Astrofizik
29 Åžubat 2008 – 02:36
Gök cisimlerinin fiziksel yapısını, oluÅŸumunu ve evrimini inceleyen gökbilim dalıdır. Evrende görülen fiziksel koÅŸullar çok çeÅŸitlidir ve fiziksel parametreler laboratuar deneylerinde gerçekleÅŸtirilemeyen aşırı deÄŸerlere ulaÅŸabilir. ÖrneÄŸin yıldızlar arası ortamda madde, laboratuarda gerçekleÅŸtirilebilen en yüksek vakumda elde edilenden daha seyreltik olabilir; nitekim bu ortamda bir santimetre küpte yalnızca bir atom bulunur; bu olgu laboratuarda gözlenemeyen, ”yasak tayf çizgileri” nin oluÅŸumuna yol açar. Öte yandan, uzayda maddenin özgül kütlesi çok büyük deÄŸerlere ulaşır; örneÄŸin beyaz cücelerde cm3 başına birkaç tonu, nötron yıldızlarında cm3 başına birkaç milyar tonu bulabilir; dolayısıyla bu alanda kuantum etkileri baskın bir nitelik kazanır. Ayrıca, evrendeki kütleler dev boyutlar gösterir. GüneÅŸ’in kütlesi Yer’in kütlesinin yaklaşık 300 000 katını, bir gökadanın kütlesi ise, GüneÅŸ’in kütlesinin 100 milyar katını bulur; bu olgu, evrende genel çekim etkileÅŸiminin temel nedenidir, ama Yer’de günlük yaÅŸamımızda yalnızca yerçekimi biçiminde duyulur. Dolayısıyla astrofizik, fizik yasalarının ayrıcalıklı bir uygulama alanını oluÅŸturur; nitekim bu yasaların aşırı koÅŸullarda geçerliliÄŸini ve evrenselliÄŸini inceler; böylece onları geliÅŸtirmeye ve kimi kez deÄŸiÅŸtirmeye çalışır.
AstrofiziÄŸin baÅŸlıca araÅŸtırma yöntemi ise gökcisimlerinden gelen ışınımları incelemektir.Bu amaçla ışınımların yoÄŸunluk ve deÄŸiÅŸimleri belirlenir; dalga boyunun bütün bölgelerindeki ışınlara tayfgözlemsel çözümleme uygulanır. ÖrneÄŸin görünür ve radyoelektrik ışınımlar Yer’ den algılanarak; kızıl ötesi, mor ötesi, X ve gama ışınları, ise uzay gözlemlerinden yararlanılarak çözümlenir. Astrofizik çoÄŸunlukla yüksek enerji ve alçak enerji astrofiziÄŸi biçiminde ikiye ayrılır. Yüksek enerji astrofiziÄŸi gök cisimlerinin gama, X ve morötesi ışınlarıyla ilgilenir; alçak enerji astrofiziÄŸi de, gökcisimlerinin görünür, kızıl ötesi ve radyoelektrik ışınlarını inceler. Kuramsal astrofizik, gözlemlerini fizik yasaları yardımıyla yorumlayarak gök cisimlerinin fiziksel parametrelerini (örneÄŸin, sıcaklık, yoÄŸunluk, kimyasal bileÅŸim, boyut, hareket) ve bu parametrelerin zaman içindeki geliÅŸimlerini saptamaya yarayan modeller oluÅŸturur. Bu modellerin geçerliliÄŸi, kuramsal tahminlerle gözlem verileri karşılaÅŸtırılarak denenir. Aynı yöntem evrenin yapısını, evrimini bir bütün olarak incelemek için de uygulanır ve bu inceleme astrofiziÄŸin, evrenbilim adı verilen dalını oluÅŸturur.
Astrofiziğin Buluşları
Astrofizik, gökcisimlerinin görünür ışınımını incelemede uygulanan tayfgözlemin ve fotoÄŸrafçılığın bulunuÅŸuyla XIX. yy. ortalarında doÄŸdu.1945′ten sonra, gökcisimlerinin radyoelektrik ışınımını çözümleyen radyoastronominin ortaya çıkışıyla geliÅŸti. Son yıllarda yapılan uzay gözlemleri astrofiziÄŸin, kızıl ötesi, mor ötesi, X-ışını ve -ışını bölgelerine el atmasını saÄŸladı. Bu tür dalga boylarının tayfına baÅŸvurularak yapılan gökbilim gözlemi temel araÅŸtırma yöntemini oluÅŸturdu. Bu gözlem yeni gökcisimlerinin bulunmasını ve yalnız görünür ışığın ilettiÄŸi bilgi ÅŸifresini çözerek elde edilemeyen gizli kalmış fiziksel olayların açığa çıkmasını saÄŸladı. Nitekim, radyoastronomi gözlemleri, yıldızlararası moleküllerin, pulsarların bulunmasına ve gökadamızın sarmal yapısının saptanmasına olanak verdi. Kızılaltı gökbilimi yıldızlararası ortamda oluÅŸum halindeki yıldızları görmemizi ve tozların önemini belirlememizi saÄŸladı. Gökadamızın merkezindeki yıldızlar ancak kızılaltı tayfıyla görülebildi. Çok sıcak yıldızlar, temel ışınım olarak morötesi ışınları yayar; dolayısıyla morötesi tayfıyla yapılan gözlemler yıldız rüzgarı olaylarını, sıcak yıldızlarla yıldızlararası ortam arasındaki kütle alışveriÅŸlerini ortaya koydu. Zayıf duyarlık eÅŸiklerine ulaÅŸmak için gerçekleÅŸtirilen atılımlar, morötesi alanda, çok uzak gök cisimlerinin tayfını ölçme olanağı verdi. X-ışınımı biçiminde gözlenen yüksek enerji bölgesinde de birçok bulgu elde edildi. Yıldızların kuramsal olarak betimlenmiÅŸ çok ileri evrim hallerinin gözlemi, ancak nötron yıldızlarının ve kara deliklerin yaydıkları X-ışını tayfıyla saÄŸlandı. Gökada kümelerinden gelen X-ışını yayımı, gökadalar arasında, bir olasılıkla evrimleri sırasında saldıkları sıcak bir gazın bulunduÄŸunu gösterir. Gama ışınımı ise özellikle, kozmik ışınımın yıldızlararası madde ile etkileÅŸiminden kaynaklanır ve dolayısıyla bu olayın izleyicisi biçiminde ele alınabilir; ayrıca bu ışınlar evrende karşıt madde bulunduÄŸunun belirtisi olarak evrenbilim bakımından çok ilgi çekici bir ışınımdır.
Astronomi ve Astrofizik
Astronomi ve Astrofizik, üzerinde yaşadığımız gezegenden galaksi dışı uzayın en uzak noktalarına kadar gözlenebilen tüm evrenle ilgili verilerin toplandığı, aralarında ilişkiler kurulduğu ve yorumlandığı birer bilim dalıdır. Astronominin temeli gözleme, Astrofiziğin temeli ise laboratuar fiziğinin astronomik olaylara uygulanmasına dayanır. Bazen astrofizik, henüz gözlenmemiş olayları önceden tahmin ederek, astronomiden önce davranır. Örneğin astrofizikçiler nötron yıldızlarının modelini, astronomların bu cisimleri gözlemsel olarak tespit etmelerinden çok önce kurmuşlardır.
Özetleyecek olursak, astronomi gözlemlerden itibaren yoruma gitmek, astrofizik ise fiziğe dayanan modellerden itibaren gözlemlere gitmek şeklinde çalışır.
