Bugün, Nisan 1990 yılında on beş yıllık görev süresi ön görülerek uzaya gönderilen Hubble teleskopunun yerine, ondan çok daha büyük ve hassas donanımlara sahip uzay teleskopu James Webb, uzay yolunda bir başına giden yolcu konumunda. Neden gönderildi, neyi bulmaya çalışıyor…
İnsanoğlunu diğer canlı türlerinden ayıran en büyük özellik, elbette akıl sahibi olmasıdır. Aklın yanında, ayırt edici bir özellik daha vardır ki o da meraktır. İnsan, yaşadığı küçük ortamdan çıkar, yeni yerleri, yeni şeyleri, bilmediğini öğrenmeyi ister. İnsanlık tarihindeki büyük ve köklü değişiklikler, merak duygusunun itici kuvvet olarak insanı, mevcut olanla yetinmeyip daima yeniyi aramaya sevk etmesi neticesinde gerçekleşmiştir.
İnsanoğlu, hâlâ yeryüzünde, bilinmezlikler denizinin içerisinde savrulan küçücük bir kayık gibi. Nasıl ki o kayık, var gücüyle karanın nerede olduğunu bulmayı istiyorsa, insanoğlu da bilmediği her ne varsa bilmek istiyor, bunun için gayret ediyor. Yeryüzünde durum böyleyken, gökyüzünde, onun da ötesinde, merak duygusu biraz daha şiddetli oluyor. Dünyadan çıkıp evvela uzay âlemine, oradan da diğer âlemlere ve kâinata duyulan merak, en kuvvetli ittirici güç olarak insanı destekliyor.
Dünya yörüngesine yerleşen uydular, teleskoplar, uzay mekikleri, yakın gezegenlere gönderilen diğer araçlar, hep bu merakın giderilmeye çalışılması neticesinde ortaya çıkmış çalışmalardır. Bugün, Nisan 1990 yılında on beş yıllık görev süresi ön görülerek uzaya gönderilen Hubble teleskopunun yerine, ondan çok daha büyük ve hassas donanımlara sahip uzay teleskopu James Webb, uzay yolunda bir başına giden yolcu konumunda. Neden gönderildi, neyi bulmaya çalışıyor… Bu gibi sorular, zihinleri kurcalıyor. Bu sebeple akıllardaki bazı soruları yanıtlamaya çalışalım.
James Webb uzay teleskobu nedir?
Webb veya JWST (James Webb Space Telescope) olarak da adlandırılan James Webb Uzay Teleskobu, Hubble Uzay teleskobunun keşiflerini tamamlayacak ve genişletecek olan, kızılötesi dalga boyları için optimize edilmiş büyük, uzay tabanlı bir gözlemevidir. 25 Aralık 2021’de Fransız Guyanası’ndan fırlatılan teleskop, 1.5 milyon kilometrelik yolculuğuna başlamış oldu. Daha uzun dalga boyu kapsama alanına ve büyük ölçüde geliştirilmiş hassasiyete sahip olan Webb, kâinatta yaratılan ilk galaksileri bulmak için, zamanda daha geriye bakmaya, yıldızların ve gezegen sistemlerinin oluştuğu toz bulutların görmeye çalışacak.
Webb, Hubble uzay teleskobundan nasıl daha iyi olacak?
Hubble teleskobu yaklaşık olarak 550-600 km uzaklıkta yer alırken, Webb ise aşırı soğuk çalışma sıcaklığını ve daha yüksek gözlem verimliliğini koruyarak, Dünya’dan çok daha uzakta faaliyet gösterecek. Webb, Hubble’dan çok daha büyük bir birincil aynaya sahip olacak (çap olarak 2,7 kat daha büyük veya alan olarak yaklaşık 6 kat daha büyük) ve bu ayna, ona daha fazla ışık toplama imkânı verecek.
Neden illaki uzaya gitmemiz gerekiyor? Yerdeki büyük teleskoplarla, adaptif optik kullanarak bu verileri alamaz mıyız?
Dünya’nın atmosferi, neredeyse opaktır ve Webb’in gözlemleyeceği kızılötesi dalga boylarının çoğunda parlar ve bulanık görünür. Şu anda, uyarlanabilir optik sistemler, bu bulanıklığı küçük görüş alanlarında düzeltebilir ve gökyüzünün yalnızca küçük bir kısmına erişime izin verebilir. Güçlü lazerlerle oluşturulan yapay ışık fenerleri, gökyüzüne daha iyi erişim sağlayabilir, ancak geniş bir görüş alanı sağlayacak teknolojiye, hâlâ uzağız. En eski gökadaları bulmak için, çok düşük ön plan ışık seviyeleri, geniş alanlarda ultra keskin görüntüler ve birçok kızılötesi dalga boyunda çalışmalar gerekecek.
Webb ne kadar büyüklüğe sahip?
Bir teleskopun en önemli boyutu, Webb için yaklaşık 6,5 metre boyundaki birincil aynanın çapıdır. Webb’in kütlesi yaklaşık 6.500 kilogramdır. Webb’in en büyük yapısı, açılmış birincil aynayı ve ikincil aynayı tutan kuleyi koruyacak olan güneşliğidir. Güneşlik yaklaşık olarak bir tenis kortu büyüklüğündedir. Güneşliğin birbirini takip eden her katmanı, aşağıdakinden daha soğuktur. Isı, katmanlar arasında yayılır ve katmanlar arasındaki vakum, çok iyi bir yalıtkandır. Eğer büyük, kalın bir güneşlik kullanılsaydı, ısıyı aşağıdan yukarıya, vakumla ayrılmış 5 katmandan daha fazla iletirdi.
Webb neden çok uzağa gitmek zorunda? Bu yolda hangi ekipmanlara sahip?
Webb, öncelikle soluk ve çok uzaktaki nesnelerden gelen kızılötesi ışığı gözlemleyecek. Çok zayıf astronomik sinyalleri teleskoptan gelen radyasyonla boğmaktan kaçınmak için, teleskop çok soğuk olmalıdır. Webb’in çalışma sıcaklığı, 50 Kelvindir (-223°C veya -370°F).
Teleskob, açılır kapanır bir aynaya sahiptir. Çünkü ayna o kadar büyüktür ki, mevcut roketlerin fırlatma örtüsüne sığamaz. İlk yıldız oluşum bölgelerinden gelen zayıf ışığı görebilmek ve kızılötesi dalga boylarında çok küçük detayları fark edebilmek için, aynanın büyük olması icap eder. Ayrıca teleskobun üzerinde, yakın kızılötesi kamera (NIRCam), yakın kızılötesi spektrograf (NIRSpec) , orta kızılötesi alet (MIRI), ince yönlendirme sensoru ve yarıksız spektrograf (FGS) -NIRISS) bulunur.
Webb ne kadar soluk görebilir?
Webb, kâinatta meydana gelen ilk yıldızları ve galaksileri keşfetmek, onları incelemek için tasarlanmıştır. Bu soluk nesneleri görebilmek için, teleskop olmadan görülebilen en soluk yıldızlardan on milyar kat daha sönük olan şeyleri tespit edebilmesi gerekir.
Webb diğer yıldızların etrafındaki gezegenleri görecek mi?
Webb, yakındaki yıldızların etrafındaki gezegen sistemlerinin varlığını, kızılötesi ışıklarından (ısı) tespit edebilecek ve Jüpiter büyüklüğündeki gezegenlerin yansıyan ışığını doğrudan görebilecek. Çok genç gezegenleri, henüz oluşum halinde görmek de mümkün olacak. Webb, gezegenlerin ana yıldızının ışığını engelleyen koronagrafik yeteneğe sahip olacak. Ana yıldız, yörüngesindeki gezegenlerden milyonlarca kat daha parlak olacağından, teleskobun bu özelliğe sahip olması çok önemlidir.
Webb, Güneş sistemimizdeki gezegenleri gözlemleyebilir mi?
Webb, Güneş sistemimizde Güneş’ten, Dünya’dan daha uzakta olan her şeyi gözlemleyebilir. Webb’in duyarlılığı, cüce gezegen Plüton ve diğer Kuiper kuşağı nesneleri de dahil olmak üzere, uzak Güneş sistemindeki soluk kayalık ve buzlu nesneleri incelemede çok faydalı olacaktır. Ayrıca gaz devi gezegenler, kuyruklu yıldızlar ve asteroitler ile Mars, Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün gezegenlerinin uydularını da gözlemleyecek.
Webb’i kimler kullanabilecek ve buna nasıl karar veriliyor?
Webb, yüksek frekanslı bir radyo vericisi kullanarak bilim ve mühendislik verilerini Dünya’ya gönderecek. NASA Derin Uzay Ağının bir parçası olan büyük radyo antenleri, sinyalleri alacak ve bunları Baltimore, Maryland, ABD’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’ndeki Webb Bilim ve Operasyon Merkezine iletecek.
Webb, başlı başına uzayın derinliğinde yer alan bir gözlemevidir. Gözlem planlarını geliştirmek için dünyanın dört bir yanından rekabetçi bir şekilde seçilmiş öneriler kullanılacak. Bu teklifler, bağımsız bilim insanlarından oluşan ekiplerin gözlem tekliflerini, bilimsel değerlere göre sıralayacağı ve en yüksek dereceli tekliflerin seçileceği bir akran değerlendirme sistemi tarafından değerlendirilecek. Bu çalışmaların sonuçları bilimsel dergilerde yayımlanacak, veriler internet üzerinden diğer bilim insanlarına ve daha sonraki çalışmalar için kamuoyuna sunulacak.
Webb’in gönderdiği ilk fotoğraflar ne oldu?
11 Şubat 2022 tarihinde Webb tarafından gönderilen ilk fotoğraf, Büyük Ayı takımyıldızı oldu. Bu fotoğraf ile birbirinden bağımsız toplam 18 aynanın, tek bir ayna gibi çalışmasını sağlamak üzere ayarlama yapılmış oldu. 18 aynanın her gibi, Büyük Ayı takımyıldızının içinde yer alan, HD 84406 olarak bilinen yıldıza odaklandı. Daha sonra ortaya çıkan görüntüler, milimetrik hesaplarla hizalandı ve dev ayna, kalibre edilmiş oldu. Bu işlem sırasında Webb bir de selfie fotoğrafı gönderdi. Bu fotoğraf, keşif amaçlı olmayıp teleskopun aynalarının doğru ayarlandığını ve her şeyin planlandığı gibi olup olmadığını görmek için çekilmişti.
