Gökküre ve Hareketleri

Gökküre ve Hareketleri

Gök olgusunu ve gök cisimlerinin durumlarım açıklamanın en iyi yolu, tüm cisimlerin, yeryüzüyle eş- merkezli saydam bir küre —ters çevrilmiş bir ‘kase’— içine yerleştirilmiş olduklarını düşünmektir. İnsan gözü, yeryüzü üstündeki konumu nedeniyle bu gök cisimlerinin değişik uzaklıklarını belirleyemediğine göre, böyle bir kuramsal küre düşünmek doğaldır.
Gökküre kavramı için daha temel bir neden, bu kuramsal geometrik cismin yıldızların konumlarını —yani görünüş çizgilerinin yönünü— belirlemekte son derece yararlı oluşudur. Bu çizgi, gözlemcinin gözünden, gözlemlenen cisme uzanan düz çizgi olarak tanımlanabilir. Görüş çizgisinin eğimi, ufka bağlı olarak değişebilir ve dört ana yöne (kuzey, doğu, güney, batı) göre her doğrultuda uzanabilir. Görüş çizgisi, ufuk düzlemiyle ve dört ana yönle bağıntılı da olabilir. Ve bu çizginin gökküre üstündeki kesim noktası, küre üstündeki öteki noktalara başvurularak belirtilebilir.
Yeryüzü boylamlar ve enlemlerle bölünmüş olduğundan, yüzeyindeki herhangi bir noktanın konumunu belirlemek oldukça kolaydır. Bu bölümlemeler, yeryüzünün dönme hareketinden, kutupların konumlarından ve ekvator düzleminden çıkarılmıştır.
Aynı ölçütler kullanılarak gökküre de bölünebilir. Yalnızca yeryüzünün dönme hareketinin bir yansıması da olsa, gökküre de kendi ekseni çevresinde döner gibi görünmektedir. Eski Yunan düşünürleri, yıldızların doğuş ve batışlarını, kürenin, bir noktasından girip karşıt noktasından çıkan bir eksen çevresinde batı doğrultusundaki günlük dönüşüne bağlarlardı. Kopernik, yeryüzünün günlük dönüşünün, gökyüzünün görünümünü hareketli kıldığını düşünürdü.
Gökbilim çalışmalarında, gökyüzündeki koordinatları belirlemek için en az dört sistem kullanılabilir.
Bunlardan her biri özel bir olaylar kategorisine uygundur. Bu dört sistem şunlardır: 1) Ufuğa, başucuna ve boylamlara başvurarak gökcisimlerinin açı ve yüksekliklerini ölçmeye yarayan bir aletle (altazimut) belirlenmiş koordinatlar sistemi; 2) Yıldızların konumlarını, dünyanın yörüngesine bağıntılı olarak belirten sistem; 3) Yeryüzü yörüngesi düzleminin, yani tutulumun gökküre üstündeki izdüşümü alınarak oluşturulmuş, yeryüzünün güneş çevresindeki dönüşünü temel alan sistem; 4) Hem gökada içindeki, hem de dışındaki cisimlerin nispi konumlarını belirlemekte kullanılan, gökada ekvatorunu (gökadanın merkez düzlemini) temel alan sistem.
Bu sistemlerin kullanılışında uygulanan üç temel düşünce vardır. Bunlardan biri, bir cismin konumunu, yani gökyüzü üstündeki koordinatlarını belirlemekte kullanılan başvurma noktaları ve çemberleridir. İkinci düşünce, bu temel çemberleri belirlemektir. Üçüncü düşünce de, belli bir sistem içinde verilmiş koordinat değerlerinin başka bir sisteme göre nasıl belirlenebilecekleridir.
Konumuz, bu görüşlerden yalnızca ilk ikisini ayrıntılı biçimde kapsamaktadır. Üçüncüsü, küresel trigonometriyle çözümlenebilecek yalın bir matematik problemidir.

ALTAZİMUT KOORDİNATLARI

Gökkürenin altazimut koordinatlarıyla nasıl bölümlendiğini anlamak için, kürenin merkezinden (her zaman O ile gösterilir) dimdik bir çizginin hem aşağıya, hem de tepeye doğru uzatıldığını düşünün. Bu çizginin tepeyle kesiştiği noktaya, Arap gökbiliminden gelen Zenit (başucu) adı verilir. Gökküre üstünde başucu Z ile gösterilir ve;:,ZO dik çizginin yönünü gösterir. Dik çizginin gökküreyle alt bölümde kesiştiği noktaya, gene Arapçadan gelen Nadir (ayakucu) adı verilir ve N harfiyle gösterilir. Ayakucu resimdeki yarıkürede görünmemektedir; çünkü yalnızca yukarı yarıküre verilmiştir.
Kürenin çapı önemsizdir; çünkü koordinat sistemleri bu etkene dayanmaz. A, gözlemcinin görüş çizgisiyle küre üstündeki bir gökcisminin karşılaşma noktasıdır. Bu cismin gökküre üstündeki konumu şu süreçle açıklanır: Başucundan, ZS, ZE, ZN, ZW çemberleri önemli noktaların her birinde ufka dik inecek biçimde izlenirler. A noktasından beşinci bir çember olan ZAH geçirilir. Bu çemberlere, dik çemberler yada yükseklik çemberleri de
nir. NZS (boylam çemberi) ve EZW (ilk dik çember), temel çemberlerdir.
AH yayının derecelerle ölçülen açısı, cismin ufuk üstündeki yüksekliğidir. Açı H ve O ile A ve O noktalarının birleştirilmesiyle belirlenir. Tamamlayıcı yay ZA ise, cismin başucu uzaklığıdır.
Gökküreyi başucu ve ayakucu noktalarından geçerek bölen çemberler, gök- küreninkine eşit çapları olan büyük çemberlerdir. Gökkürenin tam tanımlanması için yatay çemberler de çizilmelidir. Buna bir örnek, temsili A noktasından geçen yatay çemberdir (ufkun düzlemine paralel). Bu yatay MRT çemberineJ kendisine yada ekvatora paralel tüm çemberlere olduğu gibi almucantar adı (gene Arapça bir ad) verilir.
Yatay çemberler bir gökcisminin bir koordinatını —enlemini— verirler. Aynı yatay çember üstüne düşen tüm cisimler aynı enlemdedirler. Sistemin ikinci koordinatından güney açısına geçmeden önce başucu Z’den geçen ve N ile S (Kuzey ve Güney) noktalarında ufku kesen boylam çemberinin, gökküre kutbu P’den de geçtiğini belirtelim. Ayrıca ilk çember
boylama dikey olandır ve ufukla E ve W noktalarında (Doğu ve Batı) birleşir.
Artık A cisminin güney açısını tanımlamak için tüm bileşenler elimizde. Güney açısı, güney noktasından ZAH çemberinin ufukla kesiştiği H noktasına doğru hareket ederken görüş çizgisinin üstünden geçmek zorunda olduğu açı düzlemidir. Yada, gökküreye Z noktasında teğet olan bir düzlem düşünün ve bu düzlemin üstüne O noktasından boylam ve yükseklik çemberi ZAH’ı düşürün. Sonuçta çıkan açı düzleminin büyüklüğü, gökküre üstünde SZ ve ZH çemberlerinin açısını tanımlamakta kullanılır. Güney açısı, SWH yayı olarak da dile getirilebilir.
Gökbilimciler çoğunlûkla, güney açısını güneyden başlayarak SWNE yönünde hesaplarlar. Oysa denizciler kuzeyden başlayarak NESW yönünde giderler (günümüzde birçok gökbilimci de bu yolu benimsemektedir).
Bu sistemde kullanılan iki koordinat (yükseklik ve güney açısı) öteki sistemleri anlamak için iyi bir başlangıç noktasıdır.

GÖKKÜRESEL ENLEM VE BOYLAM
Gökbilimciler, cisimlerin koordinatlarını kapsayan denklemler kullanarak, tutulum (eki iptik) üstündeki görünür hareketini ve Ay ile gezegenlerin tutuluma yakın düzlemler üstündeki hareketlerini inceler, açıklar ve önceden kestirirler. Bu yoldan, tutulumu başvurma noktası olarak alan bir koordinat sistemi gelişmiştir. Resimde tutulum çemberinin böldüğü gökküre görülmektedir. Tutulum, gökküre üstündeki iki kutbun PE ve P’E’nün konumlarını belirler. Tutulum çemberi, gök ekvatoru EC’ye 23°27′ eğiktir. Bu yüzden PNPE yayı da 23°27’dır.
Bir A yıldızının konumu şöyle belirlenebilir: Tutulum ile yıldızın kutuplarından geçen büyük bir çember çizilir ve yıldızın enlemi olarak bilinen YA yayı ölçülür. Tutulumun kutupları ile ilkbahar noktasından ikinci bir büyük çember geçirilir ve Tepe yayı yıldızın boylamı olur. Bu sistem özellikle gezegenlerin hareketlerini betimlemede yararlıdır.

GÖKADA KOORDİNATLARI

Bir gökadanın (galaksi) yapısı incelenirken, sistemin bakışımları üstüne kurulu koordinatlar kullanmak yararlıdır. Resimde, üstüne Samanyolu çizilmiş gökküre görülmektedir. Eksenleri boyunca karşılıklı kutupların konumlarını belirleyen gök ekvatoru uzanmaktadır. Samanyolunun kesin olmayan yapısı yüzünden, sistem içinde yer alan cisimlerin konumlarını kesinlikle belirlemek olanaksızdır. Gökada kutuplarının (PG, P’G) gök ekvatoruna göre koordinatları 12 s ve 40 dk dik çıkış ile 28° kuzey inişidir.
Gökada koordinatlarının başlangıcı, Yay takımyıldızında 17 s 43 dk dik çıkış ve —29° inişli bir nokta olarak seçilmiştir. Bu başlangıcın seçilmesinin nedeni, radyo ve görsel araçların verilerinin, gökadanın merkezi yönünde bulunduğunu bildirmesidir.
Göze çarpıcı bir gök cismi ailesinin konumunu gökada koordinatlarıyla bildirmek, cisimlerin gökada ekvatoruna doğru yoğunlaşıp yoğunlaşmadığını gösterir. Yoğunlaşıyorlarsa, gökadanın bir parçası olabilirler, PN ve PS, kuzey ve güney gökküre kutuplarıdır. EG,gökada ekvatoru, bu ekvator üstündeki O noktası da boylamların hesaplandığı noktadır.

YERYÜZÜNÜN DÖNÜŞÜ VE GÖKKÜRE

Gökküre kutbunun bu fotoğrafı,iki saatlik pozla çekilmiştir (resim 5 a). Yıldızlar, parlak noktalar değil, gökkürenin ‘dönme’si yüzünden, görünür bir hareket içindeki cisimlerdir. Tüm yıldızların aynı büyüklükteki açılarla hareket ettikleri açıkça görülmektedir. En belirgin izi bırakan, kuzey kutbuna en yakın olan Polaris yani Kutupyıldızı’dır (Kuzey yıldızı). Adına karşılık, konumu tam kuzey kutbu değildir (gökkürenin dönme hareketi içindeki iki hareketsiz noktadan biri olan kutup çevresinde büyükçe bir yay çizer). Gökküre kutbuna göre Kutupyıldızı’nın konumu zamanla değişir; çünkü çekim etkileri yüzünden küre üstündeki temel düzlemlerde (ekvator ve tutulum gibi) değişikliklere yolaçarak hareket eder. Şimdiki Kutupyıldızı 2105 yılına kadar kutba yaklaşacak, sonra uzaklaşmaya başlayacaktır.
Resim 1’dekinden farklı çemberler kullanılarak,resim 5 b’de gösterilen yöntemle gökküre üstündeki herhangi bir cismin konumu belirlenebilir. Altazimut yöntemi, bir cismin koordinatlarını kolay kullanılan bir araç yardımıyla belirlemeyi sağlıyorsa da, yerküre ufkuna bağlı olduğu için sakıncalıdır, ikinci yöntemin avantajı, yerküre ufkuna bağlı olmamasıdır. Bir yıldızın yüksekliği ve güney açısı, gökkürenin görünürdeki hareketi yüzünden sürekli değişiyorsa da, bu yöntemle elde edilen koordinatlara göre aynı kalır. Gökküre üstündeki iki nokta, dönmeye karşılık hareketsiz kalırlar: Kuzey gökkutbu (PN) ve güney gökkutbu (PS).
Gökküre iki kutuptan geçen düzlemlerle kesildiğinde, saat çemberleri adı verilen bir dizi büyük çember elde edilir. Sonra küre, iki kutbu birleştiren çizgiye dik bir düzlemle merkezinden kesilir. Ekvatordaki bu düzlem büyük bir çemberdir. Sonra ekvatora paralel öteki çemberler çizilir. Bunlar büyük değildirler ve
enlemler diye adlandırılırlar. Her yıldızdan, konumunu tanımlamaya yarayan t>ir saat çemberi geçer. Başucu noktasından geçen saat çemberi boylam çemberiyle ça- kışır.Resim 5 c’de çemberlerin gökkürede yön belirleme için yeni bir kullanımı verilmiştir. Şimdi gökkürenin yeryüzündeki herhangi bir noktadan gözlemlenebilen bölümüne bakalım (Resimde kuzey kuşağında bir nokta gösterilmektedir). Bu bölümdeki çemberlere dikkat edin. NWSE üstünde yön noktalarının bulunduğu göksel ufuk, P kutup, Z başucudur. EQW gök ekvatoru yada daha doğru olarak gök ekvatorunun yarısıdır (ufkun üstündeki yarısı). NPZS boylam, A ise herhangi bir yıldızdır. Hem bu yıldızdan, hem de kutuptan geçen büyük çember yıldızın saat çemberidir. BA yıldızın düşüş yayı, yani yıldızla gök ekvatoru arasında kalan saat çemberi yayıdır. AP kutup uzaklığıdır. Yıldızın düşüş çemberi I ile gösterilmiştir. Bu aynı zamanda, gökküre dönüşü yüzünden yıldızın izlediği yolu da tanımlar. Bu yolun bir bölümü ufkun yukarısında, bir bölümü aşağısındadır.
Çok önemli bir çemberin daha incelenmesi gerekir. Gök ekvatoru üstünde koordinatların baş noktası olarak bir nokta işaretlenir. Yunan harfi y’den türemiş bir simgeyle, Koç takımyıldızının simgesiyle (T) belirtilen bu nokta Koç noktası adıyla ve Koz takımyıldızının ilk noktası olarak geçer.
Bir başka önemli çember, gökküre üstünde gösterilmemiştir. Sözkonusu çember, yeryüzü görüngesi düzleminin gökküre üstündeki izdüşümü olan tutulum
dur. Tutulum, gök ekvatorunu iki noktada keser (Bu noktalar çapa göre karşılıklıdır; çünkü tutulum da bir büyük çemberdir). Koç takımyıldızı içine düşen nokta, takımyıldızın ilk noktasıdır: Güneşin her yıl Mart 20 – 21’de eriştiği nokta, yani ilkbahar ılımı noktası. Karşısındaki ise, sonbahar ılımı noktasıdır. Gökkürenin kutup ve ilkbahar noktalarından geçen büyük çemberi, bir yıldızın koordinatlarını belirlemede çok önemlidir. APT açısı yada TB yayı, bir yıldızın bahar açısını ölçer. Bahar açısı, ilkbahar noktasından başlayıp doğuya doğru artacak biçimde ve pozitif olarak hesaplanır. Böylece, bir yıldız ilkbahar noktasına göre gök öğleninden (meridyeninden) ne kadar sonra geçiyorsa, bahar açısı o kadar büyüktür. Şahar açısı bir açı olduğuna göre, derecelerle ve 60’lık birimlerle ölçülebilir. Ama zaman birimleriyle ölçülmesi daha kolaydır. Bir gökbilimci, ilkbahar noktasının gök öğleninden geçiş zamanına ayarlanmış bir kronometreyi kolayca kullanabilir. Bu araç, yıldızın bahar açısını gök öğleninden geçiş zamanı olarak gösterir.
ZPA açısı yada QB yayı, yıldızın saat açısını ölçer. Bir yıldızın yükselimi ve saat açısı, konumunu kesinlikle belirler. Bunlara saat koordinatları denir. Yükselim ve bahar açısı ise ekvator koordinatlarıdır. Gök öğleni saat açılarının 0 numaralısıdır. Gök öğleninin batısındaki bir yıldızın saat açısı pozitif, doğusundaki bir yıldızın saat açısı ise negatif olarak gösterilir. Saat açısı genellikle 0° – 360° arasında derecelerle ölçülür; ama 0 – 24 arası saatler de kullanılabilir.

Yorum yazın