Anıl ATALAN - İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı, İstanbul
Özet
Tanım olarak baktığımızda çift yıldız, ortak bir kütle merkezi etrafında dönmekte olan iki yıldızdan meydana gelen yıldız sistemlerini ifade eder. Genel olarak ifade edilir ise iki ve ya daha fazla yıldızın oluşturduğu sistemlere çoklu yıldız sistemleri adı verilir. Bu çalışma çoklu yıldız sistemlerinin temelini oluşturan çift yıldızların keşfi ve yapılan ilk çalışmaları inceleyerek, astronominin önemli konularından birinin tarihsel gelişimi hakkında okuyucunun bir fikir edinmesini amaçlamaktadır.
Giriş
Tarihi kayıtlara bakıldığında ‘çıplak gözle’ görülen ilk yıldız çifti milattan sonra yaklaşık 140’ta Batlamyus’un Almagest kitabında yer alan v Sgrdir. Burada ‘bulutsu ve Göz’deki çift yıldız’ şeklinde not düşülmüştür. Gerçek anlamda çift yıldız araştırmaları ise ancak Bilimsel Devrim ile başlayan süreçte teleskobun astronomide kullanılması sonrasında başlamıştır. İstatistiki ve gözlemsel çalışmalar daha önce yapılmasına rağmen, çift yıldız tanımı ilk olarak 1802 yılında William Herschel tarafından ‘’Evrenin İnşası Üzerine’’ adlı bildirisinde kullanılmıştır.
Çift Yıldız Gözlemlerinin Tarihi
17 . yüzyıl başlarında gerçekleşen teleskobun icadıyla birlikte çift yıldız gözlemleri yavaş yavaş başlamıştır. Bilinen ilk kayıt ise Galileo tarafından, öğrencisi de olan Benedetto Castelli’nin isteğiyle 7 Ocak 1617 tarihinde yapılan Mizar gözlemidir. Devam eden on yıl içerisinde Castelli ve Galileo birkaç parlak çift daha gözlemledi.
Mizar’ın çift yıldız olması hakkında yapılan ikinci kayıt ise 1650 yılında İtalyan astronom Jean Baptiste Riccioli tarafından ‘New Almagest’te yapılmıştır. Bu yüzden Mizar’ın keşfi sık sık Riccioli’ye atfedilmektedir. Benzer şekilde Orion Bulutsusu içerisinde bulunan θ Orionis üçlü bir sistem olarak 1656 yılında Huygens tarafından resmedilmiş olmasına rağmen, Orion Bulutsusu’nun birden çok yıldızı olduğu zaten Johann Baptist Cysat tarafından 1618 yılında belirtilmiştir.
İlerleyen dönemde teleskobun yaygınlaşması ile birlikte çift yıldız keşiflerinin sayısı artmıştır. 1664 yılında Robert Hooke, γ Arietis’in bir çift yıldız olduğunu kaydetti. 1685 yılında Peder Fontenay bir güney yıldızı olmasından dolayı Avrupa’dan görünmeyen α Crucis’i Ümit Burnu’nda keşfetti. 1689 yılının Aralık ayına gelindiğinde ise yine bir Peder olan Richaud, Hindistan’da bir kuyruklu yıldız gözlemi sırasında α Centauri’yi keşfetmiştir. Bundan sonraki yüzyılda birkaç çift yıldız daha keşfedilmiş, ancak henüz bir katalog oluşturacak sayıya ulaşamamıştır.
John Michell ve Gök Küre Üzerindeki Yıldızların Dağılım İstatistikleri
Astronomi tarihinin büyük bölümünde yıldızların gök güre üzerinde rastlantısal bir biçimde dağıldığı düşünülmüştür. Bu rastlantısallık gök küresindeki yıldızlardan kolaylıkla faklı şekillerde gruplanmasına neden olmuş ve böylece takımyıldızlar belirlenmiştir. Halley’in 1718 yılında Sirius, Aldebaran ve Acturus’u hassas gözlemlerle incelemesi ve bu yıldızların gökyüzündeki konumlarının Batlamyus’tan beri değiştiğini fark etmesi, astronomların yıldızlar arasında bir sistemin var olabileceği düşüncesine doğru yönelmesine neden olmuştur. Böylece istatistiksel astronomi çalışmaları artmıştır.
7 - 14 Mayıs 1767 tarihine gelindiğinde İngiliz kuramcı John Michell istatistiki bir argüman kullanarak çift yıldızların rastlantısal olarak o şekilde görünmeyebileceğini, bu durumun fiziksel bir etkileşimden kaynaklanması gerektiğini savunan ilk kişi olmuştur. Papaz olmasının da etkisiyle gökyüzünde gözlenmesi en kolay yıldız kümelerinden biri olan Ülker kümesini inceleyerek bu teorisini oluşturmuştur. Bu küme gökyüzünde altmış yay dakikalık bir bölümü kaplamaktadır. Michell Ülker kümesinde bulunan altı parlak yıldızın konumlarını incelemiş ve yaptığı hesaplar sonucunda bu yıldızların rastlantısal biçimde gruplanmasının 496 binde 1 olduğu sonucuna varmıştır. Michell bu düşüncelerini Royal Society’de yayınlamış ve fikrini Newton fiziğinin Güneş sistemi dışına da uygulanabileceğine dayandırmıştır.
Çift Yıldızların Kataloglanması
Çift yıldız araştırmalarının gerçek anlamda başlangıcı 18. yüzyılın son çeyreğinde Christian Mayer ve William Herschel ile başlamaktadır. İlk atılımı 1779 yılında 80 çift yıldız bulunan bir katalog yayınlayarak Mayer yapmış, aynı yıl yüksek güçlü teleskobunu kullanan Herschel çift yıldız gözlemlerine başlamış ve keşfettiği 700 çift yıldızı 1784 yılında yayınladığı katalogda listelemiştir.
1824 yılına gelindiğinde William Herschel’ın oğlu John ise ortağı James South ile birlikte 380 yıldızı hesaplamalarıyla kataloglamıştır. Aynı dönemde Rusya’da Wilhelm Struve önce 795, sonrasında ise 1827 yılında 3112 çift yıldızı kataloglamıştır. Döneminin en önemli kataloğu olmuş ve 1852 yılına kadar güncellenmeye devam etmiştir.
19 . yüzyılın sonlarına doğru gelinirken pek çok astronom çift yıldızlar üzerine çalışmıştır. Bunun bir sonucu olarak keşfedilecek çoğu çift yıldızın bulunduğu düşünülmüştür. Ancak bu düşüncenin asıl nedeni, John Herschel’in 1820’lerden başlayarak gözlemlerini genişletmesi ve ölümüne kadar 10300 çift yıldızı kataloglamasıdır.
Bu noktadan sonra modern teknolojinin gelişmesi sayesinde teleskopların büyümesi ve spektroskopi gibi tekniklerin astronomide kullanılmaya başlaması ile çift yıldızların keşfi hızlanmıştır. Günümüzde Washington Double Star Catalog (WDS)’da listelenmiş 1,201,492 çift yıldız bulunmaktadır.
Sonuç
Çift yıldızların varlığı Antik Yunan’dan itibaren düşünülmüş, Bilimsel Devrim sonrası ise fiziksel olarak varlıkları kanıtlanmıştır. Bu noktada istatistiksel matematiğin astronomide kullanılması büyük bir bilimsel sıçramaya neden olmuştur. Ardından gelişen teknoloji çift yıldızların keşfini hızlandırmış ve çift yıldızların daha ayrıntılı incelenmesine olanak sağlayarak, başta yıldızların evrimi olmak üzere astrofiziğin araştırma alanlarını ciddi anlamda geliştirmiştir.
Kaynakça
Determination of the Nature of Visual Double Stars Using Probability Theory, Francisco Rica Romero
Double Stars, Robert W. Argyle
More Than One Sun, Bob Argyle
JOHN MICHELL, THE PLEIADES, AND ODDS OF 496,000 TO 1, D. W. Hughes and S. Cartwright
KEEPERS OF THE DOUBLE STARS, Joseph S. Tenn
Lecture Course Radboud University, Frank Verbunt
The Binary Stars, Robert Grant Aitken, New York, 1918