ASTRONOMİNİN ÇILGIN PROJESİ “ALMA”

Şili’nin kuzeyindeki yüksek bir platoda deniz seviyesinden 5000 m. yükseğe kurulan, dünyanın en büyük kara astronomi projesi (ALMA) teleskopları, uzay gözlem uydularının en büyüğü ve en kapsamlısı olarak bilinen üç büyük antene sahip. ALMA radyo teleskobu evrenin oluşumundan sonra ilk yıldızların parladığı anı inceleyip en küçük dalgayı dahi ayırt edebilecek.  ALMA özel olarak soğuk galaksiler ve donmuş gaz yapılı bulutların incelenmesi için tasarlandı. ALMA insan gözünün algılayamayacağı düzeydeki ışığı toplayıp yeni yıldızları oluşturan yoğun soğuk gaz bulutlarını görünür hale getiriyor. ALMA daha önceki hiçbir teleskobun sahip olmadığı hassaslığa ve gözlem yeteneğine sahip. Uzay ile ilgili ne zaman yeni bir bilgiye ulaşılsa beraberinde pek çok soru işareti oluşuyor. ALMA’nın bu soru işaretlerine yanıt arayacak.

ALMA’nın oluşturulması yönündeki ilk adım, 1997’de Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi, ESO - Avrupa Güney Gözlemevi, MMA ve LSA’nın birleşmiş ortak bir projesi olması konusunda anlaşmaya varmaları ile atılmıştı.  1999 yılında ABD’yi temsilen NSF (Ulusal Bilim Kuruluşu) ve Avrupa’yı temsilen ESO arasında imzalanan bildiri ve daha sonra 2002’de Atacama Çölü’nde inşasının başlamasını öngören anlaşmayla ALMA’nın ciddi anlamda temelleri atılmış oldu. 2004 yılında Japonya adına Milli Doğa Bilimleri Enstitülerinin de katılımıyla küresel bir proje halini aldı.  ALMA’nın proje ortakları; uluslararası astronomi tesisi, Avrupa Güney Gözlemevi ve Avrupa Bölgesel Destek Merkezi, Ulusal Bilim Vakfı ile Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi ve Kuzey Amerika ALMA Bilim Merkezi, Kanada Ulusal Araştırma Konseyi, Japonya'daki Ulusal Astronomi Gözlemevi (NAOJ) (NINS Ulusal Fen Bilimleri Enstitüleri altında), ALMA- Tavian Academia Sinica Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü (Asiaâ), Şili Cumhuriyeti.. Japonya tek başına 16 antenin yapımını üstlenmiş durumda. Bunların üç tanesini tamamlayarak projenin ayağa kalkmasına da önayak oldu.

ALMA amacı dünyanın nasıl oluştuğunu keşfetmek olan milimetrik dalga boyunda çalışacak 66 adet radyo teleskopunun birbirine bağlanmasıyla kurulacak bir uzay teleskopudur.  CERN deneyinde, bilindiği gibi evrenin oluşumunu laboratuar ortamında yeniden yaratmaya çalıştılar. ALMA projesinde böyle bir durum söz konusu değil. Bunun yerine gözlem yapmayı ve diğer yıldız takımlarına bakmayı hedefliyorlar. Bu şekilde evrenin oluşumunu gözleyecekler. ALMA’nın inceleyeceği dalga boyu 380-750 nm arasında olan görünür ışıktan kat kat daha uzun olması dolayısıyla diğer teleskoplardan farklı olarak ayna yerine çanak antenler kullanılacak. Teleskobun çanakları dev uydu antenleri gibi görünsede çok yüksek bir teknoloji donanımına sahip. Antenlerin yüzeyi de normal antenlerden farklı olarak çok daha pürüzsüz çünkü dalga boyunun birkaç yüzde biri kadar dahi pürüz olmasında bile elde edilecek veriler bozulur. Ayrıca ALMA antenleri çok sağlam çünkü çölde görülebilmesi muhtemel kum fırtınası, şiddetli rüzgar gibi olumsuz doğa koşullarına karşı antenlerin çok sağlam olmaları gerekiyor. Normal bir gözlemevi bu tür olumsuz koşullarda kubbesini kapatarak teleskobun aynasının zarar görmesini engeller fakat bu ALMA da kullanılan devasa çanaklarda mümkün değil. Uzun süreli kullanılabilmeleri için bu olumsuz koşullara karşı dayanıklı olmaları gerekiyor. Ayrıca ALMA’nın Atacama Çölü’nün tepesine kurulmasının nedeni Atacama Çölü’nün çok kurak(dünyanın en kurak çölü) olmasıdır. Orada hava öyle kuru ki milimetrik dalga boyundaki hassas radyo dalgaları atmosferdeki doğal nem tarafından emilemiyor. Çok geniş bir frekans aralığında çalışacak olan teleskoptan en iyi sonucun alınabilmesi için çorak bir ortam lazım. Bununla birlikte ALMA teleskopunun bazı ileri teknoloji ürünü parçalarının da -273 dereceye yani mutlak sıfır noktasına kadar soğutulması lazım. Bu iş için de en uygun yer kurak ve yüksek bir coğrafi nokta olan Atacama Çölüdür.

ALMA  nasıl çalışacak?

Uzayın son teknolojisi olan ALMA’nın 66 çanaktan oluşması ona mükemmel bir özellik katıyor. ESO’nun çok büyük teleskobunda (VLT) da bu özellik kullanıldı. Bu özellik sayesinde VLT’nin 8,2 metrelik birim teleskopları, hareket ettirebilen 1,8 metrelik yardımcı teleskopların kullanılmasıyla 200 metrelik tek bir aynanın gücüne ulaşılabiliniyor. Oldukça karışık bir aynalı sisteme sahip olan düzenekte, metrelerce uzunluklarda ki tünellerden ışığın tek bir yere milimetrenin binde biri kadar bir hassaslıkla ulaşması sağlanıyor. ALMA’nın sistemi de mantık olarak buna benziyor fakat radyo dalgasından elde edilecek çözünürlük bundan daha küçük olacak. Işığın dalga boyu arttıkça kaynak hakkındaki bilgi de o oranda azalıyor. Bunun için ne kadar büyük dalga boylarında çalışılırsa o kadar büyük boyutlarda çanakların yapılması gerekiyor. Ancak o kadar büyük ebatlarda çanakların yapılması çok zor ve masraflı olmasından dolayı ALMA tek çanak kullanmak yerine daha küçük çaplarda birçok anten kullanarak kuramsal olarak 14.000 metrelik bir çanağın elde edebileceği açısal çözünürlüğe sahip olacak.  Bu çapta bir anten yapmak günümüz teknolojisi ile imkansız görünüyor.

ALMA antenlerinin her biri çanaklarda milimetre ve milimetrenin altındaki dalgaları toplayarak alıcıya odaklayacak. Alıcıda odaklanan sinyaller elektrik sinyallerine dönüştürülerek kilometrelerce uzunluktaki kablolardan geçip süper bilgisayarlara ulaştırılacak. Buda saniyenin trilyonda biri gibi bir zamanda gerçekleşecek. Bunun içinde izlenen yolun milimetrenin yüzde biri kadar hassas olması gerekiyor. Bununda oldukça zor bir iş olduğu ortadadır. Verilerin bilgisayarlara ulaştırılmasında ki diğer bir sorun ise atmosfer koşullarıdır. Antenlere aynı anda gelen radyo dalgaları bilgisayarlara aynı anda ulaşıyor gibi gözükse de dalgalar başlangıçta atmosferdeki gecikmeden dolayı antenlere aynı anda ulaşamayabilir. Bunun nedeni de atmosferdeki milimetre ve milimetre altı dalga boylarını soğuran CO2,O2 ve H2O molekülleridir.  Bu gazların yoğunluğu bölgeden bölgeye değişebildiği için dalgaların bu gazlar tarafından soğurulup tekrar yayılmasında kısa bir zaman farkı oluşabilir. ALMA’nın 5000 metre yükseklikte kurulmasının bir sebebi de atmosfer etkisinden mümkün olduğu kadar uzaklaşmaktır. Fakat hala atmosfer etkileri sürüyor ve bunun önlenmesi için ALMA da yedi hava tahmin merkezi ve su buharı radyometreleri bulunacak. Böylece alınan verilerdeki atmosfer etkisi göz önünde bulundurulacak ve gerekli düzeltmeler yapılabilinecektir.

ALMA’yı diğer uzay teleskoplarından ayıran bir başka özelliği ise milimetrealtı anten yüzeyleri görünür ışık dalgaboyunu ve dolayısıyla oluşan ısıyı dağıtma yeteneğine sahip olmasıdır. Bu sayede diğer teleskoplardan farklı olarak güneşe yönlendirilebilinecek. Böylece de daha önce güneşe bakılmayan bir dalga boyundan bakılacağı için Güneşteki farklı fiziksel mekanizmalar ve oluşumları ilk defa incelenebilinecek.

ALMA’nın pek çok soruya yanıt vereceği (mesela Güneş’in neden çok sıcak olduğu ya da  gezegen ve yıldız oluşumlarının nasıl olduğu…) ve henüz bilinmeyen çoğu şeyi açığa çıkaracağı bununla beraber sadece profesyonel gökbilimcilerin değil gökyüzüne bakan herkesin sorduğu sorulara yanıt vereceği düşünülmekte. Bunun da oldukça heyecan verici olduğunu söylemek gerekir.

Gülnaz ATEŞ

İnönü Üniversitesi