın çalışma aralığı 9000 - 25000 Angström olacak. Bu iki bölgede kullanılan alıcı teknolojileri farklı olduğu için tek bir alette bu iki bölgeyi birleştirmek mümkün olamıyor. Dünyadaki bazı teleskoplarda böylesi aletler var ancak bu türden bir karmaşıklık teleskobun çalışma performansını düşürebiliyor. O nedenle, DAG teleskobu için elde etmeyi düşündüğümüz odak düzlemi aygıtları belirli görevlere adanmış olacak.
Bu aygıtlardan optik bölgede çalışacak olan görüntüleyici-tayfçeker ülkemizde daha önce benzeri bulunmayan özelliklere sahip olacak. Bunların başında en önemlisi tayfçekerin MOS adı verilen çoklu-cisim tayfölçümü yapabilme yeteneği geliyor. Bu yetenek, aynı anda birden fazla gök cisminin tayfını alabilmeyi sağlıyor. Bu da, teleskobun çok daha verimli kullanılabilmesini ve daha fazla sayıda gök cismini inceleyebileceğimiz anlamına geliyor.
Şekil 1. DAG teleskobunun tayfçekerinde de olacak MOS özelliğinin en önemli kısmı. Tayfı alınacak gök cisimleri için gerekli düzenlemeler robot kollar yardımıyla ayarlanıyor. Her bir fiber kablo gökcismine karşılık gelecek şekilde robotik olarak konumlandırılıyor.
DAG teleskobunun optik tasarımı adaptif optik (AO) uygulamalarına yönelik olarak yapıldı. Teleskobun ilk ışığı ile birlikte bir AO sistemi de devreye girecek. AO sistemlerinin özellikle kırmızı öte bölgede etkin olması nedeniyle, DAG teleskobu için düşündüğümüz kırmızı öte bölge görüntüleyici ve tayfçekerin AO sistemi arkasına yerleştirilmesine karar verildi. Bu sayede yakın-kırmızı öte bölgede elde edeceğimiz veriler uzaydan yapılan gözlemlere denk olabilecek. Özellikle Erzurum'un kuru havası ve gözlemevi yerleşkesinin yüksekliği de göz önüne alındığında, Kuzey Yarımküre'de Hawaii'deki gözlemevlerinden sonra en kaliteli kırmızı öte gözlemleri DAG ile yapılacak diyebiliriz.
Kalkınma Bakanlığı destekli DAG ve DAG-ODA projelerimiz Atatürk Üniversitesi koordinatörlüğünde devam ediyor. Atatürk Üniversitesi Astrofizik Araştırma ve Uygulama Merkezi (ATASAM) tarafından yönetilen projelere farklı üniversitelerden araştırmacılar katkı veriyorlar. Özellikle DAG-ODA olarak adlandırdığımız "Doğu Anadolu Gözlemevi Odak Düzlemi Aygıtları ve Adaptif Optik Sistemi" projemiz 4 üniversitenin işbirliği ile yürütülüyor. Başta Atatürk Üniversitesi olmak üzere, İstanbul Üniversitesi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi ve FMV Işık Üniversitesi bu projenin ortaklarından.
Şekil 2. DAG teleskobunun mekanik tasarımı. Nasmyth platformlar teleskobun yanlarında görülmektedir.
DAG teleskobu iki adet Nasmyth odağa sahip bir teleskop olacak. Bu odaklar teleskobun yanlarında mekanik aksamına sabit bir şekilde bağlı olan platformlarda oluşacak. Teleskop için düşünülen odak düzlemi aygıtları bu Nasmyth platformlarında olacaklar. Yapılan tasarım, bu platformların her birinde 2-3 aygıt bulunabilecek şekilde. DAG-ODA projesinde Avrupa, ABD ve Avustralya ile yakın işbirliği içerisindeyiz. Kalkınma Bakanlığı desteği ile temin edeceğimiz aygıtlar dışında, bilimsel işbirliği karşılığında gelecek odak düzlemi aygıt tekliflerini de değerlendiriyoruz. Nasmyth platformlarındaki geniş alan sayesinde teleskoba birçok bilimsel alet takılı olabilecek. Bu da astronomlara geniş yelpazede bir seçenek sunulması anlamına geliyor.
Görüldüğü gibi DAG hem dizaynı hem de odak düzlemi aygıtlarıyla Dünya standartlarında teleskoba sahip bir gözlemevi olacak. Tüm bunlarla birlikte DAG diğer dalgaboylarında gözlem yapan Dünya’daki diğer tüm teleskoplarla alınmış veriler için bir ilave bilgi niteliği de taşıyacak. Eğer bir gök cisminin sadece görsel dalgaboylarındaki özelliklerini biliyorsanız bu o gök cisminin tüm doğasını anlayabilmek için sadece bir ipucuna sahip olduğunuz anlamına gelir. Eğer o gök cisminin kırmızı öte, mm, radyo, x-ışın veya diğer başka dalga boylarındaki verilerine de sahipseniz o cisim hakkında çok daha fazla bilgiye sahipsiniz demektir. Evrene farklı bir dalga boyunda bakarsanız onun farklı bir yüzünü görürsünüz. O nedenle DAG teleskobu kırmızı öte dalgaboylarında gözlem yaparak hem ülkemiz astronomları için yeni çalışma alanları açacaktır hem de uzun yıllar devam eden görsel dalgaboyundaki bilgimize inanılmaz katkılar sağlayacaktır. Elbette DAG uluslararası bilim camiasıyla ülkemizdeki bilim insanlarının daha kapsamlı bir şekilde kaynaşmasına da vesile olacaktır.
DAG projesinin genel hatlarıyla son durumu hakkındaki bilgileri ise Atatürk Üniversitesi Astrofizik Araştırma ve Uygulama Merkezi (ATASAM) müdürü ve DAG projesi yürütücüsü Doç. Dr. Cahit Yeşilyaprak’tan alıyoruz.
3170 metre rakımlı DAG yerleşkesi olan Erzurum/Konaklı - Karakaya Tepeleri'nde altyapının %80'i (yol, su, elektrik, fiber internet, sismik aletler gibi) tamamlandı ve bu sene itibariyle de kalan kısımlar tamamlanacak. Gözlemevi binası inşaatı geçen sene başladı ve erken gelen kar ve soğuk hava şartları nedeniyle bu seneye uzadı. Kalan inşaat kısmı da 1 Temmuz'da bitirilecek şekilde planlandı.
Teleskobun mekanik ve optik parçalarının üretimine 2016'da başlandı. Mekanik sistemler İtalya'da, optik parçalar ise Belçika'da üretilmektedir. 4 m çaplı aynamızın üretimi tamamlanmış ve kaplanmak üzere Rusya'ya gönderilmiştir. Teleskobun ve gözlemevinin yazılımları içinde çalışmalar sürmektedir ve yerli olarak üretilecektir. Bu konudaki çalışmalarda teleskop ve kubbe firmalarıyla birlikte eşzamanlı olarak devam etmektedir. Kubbemizin de fiziksel parçaları üretilmiş ve ilk montajına bu yaz başlanacaktır. Önümüzdeki yıl itibariyle de hem kubbe hem de bina tamamlanmış olacak ve teleskop parçalarının montajına başlanacaktır. DAG teleskobunun ilk ışığının, 2019 yılında yapılacak testler sonrası 2020 yılı başında alınması planlanmıştır.
Gözlemsel aygıtlar için sunduğumuz projemiz de kabul edilmiş ve ilgili bütçe yıllara dağıtılarak sağlanmıştır. Optiksel bu aygıtlar için bilimsel gerekçeler hazırlanmış ve bu yıl içinde ihalesine çıkılacaktır. Hem görsel hem de yakın kırmızı öte (< 3 mikron) bölgeye duyarlı görüntüleme ve tayfölçerlerin olduğu birkaç ekipman birden planlanmıştır.
Teleskobumuzun ayrıca sahip olduğu en önemli özelliklerinden birisi olan Adaptif Optik sisteminin de yerli üretimine bu yıl başlanacaktır ve 2019 yılında teslim edilecek şekilde planlaması yapılmış, sözleşmeler imzalanmıştır.
Şekil 3. Üretimi tamamlanmış DAG'ın 4 metre çapındaki aynası. Ayna kaplanmak üzere Rusya'ya gönderildi.
2019-2020 yılında ilk ışığı alacak olan DAG çalışmaya başladıktan sonra onun gerçek gücünü daha iyi göreceğiz. Kesinlikle birçok keşfe imza atacak duyarlılık ve donanımda olacak bu teleskop ile ülkemizin bilim dünyasındaki yeri ciddi anlamda yükselecektir.
Kalkınma Bakanlığı'nın ve Atatürk Üniversitesi'nin desteğiyle Atatürk Üniversitesi bünyesindeki Astrofizik Araştırma ve Uygulama Merkezi - ATASAM tarafından yürütülen DAG Projesi'ne destek veren bu kurumlarımıza ve kişisel desteğini esirmeyen Atatürk Üniversitesi Rektörü Prof. Dr. Ömer Çomaklı hocamıza teşekkür ediyoruz. Proje hakkındaki tüm genel ve güncel bilgilere dag.atauni.edu.tr adresinden ulaşabilirsiniz.