AstrofizikAstronomi

Yıldız Astrofiziği: Yıldızların Parlaklıkları

Geceleyin gökyüzüne baktığımızda, gökyüzümüzü mahveden ışık kirliliği altındaysak, birkaç tane görebildiğimiz; fakat temiz bir gökyüzünde yüzlercesine tanık olduğumuz yıldızlar… Binlerce yıldır dikkatimizi çekiyor. Bu yaptığımız gözlemde attığımız ilk bilimsel adım, onları parlaklıklarına göre sıralamaya çalışmak oldu. Bazıları diğerlerinden daha parlak görünüyor, bazılarının ise parlaklıkları değişiyor gibi duruyordu. Bu nedenle, yıldızları parlaklığa göre sıralamak için bir sistem geliştirdik.

Kadir Sistemi

Yıldızların parlaklıklarını ifade ederken kadir (magnitude) değerini kullanırız. Kadir değeri ne kadar fazlaysa, yıldız o kadar sönüktür. Örneğin 1. kadirden bir yıldız, 2. kadirden bir yıldızdan daha parlaktır. Aralarındaki fark ise katlanarak artar. 2. kadirden olan bir yıldız 3. kadirden olan bir yıldızdan 2.512 kat daha parlaktır ve bu şekilde gider. Örneğin yaz üçgeninin bir parçası olan Deneb 1.25 kadirlik bir yıldızdır. Gösterim olarak 1m.25 olarak yazılır. Buradaki m harfi İngilizce magnitude (büyüklük-kadir) kelimesinden gelir.

Sağlıklı bir gözlemci, iyi koşullar altında 6. kadirden bir yıldızı görebilir. Fakat büyük şehirlerde bu değer ne yazık ki ancak 2-3. kadirleri zorla bulmaktadır. Buna rağmen bazı profesyonellerin 8. kadire kadar yıldızları, çıplak gözle görebildiği raporlanmıştır. Elbette bunların şehirden çok çok uzakta, harika konumlarda gerçekleştiğini de söylemek gerek.

Parlaklık temelde iki tipte incelenir. Bunu basit bir fener deneyi yaparak da anlayabilirsiniz. Elinize bir fener alın ve gözünüze doğru tutun. Yakındayken oldukça rahatsız edici bir parlaklığa sahip olacaktır, fakat uzaklaştırdıkça parlaklığının azaldığını görebilirsiniz. Yıldızlar da bize çeşitli uzaklıklarda bulunur. Bunun yanında bir de hepsinin yaptığı ışıma farklıdır, yani farklı güçte fenerlerdir! Hangisinin nasıl bir yıldız olduğunu anlamak için başlangıç olarak parlaklığı iki sınıfa ayırıyoruz: Görünür parlaklık ve mutlak (salt) parlaklık.

Görünür Parlaklık (Apparent Magnitude)

Yıldızın gökyüzünde gördüğümüz parlaklığıdır. Elbette biz bunu bilimsel çalışmalarda CCD gibi aygıtlar kullanarak sayısal olarak ölçüyoruz. Fakat ifade ettiği anlam, bize ne kadar parlak göründüğüdür. Bu durum doğrudan onun bize yakınlığı ve kendi ışıma gücüyle alakalıdır. Ne kadar yakınsa o kadar parlak, ne kadar çok ışıma gücüne sahipse yine o kadar parlak olacaktır. my bizim yıldızımızın ölçülen görünür parlaklığı, mm ise mukayese ettiğimiz yıldızın ölçülen görünür parlaklığı olsun. Bu yıldızların akıları sırasıyla Fy ve Fm ise parlaklıkları arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:

Yıldızlar nokta kaynak olduklarından, onların kadir değerlerini ifade etmek kolaydır. Fakat bulutsular ve galaksiler bir alanda dağınık olarak bulunduklarından, bu gök cisimlerinin kadir değerlerini anlamak biraz kafa karıştırıcı olabilir. Örneğin Andromeda Gökadası 3.44 kadirdir, fakat çıplak gözle şehirden göremezsiniz. Buna rağmen daha sönük olan 4. kadirden bir yıldızı görebilirsiniz.

Unutmayın, tüm ışık bir noktadan gelirse görünmesi çok daha rahat olacaktır fakat bu ışığı bir bölgeye yayarsanız toplam ışık miktarı değişmese de nokta başına düşen miktar değiştiği için görmek zorlaşacaktır.

Salt (Mutlak) Parlaklık (Absolute Magnitude)

Yıldızın uzaklığı değiştikçe görünür parlaklığı da değişeceğinden, farklı uzaklıklarda olan yıldızların parlaklıkları arasında bir mukayese yapmak zor olacaktır. Bu sebeple parlaklıklarını kıyaslayabilmek için farklı uzaklık kavramını yok etmemiz gerekir.

Eğer bütün yıldızlar aynı uzaklıkta olursa (daha doğrusu olsaydı), bu yıldızların ölçtüğümüz görünür parlaklıkları bize doğrudan kendi ışıtma güçleri hakkında bir fikir verebilir. Bu sebeple salt (mutlak) parlaklık kavramını tanımlıyoruz. Eğer bir yıldız 10 parsek (32.6 ışık yılı) uzaklıktaysa, bu yıldızın ölçeceğimiz görünür parlaklığı, onun mutlak parlaklığıdır. Elbette yıldızları alıp 10 parsek ötemize taşıyamayız. Fakat uzaklıklarını biliyor, görünür parlaklıklarını da biliyorsak 10 parsek ötemizde ne kadar parlak olacaklarını da bilebiliriz. Bu sayede hepsini 10 parsek uzaklıktaymış gibi düşünerek bir kıyaslama yapabiliriz.

m görünür parlaklık, M mutlak parlaklık, d de parsek cinsinden uzaklık olmak üzere;

ya da daha farklı bir yazımla, görsel parlaklığı ve uzaklığı bilinen bir yıldızın mutlak parlaklığı aşağıdaki şekilde bulunabilir.

(2) no’lu denklemde yer alan m-M uzaklık modülü olarak adlandırılır. Görünür parlaklığın, mutlak parlaklık ve uzaklık ile doğrudan ilişkili olduğunu hatırlayın. Bu sebepten ötürü m-M ifadesi doğrudan uzaklık ile ilişkilidir.

İşin içerisine uzaklık girdikçe parlaklığı etkileyen başka faktörler de olmaktadır. Geceleyin gökyüzüne baktığımızda çıplak gözle görebildiğimiz tüm yıldızlar, bizim kendi galaksimiz olan Samanyolu içerisinde yer almaktadır. Fakat biliyoruz ki Samanyolu devasa bir gaz ve toz bulutundan oluşmaktadır, üstelik bu homojen bir dağılım izlemez. Kol benzeri yapıları olmasının yanında bir diske benzer. Dolayısıyla galaksinin diski üzerinde yer alan bir yıldızı görmeye çalışırken, galaksi diskinin üzerindeki bir yıldızı görmeye çalıştığımızdan daha fazla gaz ve toz araya girecektir. Bu da ister istemez disk üzerinde yer alan yıldızın ışığının daha fazla soğurulmaya ve saçılmaya uğramasına, dolayısıyla parlaklığının etkilenmesine neden olur. Bu gibi faktörler, daha ileri düzeylerde hesaplamalarda işin içerisine muhakkak katılmalıdır.

Ögetay Kayalı

Referanslar
1. http://www.space.com/21640-star-luminosity-and-magnitude.html
Kapak görseli: 30/12/2019 – APOD – Stanislav Volskiy, Chilescope Team

Etiketler

Ögetay Kayalı

Rasyonalist kurucu, editör ve yazar. Michigan Tech. Üniversitesi Fizik bölümünde araştırma görevlisi olarak doktorasını yapmaktadır. Öncesinde Ege Üni. Astronomi bölümünden birincilikle mezun olup burada bir yıl kozmoloji üzerine yüksek lisans yapmıştır. Ayrıca İzmir Biyotıp ve Genom Enstitüsünde, Moleküler Biyoloji ve Genetik bölümünde bir yıl yüksek lisansını gerçekleştirdiği sırada lazerli biyofotonik görüntüleme teknikleri üzerine çalışmalarda bulunmuştur.

Bir cevap yazın

Başa dön tuşu
Kapalı
Kapalı