Geceleri gökyüzüne bir anlığına baktığımızda, parlaklıkları birbirinden farklı olan yıldızları görürüz. Gözlem süremiz uzarsa -Güneşin doğup batışı gibi- yıldızların gökyüzünde yer değiştirir gibi göründüklerini kolaylıkla fark ederiz. Dünya’nın kendi ekseni etrafındaki dönüşünün yansıması olan bu günlük yer değiştirme, gerçek değil “görünür hareket” olarak nitelendirilir. Yani yıldızların hareketleri görünür ve gerçek olarak ikiye ayrılır. Günlük görünür hareket, gökyüzünde ışıldayan yıldızların belirli bir eksen etrafında dönmesi olarak tarif edilebilir. Karanlık bir bölgede(banliyö) gece gökyüzünü izlerseniz takımyıldızların bu gerçek olmayan yer değiştirmesine tanıklık edebilirsiniz. Takımyıldızların şekli değişmez ve biz aynı desenin hareketini gözleriz.
Bu desenlerin kısa zamanda değişmemesi, insanlığın onları kullanarak gökyüzünü haritalamasını ve daha kolay öğrenmesini sağlamıştır.
Takımyıldız hareketleri
Günlük görünür hareket, astrofotoğrafçılar için de çok güzel bir fırsattır. Yarım saat civarındaki poz süreleriyle çekilen fotoğraflarda kolaylıkla görülebilen ve ölçülebilen yay biçimli yıldız izleri Dünya’nin dönüşünü kanıtlamaktadır.
Merkez yakınında Kutup Yıldızının olduğu iç içe geçmiş çemberlerin yay parçalarını oluşturan yıldız izleri, gözlem yaptığımız konumda hiç batmayan yıldızlar ile gökyüzünde o tarihte uzun ve kısa süre gözlenebilecek yıldızları gösteriyor. Gök kürede dünyanın dönme ekseninden uzak olan yıldızlar daha büyük çemberler (çemberin bir bolümü ufkun altına iner ve dolayısıyla görünmez ki bu yıldızın gözlemlenemediği bölüme karşılık gelir) çizerken Kutup Yıldızı civarındaki yıldızlar onun etrafında çok daha küçük çemberler çizerler.
Dünya’nın Güneş etrafındaki dönüşü sırasında devasa bir yörüngede hareket etmesinin sonucu olarak- görünür hareket kapsamına giren bazı etkilerle karşılaşırız. Bu hareketin en kolay takip edilebilen yansıması, gece gökyüzünde farklı mevsimlerde farklı yıldız ve takımyıldızların gözlenmesidir. Bu büyük yörüngedeki hareket, gökbilimciler tarafından yıldızların uzaklıklarını ölçmek için kullanılıyor. Özellikle yakın yıldızlar için daha kolay ölçülebilen bu hareketi şu örnekle açıklayabiliriz: Bir futbol sahasının etrafinda tur atarken uzak bir binaya baktığımızı düşünelim. Bu bina, siz tur atarken konum değiştiriyor gibi görünecektir. Dünya Güneş etrafında dolanırken bizler aynı yıldıza yörüngenin iki uç noktasından (yaklaşık 300 milyon km) baktığımızda benzer bir durumla karşılaşırız. Sanki yıldız hareket ediyormuş gibi görürüz. Bu tür gözlemler yıldızların ıraklık açısını (yıldızın gökkürede altı ay ara ile gözlendiği doğrultular arasındaki açı) ve dolayısıyla uzaklığını ölçmede kullanılıyor. Dünya’nın dönme ve dolanmasının yansıması olan ve geç gökbilimi kuramlarının ortaya atılmasına da yol açan görünür hareketin etkilerini açıkladıktan sonra yıldızların gerçekte nasıl hareket ettiklerine bakalım.
Yıldızların gerçekteki hareketlerinden iki tanesi öne çıkar: kendi etrafındaki dönme hareketi ve bağlı olduğu kütle merkez(ler)i etrafındaki dolanma hareketi. Güneş ve birkaç süper dev yıldız dışındaki yıldızların tamamına yakını en büyük teleskoplarla dahi nokta ışık kaynağı olarak gözlendiklerinden dönme hareketini ölçmek için farklı yollara başvurulur. Bu arada yıldızların katı cisim değil dev sıcak plazma(ateş) küreleri olduğunu hatırlatalım. Yani yıldızlar birer ateş topudur. Örneğin Güneş’in dönme hareketini gözleyip ölçmenin en kolay yollarından biri yüzeyinde ortaya çıkan soğuk lekelerin izlenmesidir. Yıldızlarda dönme hızları genellikle onların teleskoplar yardımıyla alınan tayflarında ortaya çıkan soğurma çizgilerinin analizlerinden ölçülebiliyor. Küçük kütleli soğuk yıldızların kendi etraflarındaki dönme hızları saniyede birkaç km iken büyük kütleli ve sıcak yıldızlarda ise dönme hızı saniyede 200 km’yi aşabilir. Bu arada yıldızların yaşlandıkça dönme hızlarının azaldığını da belirtelim…
Yıldızlar bağlı bulundukları gökadanın kütle merkezi etrafında galaktik yörüngelerde dolanırlar. Onların gözlenen gerçek hareketlerinin öne çıkan kaynaklarından biri de budur. Bunun dışında, çoklu yıldız sisteminin üyesi olan yıldızlar aynı zamanda bu sistemin ortak kütle merkezi etrafında da hareket ederler. Bu hareketler, galaktik yörünge hareketinin yanında oldukça kısa dönemlidir. Yıldızların Güneş ve Güneş Sistemi’ne göre ortaya çıkan galaktik yörünge üzerindeki hareketleri “öz hareket” olarak adlandırılır.
Güneş’in gerçek hareketinin ana kaynağı, gökadamızın kütle merkezi etrafında saniyede 220-230 km hızla çembere yakın bir yörüngede 225-250 milyon yılda (bu zamana “galaktik yıl” denir) bir tur atmasıdır. Diğer yıldızların da bu hareketleri sonucunda gökyüzünde çok küçük de olsa yer değiştirmesi onların gerçek hareketlerinin karşılığıdır.
Yıldızların Güneş’e göre konumlarındaki değişimler ölçülerek onların “öz hareketleri” belirlenmeye çalışılıyor. Bununla birlikte, yıldızların gökküredeki yer değiştirmeleri çok küçük olduğundan konum değişimlerini belirlemek güçtür. Örneğin, çıplak gözle gözlenebilen yıldızlar içerisinden 61 Cygni A (görsel parlaklığı 5,2 kadir) en büyük öz harekete sahiptir ve onun konumundaki değişim yılda sadece 5,281 açı saniyesidir. Günümüze kadar yapılan ölçümler, en büyük öz harekete sahip yıldızın “Barnard Yıldızı” olduğunu gösteriyor. Bu yıldızın yılda 10,3 açı saniyesi yer değiştirdiği biliniyor. Bu değer, yıldızın gök kürede 174 yılda dolunayın çapı kadar yer değiştirmesi anlamına geliyor. Bu arada, Barnard yıldızının Güneş ve Alpha Centauri yıldız sisteminden sonra bilinen en yakın yıldız (yaklaşık 6 ışık yılı uzaklığında) olduğunu da hatırlatalım. Bu bilgiler, yıldızların gerçek hareketlerinin kısa zaman ölçeğinde çıplak gözle fark edilmeyecek kadar küçük olduğunu gösteriyor. Öte yandan, takımyıldızları oluşturan yıldızların birbirine çekimsel olarak bağlı olmadığını ve gökada içinde çok farklı uzaklıklarda bulunduklarını biliyoruz. Bu durumda, bir takımyıldızdaki yıldızların her birinin farklı öz hareketlere sahip olduğunu düşünürsek çok ama çok uzun yıllar sonra (fark edilecek kadar değişim için binlerce yıl geçmesi gerekiyor) takımyıldız şekillerinin de değişeceğini söyleyebiliriz.
Yıldızların konumlarındaki değişimler onların uzay hızları hakkında da bilgi veriyor. Yıldızların uzay hızları, onların dikine veya radyal hızı (yıldızın bizi bakış doğrultumuzdaki hızı) ve teğetsel (bakış doğrultumuza dik hız bileşeni) hız vektörlerinin bileşkesidir. Uzay hızını belirlemek için yıldızların öz hareket bilgilerine, radyal hızlarına ve uzaklıklarına ihtiyaç vardır. Yıldızların kinematik davranışlarını belirlemek için uzay hızları en önemli değişkenlerdendir. Kinematik bilgiler, yıldızların küme üyesi olup olmadıklarını araştırmada önemlidir. Bununla birlikte, yıldızların yaş aralıkları ile kimyasal bollukları konusunda da tahmin yapmamızı sağlar. Kinematik davranışlar, büyük öz harekete sahip yıldızları belirleyerek bu hareketlerinin kaynağını araştırmada da kullanılıyor. Örneğin, bu yöntemlerle “kaçan yıldızlar” ve onların kaynakları da (süpernova patlamaları vb.) araştırılıyor.
Son yıllarda, uydu gözlemleri sayesinde yıldızların öz hareketleri büyük hassasiyetle ölçülebiliyor. Hipparcos Uydusu ile yoğun ve hassas şekilde hızlanan bu ölçümler, şu anda aktif olarak çalışan Gaia Uydusu ile çok daha hassas olarak devam ediyor. 2020 yılı sonunda Gaia Uydusu’nun ölçümleri kullanılarak neredeyse 1,5 milyar yıldızın konum ölçümleri ve ıraksım açıları (veya uzaklıkları) yayınlandı ve gökadamız içindeki adresleri büyük bir hassasiyetle tespit edilmiş oldu. Böylece, gökadamızdaki(Samanyolu,) çok sayıda yıldızın öz hareketi ve uzaklık bilgilerine sahip olduk. Bu bilgiler, yıldızların bazı temel özelliklerinin belirlenmesine veya test edilmesine olanak sağlarken gökadamızın yapı ve dinamiğinin anlaşılması açısından da önemlidir. Tam 40.000 yıldızın Gaia uydu verileri kullanılarak hesaplanan gelecek 1,6 milyon yıl içindeki öz hareketlerini izlemek için dokunun
Gece gökyüzünde yıldızların görünür hareketine şahit oluyoruz. Kısa sürede bizi kendine bağlayan ve güzel fotoğraflara konu olan bu hareketin gerçek olmadığının farkında olarak gözlem yapmak gök küreyi daha iyi tanımamızı sağlar. Onların gerçek hareketlerini anlamak için çok hassas gözlemler gerekmektedir. Görünen de gerçek de bize farklı bilgiler sağlıyor. Bilgiye ulaşmak, görünen ve gerçeği ayırmak için izlemeye, gözlemeye ve araştırma ya devam etmek gerekiyor. İyi gözlemler dileğiyle 🙂