Değişken Yıldız Gözlemi

Yıldızlar… Bize en yakın ve tanıdık olan Güneş’le saymaya başlayalım. Ardından Alpha Centauri ve Bernard Yıldızı ile devam edelim; yüz milyar civarına geldiğimizde daha yeni yeni galaksimiz Samanyolu’ndaki yıldızları bitiriyor olacağız. Halbuki içinde yüz milyarlarca yıldız sayabileceğimiz daha yüz milyarlarca galaksi bizi bekliyor. Böylesine devasa evreni oluşturan yıldızlar sayıca fazla oldukları gibi çeşit ve karakter olarak da oldukça zenginler. Parlaklıkları zamanla değişenler, yüksek enerji seviyelerinde ışıma yapanlar, saniyede onlarca kez kendi ekseni etrafında dönenler, çevresinde gezegen sistemi olanlar, çoklu sistemler halinde bulunanlar… Bu yıldızlar arasında öyle bir tür yıldız türü var ki, bu yıldızlar yıllardır amatör astronomları peşinden sürüklüyor: Değişken yıldızlar. Peki, bizler amatör astronomlar olarak değişken yıldızları neden ve nasıl gözlüyoruz?

İlk sorunun cevabı işin biraz detaylarına girmeye başladığınızda gün yüzüne çıkıyor. Aslında değişken yıldızlar, yıldız evriminin en güzel göstergeleri. Hem de bu evrimin sonuçlarını astronomi ölçeğinde alışkın olduğumuz yüzlerce ya da milyonlarca yılda değil, bir gecede ya da bir kaç saat içerisinde bile gözleyebiliyoruz.

Değişken yıldızlar isimlerini parlaklıklarındaki değişimlerden alıyorlar. Bu değişimin iki nedeni olabiliyor. Birincisi dış nedenler; örneğin bir çift yıldız sisteminde yıldızlar birbirlerinin önünden geçerek birbirlerinin ışığını engellerler (örten çift yıldızlar) ya da dönen bir yıldızın yüzeyindeki parlaklık farklılıklardan dolayı görünür parlaklığı değişir. (dönen değişkenler – rotating variables) Değişkenliğin ikinci nedeni ise iç nedenler olabilir. İşte, yazının başında bahsettiğim yıldız evrimi burada devreye giriyor. Hayatlarının daha başındaki genç yıldızlar daha kararlı ana kol (main sequence) evresine geçemediklerinden parlaklıklarında zaman zaman değişimler görülebilir. Diğer değişkenlerde ise uzun bir süre hayatta kalıp çekirdeklerindeki yakıtı tükettiklerinden dengesizlikler başlar, bu da parlaklık değişimlerine yol açar.

Kataklismik (patlayan) değişken yıldız sisteminin hayali çizimi. Sistemdeki beyaz cüce (sağ üstte) diğer yıldızdan madde çalıyor. Bu madde beyaz cüce etrafında yığılarak zaman zaman patlamalara neden oluyor.

Değişken yıldızları gözleyerek bu yıldızlar ve evrimleri hakkında birçok bilgi edinebiliriz. En önemlisi ise bu bilgileri bilimsel olarak paylaşabiliriz.
“Nasıl yani? Bildiğimiz makale şeklinde mi?” diye soruyorsanız, cevabımız:
“Evet, tam üstüne bastınız; bilimsel makale şeklinde!”

Gökyüzünde gözlenmeyi bekleyen binlerce değişken yıldız var fakat profesyonel astronomların gözlem zamanları ve teleskoplara erişimleri kısıtlı. Bunu aşmanın en güzel yolu ise her gece teleskobunun başında olabilen ve herhangi bir kısıtlama olmadan (bulutlar hariç) gözlem yapabilen amatörlerden yardım almak. İşte amatör değişken yıldız gözlemciliği tam da burada devreye giriyor. Dünya’nın dört bir yanında birçok amatör, birçok değişkeni gözleyerek güncel veriler elde ediyor ve bunu bilim dünyasının kullanımına sunuyor. Bu veriler de GCVS ve VSX gibi veri tabanlarında tutuluyor.

Şu ana kadar anlattıklarım ilginizi çekti ve siz de bir değişken yıldız gözlemi mi yapmak istiyorsunuz? Gelin bunu adım adım inceleyelim:
Öncelikle gözleyeceğiniz değişken yıldızı seçmelisiniz. Gökyüzünde binlercesinin olduğunu söylemiştim, bunlar arasında elinizdeki olanaklara ve ilginize göre bir seçim yapmalısınız. Bunun için seçim kriterleri:

– Gözleminizi yılın hangi zamanında yapacaksınız?
Bu, gözleyeceğiniz yıldızın bulunduğunuz konumda gece gökyüzünde olup olmadığı gösterecektir.

– Ne kadar sıklıkla gözlemler yapacaksınız?
Gözlem sıklığınız, gözleyeceğiniz değişken yıldız tipini belirleyecektir. Örneğin parlaklığı uzun sürelerde değişen (uzun periyotlu) yıldızları gözlemek için ayda bir kez gözlem yapıp veri almak yeterli olabilir. Özellikle açık gökyüzünün nadir olduğu yerlerde bu tip değişkenleri gözlemek daha verimli olacaktır. Diğer seçenek ise anlık değişim gösteren değişken yıldızları gözlemek: Örneğin kataklizmik (patlayan) değişkenler. Bu değişkenler bir gecede hatta bir saat içinde parlayıp sönükleşebilirler. Bazı tiplerdeki bu değişimler tahmin edilemediği için bu değişken yıldızlar üzerinde veri toplamak istiyorsanız sık sık gözlem yapmanız gerekecektir.

Uzun periyotlu Mira tipi değişken olan R Leonis’in parlaklığının 10 yıl boyunca değişimini gösteren grafik. (Kaynak: AAVSO – Amerikan Değişken Yıldız Gözlemcileri Birliği)

– Gözlemlerinizi ne ile yapacaksınız?
Bazı değişkenler çıplak göze veya küçük bir dürbünle gözlenebilirken bazıları sönük olduklarından sadece teleskopla gözlenebilirler. Elinizdeki olanaklarınıza göre hedefinizi belirlemeniz gerekecektir. Örneğin çıplak gözle gözlem yapmak isteyenlerin değişim aralığının gözle fark edilecek kadar büyük olduğu yıldızları seçmelerinde yarar var. Değişim aralığının çok düşük olduğu yıldızlarda teleskopla birlikte daha hassas CCD görüntüleyiciler de kullanılabilir.

Bunlar arasında kendinize uyan kriterlere göre seçimi gerçekleştirdikten sonra yapmanız gereken AAVSO’nun internet sitesinden sağlanan, gözleyeceğiniz yıldızın konumunu ve etrafındaki karşılaştırma yıldızı olarak kullanacağınız yıldızların bilgileri olan çizelgeyi indirmek. Hedefiniz olan değişken yıldızın parlaklık değişimlerini, karşılaştırma yıldızlarının parlaklıklarını referans alarak belirleyeceksiniz. (Karşılaştırma yıldızı olarak verilenlerin parlaklıkları sabittir.)

Örnek bir karşılaştırma çizelgesi (Kaynak: AAVSO Değişken Yıldızların Gözlem Kılavuzu):

Değişken yıldızı elinizdeki çizelgeyi kullanarak bulmanız gerekiyor. Bu ilk denemelerde biraz zorlayıcı olabilir fakat bir kaç deneme ile gözleyeceğiniz değişken yıldızı ve karşılaştırma yıldızlarını rahat bir şekilde bulabilirsiniz.

Örneğin teleskobun okülerinden gözlem yaptığınızı düşünelim. Gözleyeceğiniz değişken yıldızı ve karşılaştırma yıldızı olarak kullanacağınız iki yıldızı buldunuz. Karşılaştırma yapacağınız yıldızlardan birini değişkenden biraz daha parlak ve diğerini biraz daha sönük olan yıldızlardan seçmeniz uygun olacaktır. Örneğin karşılaştırma yıldızlarımızın parlaklıkları sırasıyla 12.4 ve 13.0 kadir olsun. Değişken yıldızın parlaklığı tam bu ikisi arasında ise 12.7 olarak kaydediyoruz. Eğer parlak olana daha yakın ise 12.6 ya da 12.5 olarak; sönük olana daha yakın ise 12.9 olarak kaydediyoruz. (Bazı durumlarda değişken yıldızın parlaklığı seçtiğimiz karşılaştırma yıldızları ile aynı da olabilir.) Bu değerler gözünüzün fark etme gücüne göre değişebilir. Zamanla bu konuda deneyim kazandıkça gözleriniz bir kadirin onda biri kadar hassaslığa ulaşabilir.

Gözlemlerinizdeki hassaslığı arttırmak için gözle gözlemek yerine CCD kameralarla görüntü alıp karşılaştırmayı bilgisayarda ışık ölçümü (fotometri) programları kullanarak (Maxim DL, Mira vs vs..) yapabilirsiniz. Bu tip çalışmalarla bir kadirin yüzde biri hassaslığa ulaşılabilir.

Gözlemi yaptık, verileri topladık; sıra bunları paylaşmaya geldi. Yaptığınız gözlemleri düzenleyerek AAVSO’nun veri tabanına bir program aracılığıyla gönderebilirsiniz. Verileriniz veritabanına yerleştirilerek gözlediğiniz değişken üzerinde yapılan tüm çalışmalar size gösterilecektir. Böylece yaptığınız çalışmaların diğer çalışmalarla ne kadar örtüştüğünü de buradan inceleme fırsatı bulabilirsiniz.

Yaptığınız gözlemler biraz daha ileri seviye ve bilimsel bir soruya cevap niteliği taşıyorlarsa bunu makale haline çevirip, bir dergiye dahi gönderebilirsiniz.

Siz de amatör çalışmalarla gerçek bilime katkı sağlamak istiyorsanız, değişken yıldız gözlemciliği tam size göre. Değişken yıldızlar ve gözlemleri hakkında detaylı bilgi edinmek isteyenler Haldun Menali, Tuğrul Uşaklı ve Sabahattin Bilsel’in özverisiyle Türkçe çevisi yapılan AAVSO – Değişken Yıldızların Gözlem Klavuzu’nu (PDF – 5.4 Mb) mutlaka incelemeli. Güncel değişken yıldızlar, gözlem programları ve teknikleri konusunda AAVSO’nun internet sitesinden de yararlanabilirsiniz.