Bir spot ışığında yakalanan kırık cam parçaları gibi, yıldızlar gece gökyüzünde aldatıcı pasif görünürler. Yıldız yüzey sıcaklıkları 50.000 santigrat dereceye ulaşabilir - Güneşimizden on kat daha sıcak - ve birkaçında bir milyon dereceye ulaşabilir! Bir yıldız içindeki ısı, tipik olarak birkaç milyon dereceyi aşan daha yüksek seviyelere ulaşır - atom çekirdeklerini parçalamak ve bunları yeni madde türlerine dönüştürmek için yeterlidir. Sıradan bakışlarımız sadece bu aşırı koşulları açığa vurmakla kalmaz, aynı zamanda var olan muazzam yıldız çeşitlerini de ima eder. Yıldızlar çiftler, üçüzler ve dörtlü olarak düzenlenmiştir. Bazıları Dünya'dan daha küçük, diğerleri ise tüm güneş sistemimizden daha büyüktür. Bununla birlikte, en yakın yıldız bile 26 trilyon mil uzak olduğu için, eşlik eden resim de dahil olmak üzere onlar hakkında bildiğimiz hemen hemen her şey sadece ışıklarından toplandı.
Bugün teknolojimiz, birkaç bin yıldan daha kısa süren bir gidiş-dönüş transit süresi içinde en yakın yıldıza bile bir insan veya robot gönderememektedir. Bu nedenle, yıldızlar fiziksel olarak erişilemez durumda kalırlar ve yıllar boyunca uzay tahrikinde eşi görülmemiş bir atılım olmadan gelirler. Ancak, dağı ziyaret etmek pratik olmasa da, bize yıldız ışığı şeklinde gönderilen dağ kısımlarını incelemek mümkün olmuştur. Yıldızlar hakkında bildiğimiz hemen hemen her şey spektroskopi olarak bilinen bir tekniğe dayanmaktadır - ışığın ve diğer radyasyon formlarının analizi.
Spektroskopinin başlangıcı on yedinci yüzyıl İngiliz matematikçisi ve bilim adamı Isaac Newton'dan geliyor. Newton, Rene Descartes gibi önceki düşünürler tarafından önerilen beyaz ışığın gökkuşağının tüm renklerini tuttuğu o zaman garip bir kavramla ilgilendi. 1666'da Newton cam bir prizma, pencere kepenklerinden birinde küçük bir delik ve odanın beyaz duvarını denedi. Delikten gelen ışık prizma içinden geçerken, sanki sihirmiş gibi, hafifçe örtüşen renklerin bir dizisine yayıldı: kırmızıdan menekşe. Bunu, ilk olarak Latince görünen kelime olan bir spektrum olarak tanımlayan ilk kişiydi.
Astronomi, Newton’un keşfini hemen dahil etmedi. On sekizinci yüzyıla kadar, gökbilimciler yıldızların sadece gezegenlerin hareketi için bir zemin olduğunu düşündüler. Bunun bir kısmı, bilimin uzak mesafeleri nedeniyle yıldızların gerçek fiziksel doğasını anlayabildiği yaygın inançsızlığa dayanıyordu. Ancak bunların hepsi Joseph Fraunhofer adında bir Alman gözlükçü tarafından değiştirildi.
Bir Münih optik firmasına katıldıktan beş yıl sonra, daha sonra 24 yaşında olan Fraunhofer, cam yapımı, lens taşlama ve tasarım becerisi nedeniyle ortak oldu. Teleskoplarda ve diğer enstrümanlarda kullanılan ideal lensler peşinde koşması onu spektroskopi ile denemeye yönlendirdi. 1814'te bir anket teleskopu kurdu, arasına bir prizma taktı ve küçük bir güneş ışığı yarışı, daha sonra ortaya çıkan spektrumu gözlemlemek için merceğe baktı. Beklediği gibi bir renk yayılımı gözlemledi, ancak başka bir şey gördü - renklerin geri kalanından daha koyu olan ve bazıları neredeyse siyah görünen neredeyse sayısız güçlü ve zayıf dikey çizgi. Bu karanlık çizgiler daha sonra Fraunhofer soğurma çizgileri olarak her fizik öğrencisine tanıdık gelecektir. Newton muhtemelen onları görmemişti, çünkü denemesinde kullanılan delik Fraunhofer'ın yarığından daha büyüktü.
Bu çizgilerden etkilenen ve enstrümanlarının eser olmadığından emin olan Fraunhofer bunları dikkatle inceledi. Zamanla 600'den fazla çizgiyi haritaladı (bugün yaklaşık 20.000 var), sonra dikkatini Ay'a ve en yakın gezegenlere çevirdi. Çizgilerin aynı olduğunu buldu ve bunun ay ve gezegenlerin güneş ışığını yansıttığı sonucuna vardı. Sonra Sirius'u inceledi ama yıldızın spektrumunun farklı bir deseni olduğunu buldu. Daha sonra gözlemlediği her yıldız, her birini parmak izi gibi birbirinden ayıran benzersiz bir karanlık dikey çizgi setine sahipti. Bu işlem sırasında, prizma yerine kullanılabilecek kırınım ızgarası olarak bilinen bir cihazı büyük ölçüde geliştirdi. Geliştirilmiş ızgarası, bir prizmadan çok daha ayrıntılı spektrumlar verdi ve karanlık çizgilerin haritaları oluşturmasını mümkün kıldı.
Fraunhofer, bir gaz alevi ışığını gözlemleyerek ve ortaya çıkan spektral çizgileri belirleyerek spektroskoplarını - daha sonradan ifade edilen bir terim - test etti. Bununla birlikte, bu çizgiler karanlık değildi - parlaktılar çünkü akkor ısıtılmış bir malzemeden kaynaklandılar. Fraunhofer, güneş spektrumundaki bir çift karanlık çizginin pozisyonları arasındaki tesadüfünü laboratuvar alevlerinden bir çift parlak çizgi ile kaydetti ve karanlık çizgilerin, sanki Güneş (ve diğer yıldızlar) dar renk çizgileri spektrumlarını soydular.
Karanlık çizgilerin gizemi, Gustav Kirchhoff ve Robert Bunsen'in yandığında kimyasal malzemeleri renklerine göre tanımlamak için deneyler yaptıkları 1859 yılına kadar çözülmedi. Kirchhoff, Bunsen'in bir ayrım yapmak için en net yöntem olarak bir spektroskop kullandığını ve kısa süre sonra her kimyasal elementin benzersiz bir spektruma sahip olduğu ortaya çıktı. Örneğin, Sodyum ilk olarak birkaç yıl önce Fraunhofer tarafından tespit edilen hatları üretti.
Kirchhoff, güneş ve yıldız spektrumlarındaki karanlık çizgileri doğru bir şekilde anlamaya devam etti: Güneş'ten gelen bir ışık veya bir yıldız, daha soğuk bir gaz atmosferinden geçer. Sodyum buharı gibi bu gazlar karakteristik dalga boylarını ışıktan emer ve ilk olarak o yüzyılın başlarında Fraunhofer tarafından tespit edilen karanlık çizgileri üretir. Bu kozmik kimya kodunun kilidini açtı.
Kirchoff daha sonra sadece sodyum değil demir, kalsiyum, magnezyum, nikel ve kromu tanımlayarak güneş atmosferinin bileşimini deşifre etti. Birkaç yıl sonra, 1895'te, güneş tutulması gören gökbilimciler, henüz helyumda bulunmayan bir elementin spektral çizgilerini doğrulayacaklardı.
Dedektiflik çalışmaları devam ederken, gökbilimciler spektroskoplarla inceledikleri radyasyonun, bilindik görünür renklerin ötesinde, gözlerimizin algılayamadığı elektromanyetik bölgelere yayıldığını keşfetti. Bugün, profesyonel gökbilimcilerin dikkatini çeken çalışmaların çoğu, derin uzay nesnelerinin görsel özellikleriyle değil, spektrumlarının doğasıyla ilgilidir. Örneğin, yeni bulunan ekstra güneş gezegenlerinin neredeyse tamamı, ana yıldızlarının çevresinde yörüngeye giren yıldız spektrum değişimlerini analiz ederek keşfedildi.
Dünyayı son derece uzak yerlerde gösteren muazzam teleskoplar nadiren bir mercekle kullanılır ve nadiren bu tartışmaya dahil olan fotoğraflar çeker. Bu aletlerin bazılarının 30 feet'ten fazla ayna çapları vardır ve diğerleri hala tasarım ve finansman aşamalarında, 100 metreyi aşan hafif toplama yüzeylerine sahip olabilir! Genel olarak, hepsi, var olan ve çizim tahtasında bulunanlar, sofistike spektroskoplar kullanarak topladıkları ışığı toplamak ve incelemek için optimize edilmiştir.
Şu anda, burada bulunan gibi en güzel derin uzay görüntülerinin çoğu, derin uzayda sürüklenen nesnelerin güzelliğine çekilen yetenekli amatör astronomlar tarafından üretilmektedir. Hassas dijital kameralarla ve oldukça hassas ama mütevazı boyutta optik enstrümanlarla donatılmış, dünya çapında tutkularını paylaşan insanlara ilham kaynağı olmaya devam ediyorlar.
Sağ üstteki renkli resim Dan Kowal tarafından bu yılın Ağustos ayında özel gözlemevinden üretildi. Kuzey takımyıldızı Cygnus yönünde bir sahne sunar. Bu karmaşık moleküler hidrojen ve toz kütlesi Dünya'dan yaklaşık 4.000 ışıkyılı uzaklıktadır. Bu bulutsunun ana kısmında görülen ışığın çoğu, merkezinin yakınındaki devasa parlak yıldız tarafından üretilir. Geniş açılı, uzun pozlama fotoğrafları, bulutsunun çok geniş olduğunu ortaya koyuyor - esasen yıldızlararası tozun geniş bir nehri.
Bu resim altı inçlik aporomatik refraktör ve 3,5 mega piksel astronomik kamera ile üretildi. Görüntü yaklaşık 13 saatlik pozlamayı temsil eder.
Paylaşmak istediğiniz fotoğraflarınız var mı? Onları Space Magazine astrofotografi forumuna gönderin veya e-posta ile gönderin, Space Magazine'de bir tane öne çıkarabiliriz.
Yazan R. Jay GaBany
