Amatör astronomi ile ilgilenen herkesin bilmesi gereken ya da popüler bilime meraklı okuyucular için faydalı olabilecek bir bilgide teleskopların nasıl çalıştığıdır. BBC Science tarafından soru cevap şeklinde hazırlanan makalenin faydalı olacağını umuyorum.

Çok uzakları görmekte niçin gözlerimiz çok iyi değildir?

İnsan gözü çok uzakları görebilir. Dünyamızdan 2.5 milyon ışık yılı uzaklıkta olan Andromeda Galaksisi bile ışık kirliliğinden uzak olan bir yerden çıplak gözle görülebilir. Ancak olağanüstü büyüklükte olan bu kütle gökyüzünde son derece ufak ve silik bir nokta olarak bize görünür. Dolayısıyla, bir cisim bizden ne kadar uzak ise onu görmenin o kadar zor olduğu, son derece anlaşılabilir bir şeydir. İşte bu yüzden teleskoplar, içinde yaşadığımız evreni keşfetmek için son derece önemli cihazlardır.Bir cisim giderek uzaklaşsa dahi, ışıkları gözümüze ulaşacaktır. Gelen görüntü retinamızda az yer kaplayacak ve bu da imajın daha küçük olmasına neden olacaktır. Bu yüzden de detayları görmek zorlaşacaktır.

Büyük lensler daha büyük görüntü almamıza mı imkan verir?

Uzak bir cismi daha parlak ve büyük yapmak için, daha fazla ışık toplayabileceğimiz daha büyük bir göze ihtiyacımız vardır. Bu daha fazla ışık ile, görüntü daha parlak hala getirebilir ve böylece, görüntünün retinamızda daha fazla yer kaplayacak şekilde büyümesini sağlayabiliriz. Teleskoptaki büyük lensler (objektif lens), gözümüzün uzak bir cisimden gelen ışığı toplandığından daha fazla ışığı, teleskop içindeki bir noktada (odak noktası) toplar ve odaklar. Daha küçük lensler (göz merceği), odak noktasından gelen ışığı daha parlak hale getirir ve retinamıza gelen görüntüyü büyütür.

Bir teleskobun ışık toplama kapasitesi, gökyüzündeki küçük bir alandan ışığı toplamak ve odaklamak için kullanılan, objektif lensin büyüklüğüne bağlıdır. Göze mercekleri ise, eğer gözlük kullanıyorsanız, şu anda okuduğunuz bu sayfadaki kelimeleri büyüten gözlük camları gibi, objektif lensler tarafından toplanan ışığı büyüten merceklerdir.  Ancak bir teleskobun performansı neredeyse, obejktif lensin ya da optik aletin çapı – diyafram açıklığı olarak bilenen (aperture) lensin büyüklüğüne bağlıdır.

Mercekli teleskoplarda yaşanan en büyük problem nedir?

Eğer daha önce prizmada geçen ışığın nasıl büküldüğünü gördüyseniz, mercekli teleskopların lenslerinde yaşanan problem ile ilgili bir fikriniz olabilir. Işığın bükülmesine neden olan şey, camdan geçerken yavaşlamasıdır. Lensler, ışığın farklı şekillerde bükülmesi için mükemmel bir işlemle şekillendirilirler. Ancak bükülen ışığın miktarı, gelen ışığın rengine veya dalga boyuna bağlıdır. Beyaz ışık,  kırmızı ışıktan mor ışığa kadar tüm renklerin bir karışımıdır. Kırmızı ışık en az bükülen, mor ışık ise en fazla bükülen ışıktır. Beyaz ışık, objektif lensin içinden geçtiğinde, farklı renkler farklı açılarda bükülür ve azar azar farklı noktalarda odaklanır. Farklı renkli imajların yanlış hizalanması, koyudan açığa doğru ayrılan parçaların sınırları boyunca meydana getirdiği renk saçılmaları nedeniyle görüntüde bir bulanıklık yaratır.

Teleskoplarda yaşanan bu problem aynalar ile düzeltilebilir mi?

Aynalı teleskoplar, benzer prensipleri kullanarak, uzak cisimleri büyütürler. Fakat lens yerine, eğri bir ayna (birincil ayna), ışığı toplar ve odağa yansıtır. Işık, aynadan geçemeyeceği için, lenslerin neden olduğu sapmanın yarattığı farklı miktarlardaki farklı renklere bükülmez. Küçük bir ayna (ikincil ayna), birincil aynadan gelen ışığı, göz merceğine yansıtmak için, ışığın yolu üzerine yerleştirilir. İkincil ayna, uzak cisminden birincil aynaya gelen ışığı engellememesi için çok küçük olmalıdır.

Lens yerine ayna kullanılmasının bir başka faydası da, büyük aynaları yapmak, büyük lensleri yapmak yerine daha kolay ve ucuz olmasıdır. Aynalı teleskoplar çok daha büyük olabilir ve bu yüzden de uzayın derinliklerine çok daha iyi bakabilir.

Radyo teleskoplar büyük aynalı teleskoplar gibi mi çalışmaktadır?

Radyo dalgaları sadece sevdiğiniz şarkıları dinlediğiniz dalgalar gibi değildir. Bu dalgalar tüm evrende dolaşmaktadırlar.  Gerçekte, insan gözünün göremediği, ışığın özel bir tipidirler. Galaksilerin merkezindeki, yıldızların doğduğu gaz bulutlarından yayılırken bulunabilirler.

Radyo dalgalarının güçlü kaynakların çoğu, normal ışıkta görünmez, bu yüzden radyo dalgalarına baktığımızda bambaşka bir evren resmi görürüz. Güneşimiz ve gezegenlerimiz gibi cisimler dahi, yandaki resimde görülen Jodrell Bank radyo teleskobu ile gözlemlendiğinde bambaşka özellikler gösterir. Radyo dalgaları, aynı zamanda uzak mesafelerde çok daha iyidirler. Böylece, çok uzak mesafelerden normal ışığa göre çok daha net sinyaller alabiliriz. Büyük bir parabolik yansıtıcı, bir aynalı teleskoptaki birincil aynaya benzer. Fakat uzun dalga boyundaki radyo dalgalarını yansıtabilmek için çok daha büyük olmalıdır. Bu dalgalar, daha küçük bir aynaya yansıtılarak arkadaki bir alıcıya görüntüyü iletir. Alıcıdan gelen bu bilgide,bizim görebileceğimiz renkli görüntü oluşturmak için bilgisayarlar tarafından işlenir.

Niçin uzaya bir teleskop koymakla uğraşıyoruz?

Yeryüzünden teleskoplarla yapılan gözlemlerde yaşanan problem, alınan ışığın atmosferimizden geçmesidir. Açık bir gökyüzü gayet geçirgen görünmesine rağmen, ışık havadaki moleküller tarafından dağıtılır. Bu da yıldızların göz kırpmasına neden olan şeydir. Atmosferimiz, aynı zamanda, X ışınları, ultraviyole ve infrared ışıkları gibi belli farklı tip ışıkları engeller. Bu etki yeryüzündeki yaşam için faydalıdır ancak yıldızlardan ve galaksilerden gelen bu tür ışıkları görmemizi engeller.  Bu yüzden de atmosferimiz dışında böyle bir girişimde bulunmak zorundayız. İşte bu nedenle, Hubble teleskobu uzak galaksilerden bize inanılmaz imajlar gönderebiliyor ve bu sayede evrenimizin geçmişini araştırabilmemiz mümkün oluyor.

Yararlanılan Kaynak:  www.bbc.co.uk/science/0/20937803/