Koronagraf Nedir? Güneş'in Korona Tabakasından Saçılan Işınlar Neden Önemlidir?

Koronagraf, Güneş’ten gelen ışığı engelleyerek araştırmacıların canlı bir yıldızın “korona” adı verilen sıcak, ince ve en dıştaki katmanının gözlemlemesini sağlayan araçtır. Fransız gök bilimci Bernard Lyot 1930’lu yıllarda koronagrafı icat ettiğinden beri bu araç pek çok alanda kullanıldı.^[1]

Güneş’in korona katmanı, normal zamanda yalnızca Güneş tutulmaları sırasında gözlenebilir. Ay, Güneş’in önünce geçtiğinde, parlak merkez katmanlarını görmemizi engeller ve Güneş’in daha az parlak olan korona katmanının görünmesini sağlar. Koronagraf, bir teleskobun içine yerleşir ve bu doğal fenomeni Güneş ışınlarını seçici olarak engelleyen bir maske ile taklit eder.

ESA&NASA/SOHO/GSFC

Gezegenler ile yörüngesinde dolandıkları yıldızlar arasında genellikle bin kat ila bir milyar kat arasında bir parlaklık farkı olur.^[2] Dolayısıyla bu aşırı güçlü yıldızın ışığını engellemeden onları gözlemlemek, neredeyse imkansız hale gelir. Güncel olarak geliştirilen yeni koronagraf çeşitleri, bilim insanlarının uzaktaki dış gezegenlerden gelen ışınları direkt olarak görmelerini sağladı.

Özelleşmiş bu koronagraflar, merkezdeki yıldız için bir filtre görevi görüp ondan gelen ışınları tutarken, gezegenden gelen küçük ışık parçalarının geçmesine izin verir. Uzayda ayrılmalarından dolayı küçük açı farklarıyla gelen yıldız ile dış gezegenin ışığını ayırmak zahmetli bir süreçtir. Yıldız ışığını maskeleyen koronagrafla birlikte, şekil değiştirebilen bir ayna da gezegenlerin bulanık görüntülerini temizleyerek nokta gibi net görünmelerine yardımcı olur.

Dış gezegenlerin direkt olarak fotoğraflanabilmesi, gök bilimcilere uzaylı dünyalar hakkında hayati önem arz eden bilgiler sunabilir.^[3] Atmosferden geçen ışık, onun kimyasal yapısı ve içeriğiyle ilgili ipuçları içerir. Dolayısıyla araştırmacılar o gezegende su, metan, oksijen veya karbondioksit gibi maddelerin bulunup bulunmadığını anlayabilir.

NASA/JPL/Caltech

Koronagraf Örnekleri

Hawaii’nin Muna Kea adlı yanardağında bulunan Keck teleskobu, koronagraf kullanarak bir yıldızın çevresindeki tozlardan oluşan bebek gezegenler görüntüledi.^[2] Bilim insanları ayrıca koronagraf taşıyan uzay bazlı bir teleskop kullanarak, Güneş’imize en yakın yıldız olan Alpha Centauri’nin çevresindeki gezegenlerin görüntülerini yakalamayı da umut ediyorlar.^[4]

"Yıldız gölgesi" adıyla bilinen, devasa, görüntüsü bir çiçeği andıran filtreyle, koronagrafın temel çalışma prensipleri aynıdır.^[5] Lakin bu filtreler, koronagraf gibi teleskobun içinde kalmak yerine dışında süzülerek çalışır. Yıldız gölgesi, bir teleskobun önünde yaklaşık olarak 40,000 kilometre (25,000 mil) yer değiştirerek gök bilimcilerin, aksi taktirde yıldızının parıltısında kaybolacak olan Dünya büyüklüğündeki dış gezegenleri tespit etmelerine olanak tanıyor. Araştırmacılar, NASA’nın 2020’li yıllarda fırlatmayı planladığı Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Teleskobu (WFIRST) için bir yıldız gölgesi tasarladılar.^[6]

Ayrıca geleneksel koronagraflar da önemli araştırmalarda görev almaya devam ediyor. NASA’nın, Dünya ile Venüs arasında Güneş’in yörüngesine girecek olan STEREO-A uzay aracı da Güneş’teki patlamaları ve Güneş lekelerini^[3] ince detaylı olarak gözlemleyebilmek için geleneksel bir koronagraf bulunduruyor.