Astronomi ve Uzay Bilimleri

Uzay araştırmalarını beş ana grupta toplamak mümkündür. Bunlar: (1) bilimsel amaçlı programlar, (2) haberleşme pogramları, (3) Yer’i gözleme amaçlı programlar, (4) uzay taşımacılığı programları, (5) uzay istasyonu kurma programlarıdır, özellikle ABD ve Rusya’nın Dünya’yı gözleme programları daha çok askeri amaçlıdır. On üç üyesi olan Avrupa Uzay Ajansı ESA’nın uzay araştırma programlarında ise askerî amaçlı hiçbir uzay çalışmasına yer verilmemektedir. Bu bakımdan NASA’nın askerî amaçlı deneyleri NASA ve ESA’nın ortak geliştirdiği uzay araştırmalarında sorun olmaktadıdr. NASA’nın ESA, Kanada ve Japonya ile ortaklaşa kuracağı uzay istasyonu bu yüzden yıllardır kurulamamıştır. Bilimsel amaçlı uzay araştırmaları plâzma fiziği, astrofizik gibi bilim dallarında temel bilginin gelişimini sağlayan, evrendeki fiziksel olayların anlaşılmasına ışık tutan, ancak ülkelerin ekonomisine hemen doğrudan katkısı olmayan uzun vadede kârlı yatırımlardır. Çünkü teme! bilimlerdeki bilgi birikimi, toplum sorunlarının çözümünde ilk başvurulan kaynaktır. Haberleşme ve Dünya’yı gözleme amaçlı uzay çalışmaları araştırmadan çok, doğrudan hizmet çalışmalarıdır. Haberleşme uyduları kıtalar arası telsiz- telefon görüşmelerini etkin bir şekilde mümkün kıldığı gibi, radyo ve televizyon yayınlarının uzak mesafelere aktarılmasını sağlarlar. Dünya’yı gözleme amaçlı uzay çalışmaları ise, askerî ve meteorolojik gözlemler yanında; tarım, madencilik ve çevre amaçlı gözlem programlarını da içerir. Verimli ve verimsiz toprakların dağılımı, toprağın çoraklaşması, çölleşme, orman alanlarının dağılımı ve değişimi, suların kirlenmesi, volkanik aktivite, ozon tabakasındaki değişimler gibi insanlığı doğrudan ilgilendiren konulardaki incelemeler yapay uydularla Dünya dışından etkin biçimde yapılabilmektedir.     Haberleşme    ve    Dünya’yı    gözleme    amaçlı     uzay çalışmalarına yatırılan paralar ülkelerin ekonomisine çok kısa sürede katlanarak geri dönmektedir. Bu bakımdan, birçok ülke uzay çalışmalarına haberleşme ve Dünya’yı gözleme uydularıyla başlamaktadır.

Uzay taşımacılığı ve uzay istasyonu kurma programları diğer uzay araştırmalarına zemin hazırlayan alt yapı çalışmalarıdır. Uzay araştırmalarına giren ve uzun vadede bu çalışmaları geliştirmeyi amaçlayan her ülke bu iki alana yatırım yapmaktadır. Uzay taşımacılığı programları uzay rampaları ve değişik güçte ve yapıdaki roketlerin yanında tekrar tekrar kullanabilme olanağı sağlayan uzay mekiği yapım programlarını içerir. Uzay mekiklerinin geliştirilmesi uzay araştırmalarına yapılan yatırımların kısıtlanması sonucu az yatırımla daha çok çalışma yürütme amaçlanarak yapılmıştır. NASA 1986 daki “Challenger” kazasından sonra uzay mekiği programını durdurmuş ve ancak bir dizi güvenlik tedbirleriyle ilgili değişiklikten sonra 1988′de yeniden başlatmıştır. Bu durum hem NASA’nın hem de ESA’nın uzay araştırması programlarında istenmeyen ertelemelere ve gecikmelere neden olmuştur.Rusya da 1980′li yılların ortalarında “Buran” adlı bir uzay mekiği geliştirip deneme uçuşlarını yapmış, ancak her nedense aktif uygulamaya sokamamıştır. ESA’da uzaya 4.5′ton yük taşıyabilecek “Hermes” adlı küçük bir uzay mekiğinin yapımına üç yıl önce başlamıştır. Hermes’in 1997′den sonra göreve başlaması planlanmaktadır. Bu arada, ESA uzay taşımacılığı ve uzay istasyonu kurma programı için Ariana- 5 adlı çok güçlü bir roket sistemi geliştirmekte; “Mikrogravity”, “Eurecea” ve “Columbus” adlı çok amaçlı deney modüllerinin yapımını sürdürmektedir. Columbus deney modülü, ESA’nın; NASA, Canada ve Japonya ile beraber geliştirdikleri “Freedom” adlı uzay istasyonunun bir parçasıdır. NASA’nın askeri amaçlı kullanmak istemesi ve parasal kısıtlamalar nedeniyle istasyonun yapımı tekrar tekrar ertelenmiştir. Freedom’un ancak 90′lı yılların sonunda Yer etrafında yörüngeye parça parça götürülüp orada monte edilmesi beklenmektedir. Dünya ile Freedom arasındaki taşıma işini Hermes, NASA’nın uzay mekikleriyle beraber gerçekleştirecektir. ESA son yıllarda, Dünya’yı gözleme programına hız vermiştir. Bugün ESA’nın 10 uydusu Yer’i gözlemektedir. ESA’nın bu programlarında harcanan paraların en az % 90′ının üye ülke ekonomilerine birkaç yıl içinde geri dönmesi öngörülmektedir.

Bilimsel amaçlı uzay çalışması programlarına gelince, özellikle NASA’nın bu programları için bütçesi gitttikçe kısılmaktadır. Bunun nedeni 1990 yılında Hipparcos adlı astrometri uydusunun istenen yörüngeye oturtulamaması ve yine 1990 yılında çalışmaya başlatılan Hubble Uzay Teleskopu’nun temel aynasında optik bir yanılgının ortaya çıkmasıdır, istenen düzeyde olmasa da bu iki uzay aracı çok yeni bilimsel veriler üretmektedir. 199011 yılların bilimsel amaçlı uzay araştırmalarında en büyük başarıları sırasıyla: a) Magellan uzay aracıyla Venüs yüzeyinin çok duyarlı haritalanması, b) Rosat X- ışın teleskopuyla gök yüzünün önceki gözlemlere göre 100 kat daha duyarlı taranması, c) GRO gama ışını uydusu ile tüm gök yüzünün gama ışınlarında taranması, d) Ulysses uydusuyla Güneş’in manyetik kutuplarının ve gezegenlerarası gaz ve tozun incelenmeye başlanmasıdır. Bu arada Jüpiter ve uydularının ayrıntılı incelenmesi için 1989 da fırlatılan Galile uydusu, Şubat 1990′da Venüs’ün, Aralık 1990′da da tekrar Yer’in yakınından geçtikten sonra Jüpiter’e doğru yoluna devam etmektedir. Bu uydu, Aralık 1995′de Jüpiter’e ulaşacaktir. Kasım 1989′dan beri evreni kırmızıötesi ışınlarıyla inceleyen COBE’nin gözlemsel verileri büyük patlama kuramını desteklemektedir. 1978′den beri morötesi dalgaboylarında çok başarılı gözlemler yapan ve çoktandır durması beklenen IUE uydusunun, 1994 yılı sonuna kadar çalışacağı sanılmaktadır. Bu uydunun gözlemleri, ülkemizdeki astronomlar tarafından da birçok araştırma ve tez projelerinde değerlendirilmektedir. Hipparcos astrometri uydusunun da 1994 yılı ortalarında çalışmasını durdurması beklenmektedir. Bir grup Türk astronomunun bu uyduda da bir gözlemsel projesi bulunmaktadır. Hubble Uzay Teleskopu’nun ömrü daha çok uzundur. I993 yılı sonunda bu teleskopun uzay mekiğiyle yörüngede onarımı yapılmıştır.  Güneş’in kutup bölgesini incelemek amacıyla ESA ve NASA ortaklığıyla Ekim 1990 da fırlatılan Ulysses uzay aracı, yaklaşık 60000 km/sn’lik hızla fırlatıştan sadece yedi saat sonra, Ay yörüngesini geçmiş ve Galile uydusundan bir yıl sonra fırlatıldığı hâlde, hızı ve izlediği yol nedeniyle Galile’den dört yıl önce1992′de Jüpiter’e ulaşıp onun çekim etkisiyle ekliptik düzlemi drşına çıkıp Güneş’e yönelmiştir. Haziran 1994′te Güneş’in güney kutbundan, Şubat 1995′te ekvator bölgesinden ve Haziran 1995′te de kuzey kutbundan geçerek görevini sürdürmektedir. Yolculuğu sırasında Güneş’in manyetik alanı, Güneş rüzgârı ve gezegenlerarası gaz ve toz ölçümleri yapacak, ancak kamerası olmadığı için hiçbir fotoğraf göndermeyecektir.

1986′da Halley kuyruklu yıldızının çok yakınından geçerek birkaç uzay aracı tarafından yerinde incelenmesindeki başarı sonrasında NASA CRAF uzay aracıyla Hestia ve Tempel- 2 asteroitlerine gitmeyi planlamaktadır. ESA ise Halley kuyruklu yıldızının içinden geçen GIOTTO uzay aracını, 1992 yılında Grigg- Skjellerup adlı kuyruklu yıldızına yöneltti. Bu araştırmalar güneş sisteminin oluşumu ve evrimi hakkında yeni bilgiler verecektir. Bu arada 90′lı yılların sonlarında Ay üslerinin kurulması, Mars’a insansız 1- 2 uzay aracı gönderilmesi, oradan toprak örnekleri getirilmesi, hatta 2000′li yılların başlarında Mars’a insanlı yolculukların yapılması ve Mars üslerinin kurulması planlanmaktadır. Bu üslerde yaşama koşullarını oluşturma ve geliştirme çalışmaları şimdiden başlatılmıştır. ABD ‘de Dünya’dan tamamen yalıtılmış BIOS- 2 adlı geniş bir ortamda bu tür deneyler yapılmaktadır. Yaşamı Ay’a ve Mars’a taşıma çalışmalarına Japonya da büyük bir hızla başlamıştır. Japonlar, 2030 dan önce Mars üssünü kuracaklarını bildirmektedir.

Sovyetler Bîıiiği’nîn dağılmasından sonra, ilk kez bu ülkenin başlattığı uzay çalışmalarının geleceği oldukça karanlık görünmektedir. Sovyetler Birliği yıllardır kendi uzay istasyonlarındaki uygulamalı çalışmalara ağırlık vermiştir. 1985′ten buyana ikinci nesil 20 tonluk oldukça geliştirilmiş Mir Uzay istasyonu’nu etkin şekilde kullanmaktadırlar. Tıp, biyoloji, tarım ve teknoloji gibi konulardaki uygulama deneyleri yanında Mir istasyonu’na bilimsel amaçlı çalışan gözlem aygıtları da yerleştirilebilmektedir. Son birkaç yıldır Rusya, uzay çalışmalarında da batıya açılma, ortak çalışmalara girme politikası uygulamış; Fransa, İngiltere, İskandinav ülkeleriyle ortak deney programları oluşturmuş; hatta Suriye, Bulgaristan, Afganistan, Avusturya, Malezya ve Irak’la da bu yönde anlaşmalar yapmıştır.

19901ı yılların başlarında Sovyetler, uzay çalışmalarında birkaç başarısızlık da yaşamıştır: Mars’a gönderilen iki Phobos uzay aracıyla irtibat kaybedilmiş, yani araçlar uzayda kaybolmuş ve her nedense Buran adlı yeni uzay mekiği kullanılamamıştır. Sovyetler, geleceğe yönelik uzay çalışmaları olarak Energia- Buran kompleksi olarak fırlatma sistemlerini yenilemeyi ve 20′şer tonluk dört parçadan oluşacak dev bir uzay istasyonunun yapımını planlamaktadırlar. Ayrıca Sovyetler 1990′lı yılların ikinci yarısında Dünya yörüngesine x ve gama ışını teleskopları ve interferometre olarak kullanmak için 10 m çaplı radyo teleskopları yerleştirmeyi planlamaktadır. 1992 yılına girmeden Sovyetler Birliği’nin dağılmış olması nedeniyle uzay çalışmalarını her ne kadar olumsuz etkilemiş olsada önceden plânlanan programlan uygulamaya konmaktadır.

Gelişmekte olan hatta geri kalmış ülkeler, gelişmiş ülkelerin uzay çalışması programlarına birer ikişer katılarak bir ucundan uzay araştırmalarına başlamaktadır. Özellikle Birleşik Devletler Topluluğu son birkaç yıllık uzay araştırmaları politikası birçok ülkeye bu fırsatı vermiştir. Uzay araştırmaları ileri teknoloji gerektirir. Bir ülkenin uzay araştırmalarına başlaması o ülkede birçok sanayi kolunun gerektirdiği ileri teknolojinin hızla gelişmesini sağlar. Uzay çalışmalarında parasal zorlukları aşabilmek, araştırmalardan maksimum yararı sağlayabilmek ve aynı çalışmaları boşuna tekrar etmemek için NASA ve ESA da artık mümkün olduğunca yaygın bir uluslararası işbirliğini yararlı görmektedir ve projelerin her aşamasındaki gelişmeler ilgili Türk bilim adamlarına da gönderilmektedir.

Uzay çalışmaları, 1993 yılında ülkemizde de öncelikli bilim ve teknoloji alanları içine alınmış ve “Ulusal Gözlem Evi” kurulmasına karar verildikten sonra TÜRKSAT haberleşme, bilimsel ve yer uydu gözleme sisteminin gerçekleştirilmesi ve Türk Uzay Ajansı’nın kurulmasına olanak sağlanması için Fransız Aerospatiale firmasıyla bir anlaşma  imzalanmıştır,   İlk TÜRKSAT haberleşme uydusu, TÜRKSAT-1A 24 Ocak 1994 günü ESA’nın Ariane-4 roketiyle fırlatılmış ve fırlatılıştan 12 dakika sonra 3. kademe roketin ateşlenmesinde ortaya çıkan bir arıza nedeniyle düşmüştür. TüRKSAT- 1B ‘nin yörüngeye oturtulup hizmet vermeye başlaması Ağustos 1994′te gerçekleşmiştir. 1996 ortalarında TÜRKSAT-IC’nin yörüngeye oturtulması planlanmaktadır. Ayrıca ülkemiz, Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) kanalıyla Rusya’nın 1996′da atacağı Spectrum- X- Gamma uydusunun uluslararası gözlem işbirliğine katılmaya karar vermiştir. Bu gelişmelerle, gelecek 4- 5 yıl içinde olanaklar değerlendirilebilirse ülkemiz de uzay araştırmalarına girmiş olacaktır.

Daha 30 – 40 yıl önce denizlerin ve atmosferin insan eliyle kirletilebileceğine ihtimal verilmiyordu. Yer yüzünden sonra, büyük yerleşim merkezleri yöresindeki atmosfer ve denizler insan eliyle kirletildi; sonra bu kirlenme yüzeyde okyanuslara, atmosferde ise ozon katmanının, kutup bölgelerinde delinmesine kadar yayıldı. Bu bakımdan insanoğlu, günlük yaşamını kolaylaştıracak yönde teknolojiyi hızla geliştirirken çevreyi kirleterek geleceğini tehlikeye atmaktadır.

1957′de uzay araştırmalarının başlamasından bu yana Yer çevresindeki uzayın da hızla kirletilerek kritik bir noktaya doğru gidildiğini belirtmek gerekir. Uzay kirliliğini oluşturan çöpler, boş yakıt tankları, yapay uydu parçaları ve görevini tamamlamış işe yaramayan yapay uydulardır. Yer etrafında eliptik yörüngelerde dolanan bu çöpler çok yüksek hızlara sahiptir. Kuzey Amerika Hava Komutanlığı (NORA) Yer çevresinde dolanan bu cisimleri radar ve optik teleskoplarla gözetim altında tutmakta ve kataloglamaktadır. Bugün için 7000 kadar çöp kataloglanmıştır. Toplanması oldukça zor ve pahalı olan uzay çöplerinin sayısı hızla artmaktadır. Fazla yüksekte olmayan büyük parçalar atmosferin sürtünme etkisiyle frenlenip yere düşmeden yanmakta ve bazı kişiler tarafından UFO olarak saptanmaktadır. Uzay çöplerinin yoğunluğu son 30 yılda 10000 kat artmıştır. Çöp yoğunluğu bugünkü değerin 10- 100 katına ulaştığında parçalar arası çarpışmalar kritik bir değere ulaşacak, çarpışmalar sonucu, parçalar ufalanarak Yer etrafında yoğun bir zarf oluşturacaktır. Uzay araştırmaları için büyük tehlikeler oluşturan uzay kirlenmesi, bu hızla devam ederse gelecek yüzyılda uzay araştırmaları için en önemli sorunlardan biri olacak ve ciddi önlemler almayı gerektirecektir. Uzay araştırmalarını önde götüren gelişmiş ülkelerin sorumlu olduğu uzay kirlenmesine, şimdiden çözüm bulunması gerekmektedir.

Uzayın barışçı amaçlarla kullanımını düzenleyen uluslararası bir yasa, Birleşmiş Milletler genel kurullarında 1961 ve 1963 yıllarında kabul edilmiştir. Düzenlenmesinde okyanusların ve Antartika’nın barışçı amaçlarla kullanımı için oluşturulan uluslararası yasanın örnek alındığı uzay yasası, uzayda uluslararası işbirliğini öngörür. Uzayda nükleer denemeler bu yasayla yasaklanmıştır. Her ulus, uzayda barışçıl etkinlikleri için eşit haklara sahiptir. Yine uzay istasyonlarına ve gök cisimlerine nükleer silâh yerleştirilmesi ve oralarda askeri üsler kurulması bu yasayla yasaklanmıştır. Zor durumda kalan uzay adamlarına hangi ulustan olursa olsun uzayda yardım edileceği kabul edilmiştir. Yasa ayrıca, ülkelerin kendi uzay araçları tarafından uzayda ve Yer yüzeyinde verdikleri ve verecekleri zararlar için sorumlu tutulacaklarını belirtmektedir.

1.  Uzay araştırmalarının amaçlarını açıklayınız.

2.  Uzay araştırmalarının yararları nelerdir?

3.  Momentumun  korunumu  ilkesini   kullanarak   bir   roketin   itme   gücünü formülleştiriniz.

4.  Pervaneli uçaklar uzayda neden yol alamaz?

5.  Yapay uyduların hızlarını bulmada Kepler yasalarını nasıl uygularsınız?

6.  Astronomik gözlemleri uzaydan yapmanın avantajları nelerdir?

7.  Bazı gök cisimlerinin yaydığı; morötesi, x ve gama ışınımları Yer yüzünder neden gözlenemez?

8.  Apollo projesinin amacını ve sonuçlarını yazınız.

9.  Uzay araştırmalarında uzay mekiklerinin önemini belirtiniz. Kullanılan ve yapımı plânlanan uzay mekikleri hakkında bilgi toplayınız.

10.  Uzay istasyonları ne işe yarar? Ay ve Yer, birer uzay istasyonu sayılabilir mi?

11.  Uzay kirlenmesi nasıl önlenebilir? Tartışınız.

Daha önceki bölümlerde Güneş Sistemi ve yıldızların genel özelliklerini gördük. Bu bölümde yıldız kümelerini ve yıldızlararası maddeyi tanıdıktan sonra Galaksimiz Saman Yolu‘ndan sözedeceğiz. içinde milyarlarca yıldız barındıran Saman Yolu‘nun basitçe yapı ve özelliklerini inceleyeceğiz. Diğer galaksiler ve galaksi kümelerini vereceğiz; ufkumuzu biraz daha genişleterek evrenin dış sınırlarında gözlenen kuazarlar ve evrensel genişlemeye değineceğiz. Bu bölümde son olarak Evren modellerinden söz edeceğiz.

Saman Yolu içinde yıldızlar tek, çift ya da birkaç yıldızlı sistemler olarak bulundukları gibi çoklu sistemler olarak da bulunurlar; bunlara, yıldız kümeleri denir. Bir yıldız kümesi, fiziksel olarak birbirlerine çekimset bağlılıkları olan yıldızlar grubu olarak tanımlanabilir. Küme içindeki yıldızların uzaydaki hareketleri incelendiğinde; aynı hızla, aynı yönde ve belli bir noktaya doğru hareket ettikleri görülür. Yıldızların bu özellikleri kümeye ait olup olmadıklarını belirler, iki tür yıldız kümesi vardır. Açık ve küresel yıldız kümesi.

a)  Açık yıldız kümesi: Yıldızların kümelenmesi bir merkez etrafında değildir ve dağınıktır. Çekimse! bağlılıkları gevşektir. Böyle kümelere, açık kümeler denir. Açık yıldız kümelerinde; genç yıldızlar, gaz ve toz bulunur. Bu kümelerde yaklaşık 100 ile 10 000 arasında yıldız vardır. Öküz (Taurus) takım yıldızı içindeki Ülker, ve yine öküz takım yıldızı içindeki Hyades bu gruba birer örnektir (Şekil 5.1). Bu kümeler çıplak gözle görülebilir. Ülker kümesi 250 den fazla yıldız içermekle beraber, ancak 6 – 7 tanesi çıplak gözle görülebilecek kadar parlaktır. Ülker açık kümesinin çapı 40 ışık yılı kadardır. (Işık, kümenin bir ucundan diğer ucuna 40 yılda gitmektedir.) Açık yıldız kümeleri galaksi düzleminde, genellikle sarmal kolların içinde veya yakınında bulunurlar.

b)   Küresel yıldız kümesi: Kümelenmeleri küre şeklini andıran çok büyük ve sıkışık olan yıldız kümelerine, küresel yıldız kümesi denir. Küresel yıldız kümelerinde yaşiı yıldızlar bulunur, ve bu kümelerde 10 000 ile 1 000 000 arasında yıldız vardır (Şekil 5.2). Güneş fcomşuluğunda küresel küme yoktur, çoğu galaksi düzleminden uzaktadır. «Galaksimizin merkezi etrafında küresel bir dağılım gösterirler (Şekil 5.3).      

Uzay boşluğu sanılan yıldızlararası ortamda madde vardır; ancak, bu maddenin yoğunluğu yıldızlardaki yoğunluktan milyonlarca kez daha azdır. Yıldızlararası madde, gaz ve toz parçacıklarından oluşur, örneğin, 1 cm3 lük yıldızlararası uzayda ortalama olarak bir atom ve 1 km3 lük uzayda ise 25- 50 arasında küçük parçacık bulunur; buna karşın, Yer’de, deniz seviyesinde, 1 cm3 lük hacimde milyarlarca molekül bulunmaktadır.

Yıldızlararası ortamdaki maddenin içeriğine biraz daha ayrıntılı bakıldığında aşağıdaki elemanlardan oluştuğu görülür:

a)  Sıcaklığı 10-10 000°K arasında olan ve soğuk madde olarak kabul edilen nötr ya da iyonlaşmış gaz, moleküller ve toz parçacıkları, ışınım gücü yüksek, sıcak yıldızlar, uzaya yaydıkları enerji ile, çevrelerindeki gazın sıcaklığını yükseltirler ve gazı iyonlaştırırlar. Gözlenen iyonlaşmalardan, ortamdaki sıcaklığın 10 000″K civarında olduğu sonucu çıkarılmaktadır. Yıldızlararası ortamda enerjisi veya sıcaklığı daha fazla olan başka madde olduğundan; sıcaklığı 10 000°K’e kadar olan maddeye soğuk madde denilmektedir.
b)  Enerjisi veya sıcaklığı çok daha yüksek olan ve kozmik ışınlar denilen atom çekirdekleri,
c)   Bildiğimiz Röntgen ışınları, morötesi ışınlar ve genel olarak elektromanyetik ışınlar,
d)  Çok yüksek enerjili ve nötrino denilen,   Büyük- Patlama (Big-Bang)   sonucu   ortaya   çıkan   ve   yıldızların   evrimleri   süresinde   salınan parçacıklar,
e)  Manyetik alan.

1944  yılında Hollandalı Van de Hulst, hidrojen atomunun 21 cm de bir radyo dalgası yaydığını ve bunun gözlenebileceğini öngörmüştür. Yıldızlararası ortamda en bol hidrojen olduğu için söz konusu buluş oldukça önemlidir. Daha da önemlisi radyo dalgaları yıldızlararası ortamdaki kozmik tozlardan etkilenmemektedir veya kozmik tozlar tarafından soğurulmamaktadır. Böylece çok uzaklardaki gök cisimlerinden gelen radyo yayınları gözlenebilmiştir. Optik astronomiye göre radyo astronominin gücü, radyo dalgalarının bu özelliğinden kaynaklanmaktadır.

1945   yılında 2. Dünya Savaşı bittikten sonra bilim adamları sivii görevlerine döndü. Savaş süresince bilimsel birikimler ve teknolojik gelişmeler oldu. Bu birikim radyo astronominin hızla gelişmesini sağladı. Radyo teleskoplar gelişti. Böylece yıldızlararası maddenin yapısının ayrıntılı olarak incelenmesi kolaylaştı. Galaksimizdeki nötr hidrojen gazının dağılım haritası çıkarıldı. Yıldızlararası ortamda soğuk bölgelerde ve hidrojen atomu gibi radyo yayını yapan birçok molekül keşfedildi. Bugün yıldızlararası ortamda canlıların yapısında bulunan organik maddeleri içeren 45 ten fazla molekül gözlenmiştir. Bunlardan bazıları; su buharı, formik asit, metil alkol, formaldehid ve hidrojen siyanürdür. Bu moleküllerin çoğu 1970 li yıllardan sonra gözlenmiştir.

Yukarıda söz edilen yıldızlararası ortamdaki gaz ve toz yer yer (yoğunluğu 10 cm”3 ile 106cm”3 arasında değişen) birikintiler oluşturur. Bunlara, bulut ya da bulutsu (nebula) denir. Bulutsular Saman Yolu içinde görüldüğü gibi, başka galaksiler içinde de gözlenmektedirler. Optik olara* parlak görünenleri olduğu gibi, karanlık görünenleri de vardır. Ancak, içerdikleri madde aynıdır. Farkları, içlerinde ışık kaynağının olup olmamasındadır. Son tahminlere göre yıldızlararası maddenin % 99′u gaz ve geriye kalan % 1′i de küçük toz parçacıklarından ibarettir. Yıldızlararası ortamda gaz ve toz beraberce bulunurlar. Ancak, kütle olarak gazın toza oranı 100′e 1 gibidir. Yıldızlararası ortamda, temelde hidrojen, ve bir miktar helyum, karbon, azot, oksijen, neon, demir ve bunun gibi elementler bulunmaktadır. Bu kimyasal yapı genç yıldızların yapısını andırmaktadır. Böylece yıldızların, yıldızlararası gaz ve toz bulutlarından oluştuğu anlaşılmaktadır. Yıldızlararası ortamda çeşitli boyut ve kütlelerde bulutsuya rastlanmaktadır. Örneğin, boyutları 0.1 ışık yılı ile 35 ışık yılı arasında olan toz bulutları gözlenmektedir. Buna karşın dev molekül bulutlarından da söz etmek gerekir, isminden de anlaşılacağı gibi molekül bulutları içinde hem çeşit hem de sayı bakımından daha çok molekül bulunmaktadır. Molekül bulutları karanlık bulutsulardan hem daha yoğun hem daha sıcak hem de acim olarak daha büyüktür, genellikle ışınım yayan bulutsuların yakınında bulunurlar. Bulutsuların kütleleri tipik olarak 60- 100 güneş kütlesi aralığında olmakla beraber daha küçük ve daha büyük olanları da vardır.

Birkaç farklı tipte bulutsu vardır:

Parlak bulutsular: Yakınında çok sıcak bir yıldızın veya birden fazla yıldızın aydınlattığı ve bunun sonucu ışık saçan bulutsular, parlak bulutsular olarak adlandırılır. Kimi parlak bulutsular yalnız aydınlatan yıldızın ışığını yansıtırlar; bunlara, bazen yansıma bulutları da denir. Çoğunda ise aydınlatan sıcak yıldızın yaydığı yüksek enerjili ışınlar bulutsu içindeki hidrojen gazı tarafından soğurulur ve daha sonra Ha olarak tekrar salınırlar. Bu nedenle bu tip bulutsulara, bazan salma bulutsuları da denir. Güneşin de içinde bulunduğu “Orion” sarmal kolu içinde bulunan Orion takım yıldızındaki Büyük bulutsu bu tipe bir örnektir (Şekil 5.4).


Karanlık bulutsular: Saman Yolu’nun teleskoplarla fotoğrafı çekildiğinde yer yer karanlık bölgeler dikkati çeker. Seksen veya doksan yıl önce ilk gözlendiklerinde, bu bölgelerin birkaç yıldızın bulunduğu delikler olduğu sanılmıştı. Ancak, şimdi biliyoruz ki karanlık görünen bu görüntüler büyük gaz ve toz bulutlarıdır. Daha uzaktaki gök cisimlerinden gelen ışığı engellerler ve geçirmezler, bu sebeple karanlık görünürler. Bu tip bulutsuların arkasında kalan bölgelerdeki gök cisimlerini görmemiz olası değildir. Yine Orion takım yıldızı içinde bulunan Atbaşı Bulutsusu bu gruba iyi bir örnektir (Şekil 5.5).

Bazı yıldızlar yaşamlarının belli bir evresinde patlama gösterirler ve dış katmanlarındaki maddeyi uzaya atarlar. Uzaya atılan madde yıldızın etrafında ve çekim alanı içinde kalır. Bunu soğanın dışındaki birkaç katmanın göbek kısmından ayrılması gibi düşünebiliriz. Ayrılan ve kabuk şeklindeki bulutsu dışa doğru yavaş yavaş genişler. Bunlar, merkezi yıldız etrafında kabuk oluştururlar. Esasen gezegenlerle hiçbir ilgileri yoktur. Ancak görünüşü, teleskoplarla bakıldığında gezegenlerin görünüşünü andırdığı için bu adla anılmaktadırlar. Çalgı (Lyra) takım yıldızı içindeki Yüzük bulutsusu bu tipe güzel bir örnek oluşturur (Şekiî 5.6).

Gezegenimsi bulutlar:

Süpernova kalıntıları: Boğa takım yıldızı içindeki Yengeç bulutsusu buna en güzel örnektir (Şekil 5.7). Belli bir kütleye sahip olan yıldızlar, yaşamlarının belli bir evresinde şiddet!; bir patlama geçirirler. Kütlelerinin yarısından fazlasını uzaya atarlar. Geriye, sıkı, ekseni etrafında milisaniyelik dönme periyodu olan ve bugün nötron yıldızı olduğunu bildiğimiz atarca (pulsar) kalır. Atılan gaz kütlesi merkezdeki yıldız etrafında yavaş yavaş genişleyen bulutsuyu oluşturur Yengeç bulutsusu böyle oluşmuş bir bulutsudur. Onu oluşturan patlamayı Çinliler 1054 yılında gözlemiş ve gündüz ikinci bir güneş gibi bir süre izlemişlerdir, çünkü patlama sonucunda yıldız parlaklığını milyon kez artırmaktadır. Benzer bir oluşum 1987 yılında Büyük Macellan Bulutu içinde de gözlenmiştir. Ancak bu süpernova çok uzak (yaklaşık 160000 ışık yılı) olduğu için gündüz görülememiş, güney enlemlerden geceleri gözlenebilmiştir.

Ormana girdiğimizde tek tek ağaçları görürüz ve ormanın şeklini anlayamayız. Benzer şekilde; içinde bulunduğumuz için Galaksimizin tamamını görebilmemiz mümkün değildir. Ancak galaksilerin fotoğrafını çekebiliriz. Bir önceki bölümde söz edilen 21 cm lik hidrojen radyo dalgası gözlemleriyle madde dağılımı incelendikten sonra Galaksimizin onlara benzediği anlaşılmıştır.

Gece gök yüzüne baktığımızda görünen; gök küreyi yaklaşık olarak büyük daire boyunca saran parlak ve yaygın ışık bandına Saman Yolu denir, ingilizce’de Sütlü Yol anlamında “Milky Way” olarak bilinmektedir
Saman Yolu’na üstten ya da yandan bakabildiğimizi var sayalım. Yandan bakıldığında kurbağa yutmuş yılanı andırır, üstten bakıldığında ise sarmal kolları açık olarak görülür (Şekil 5.8} ve yassı bir cep saatine benzer Şekil tamamen temsilidir, ölçülere uygun çizilmemiştir.

Saman Yolu’nun AB çapı yaklaşık 100 bin ışık yılı uzunluğundadır (Bir ışık yılı, 300000 km/sn hızla hareket eden ışığın bir yılda aldığı yoldur.) O merkezli şişliğin CD kalınlığı ise 15 bin ışık yılıdır. Güneş, Saman Yolu merkezine yaklaşık 30 bin ışık yılı uzaklıkta, ve Saman Yolu düzleminin 26 ışık yılı kuzeyindedir (Şekil 5.8).

Şekil 5.8 de görülen sarmal kollarda;gaz, toz, molekül bulutları,  genç yıldızlar ve açık kümeler bulunur. Yaşlı yıldızlar ve küresel kümeler ise Saman Yolu merkezi etrafında daha küresel bir dağılım gösterir.

Araştırmalar, Saman Yolu’nun merkeze yakın iç kısmının katı bir cisim gibi döndüğünü göstermiştir iç kısımdan uzaklaştıkça, merkezden dışarıya doğru yörünge hızları artar ve güneşin bulunduğu yere (Şekil 5.8 de G noktası) gelmeden önce veya güneş dairesi civarında hız değişimi yön değiştirir. Bu noktadan sonra yörünge hızları uzaklıkla ters olarak değişir;hızlarda yavaşlama görülür (Şekil 5.9). Yörünge hızlarının merkezden dışarıya doğru Şekil 5.9 da görüldüğü gibi değişmesi, Saman Yolu’nun CD ekseni etrafında farklı (diferansiyel) dönmesi olarak tanımlanır.

ikinci Dünya Savaşından sonra radyo teleskopların gelişmesi ve hidrojen atomunun 21 cm dalga boyunda radyo ışınımı yaydığının keşfedilmesi Saman Yolu’nun dönmesinin ayrıntılı gözlenmesini mümkün kılmıştır. Doppler kaymasından yararlanarak, 21 cm radyo yayını yapan hidrojen bulutlarının dönme hızları bulunmuş ve farklı dönmenin olduğu belirlenmiştir. Zaten üstten görünüşünün verdiği izlenim, sarmal kollar ve şeklinin basıklığı da bunu anlatmaktadır.

Güneşin Saman Yolu merkezi etrafında dolanma hızı yaklaşık 220 km/sn dir. Böylece Güneş sistemi, merkez etrafındaki bir dolanmayı yaklaşık 200 milyon yılda tamamlar.

Optik ve radyo gözlemleri Saman Yolu’nun 3 ana sarmal kolunun olduğunu göstermiştir. En içte Sagittarius, daha sonra Orion ve en dışta Perseus sarmal kolu bulunmaktadır. Güneş sistemimiz Orion sarmal kolu içinde yer almaktadır (Şekil 5.10).

Güneş komşuluğunda gözlenen dönme hareketinden ve Saman Yolu merkezine olan uzaklıktan yararlanarak, Saman Yolu’nun kütlesini hesap etmek mümkün olmuştur. Buna göre Galaksimiz, Saman Yolu’nun kütlesi 100 milyar Güneş kütlesine eşdeğerdir. Bu demektir ki Saman Yolu yaklaşık 100 milyar yıldız içermektedir.