1. Astronomik Gözlem ve Gözlemevi

1.1. Astronomik Gözlem

Astronomi bir doğa bilimidir ve gözlemlere dayanır. Eğer birisi “gözlem” kavramını tanımlamak isterse; bir gözlemin, bir sinyalin tespiti olduğunu, belli bir yer ve zamanda, özel bir amaç için özel bir aletle yapıldığını söyleyebilir.

Bu tanım, doğru olmakla birlikte çok geneldir, ve örneğin bir insanın vücut sıcaklığının ölçümüne uygulanabilir. “Gözlem” kavramını tam astronomik anlamda tanımlayabilmek için, tespit edilen sinyalin doğasını belirtmeliyiz: Bu sinyal, Arz-dışı bir cisimden gelen elektromanyetik ışınım ya da yüksek enerjili bir tanecik olmalıdır. Bu hali ile tanımı tüm astronomik cisimlere uygulayabiliriz, fakat istisnaları vardır; Ay toprağı örnekleri veya meteoritler gibi, zira bunlar dünyadaki laboratuarlarda incelenebilirler. Astronomun incelediği cisimler tek teması, elektromanyetik sinyal veya yüksek enerjili bir tanecik yoluyla olur .

Astronomik gözlemler fizik ve kimyadaki gözlemlerden farklıdır, çünkü astronomide, gözlem yeri ve tarihi dikkatle belirtilmelidir. Örneğin kimya dalında bu genelde önemli değildir. Üstelik, Bir gökcisminden alınan her foton, veya yüksek enerjili tanecik, özeldir ve zaman geçtiğinden, daha sonra tekrar aynı fotonun alınması mümkün değildir. Çünkü, her şey zamanla değişir, ve bir gökcisminden alınan bir sinyal, cismin sadece gözlemin yapıldığı zamandaki durumu hakkında bilgi taşır. Halbuki, fizik ve kimyadaki deneylerin, aynı şartlar, malzeme ve cihazlar ile tekrarlandıklarında aynı sonuçları vermeleri beklenir.

Tanımımıza genel bir ihtiyaç daha eklemeliyiz; bir gözlem sadece kaydedildiği zaman faydalıdır. Ama bu sadece astronomide değil, tüm bilim dallarında önemlidir.

Astronomik gözlem tanımını bazı örneklerle resimleyelim. Örneğin, yıldız çiftlerinin eşzamanlı doğuş-batışlarını gözleyen Hipparchos (M.Ö.150) gözlemlerini çıplak gözle yapmış, ve bu yıldız çiftlerinin göksel konumlarını bir gökküresi üzerinde işaretlemiştir. Gözlemlerini de “Comment on the Phenomena of Aratos and Eudoxus” başlıklı eserinde anlatmıştır.

Çin yıllıkları, değişik hanedanlardan krallar döneminde yapılmış çoğu Güneş tutulmasının gözlemini anlatır. Gözlemler çıplak gözle yapılmış, ve gözlemlerin yapıldıkları şehirler yıllıklarda anlatılmıştır. Bu gözlemler bugün bile önemlidir.

Bir meteor yağmurunun rapor edilmesi bir gözlemdir, şu şartla ki; eğer ne zaman ve nerede görüldüğü, gökyüzünün hangi kısmını geçtiği ve olayın ne kadar sürdüğü belirtilmelidir.

Objektif prizması olan bir cihazla yıldızların spektrumları bir fotoğraf plağına alınsın. Eğer hangi aletin kullanıldığı söylenirse, objektif prizma açısı, fotografik emisyon, prizma dispersiyonu, gözlem yeri ve zamanı, ve poz süresi belirtilirse, bunun astronomik bir gözlem olduğunu söyleyebiliriz.

Örneğin bir X-ışın uydusu ile gözlem yapılırsa, yukarıdakilere benzer bilgilere ilaveten başka parametreler de kaydedilmelidir: uydunun konumu, kullanılan dedektörün tanımı, özellikleri, ölçülen sinyal, zaman ve süre, kaynağın konumu gibi.

Şimdi, tanımda kullanılan bazı elemanlar üzerinde biraz daha duralım:

(1) Elektromanyetik sinyal ya da yüksek enerjili taneciğin tespiti: Bu, Ay’ın ötesindeki cisimler için geçerlidir. Eğer ilerleyen yıllarda Yeryüzü’ne Güneş Sistemi’nin diğer cisimlerinden de örnekler getirilirse, tanımın bu elemanını Güneş Sistemi dışındaki cisimlere genelleştirmek gerekecektir. Zaten, Güneş Sistemi Astronomisi de astronomi içinde ayrı bir yer almaya başlamıştır.

(2) Özel bir amaçla yapılmış olma: Amaç, gözlemi gökyüzüne rasgele bakmaktan ayırır, gözlemi başarmak için kullanılacak tekniği belirler. Örneğin birisi yaptığı gözlemlerle bir yerin coğrafi enlemini belirlerse, bu gözlemin amacını belirtmelidir: yer-yüzey araştırması mı, bir gözlemevinin konum tayini mi, kutup hareketinin belirlenmesi mi, vs. Eğer gözlemin amacı kaydedilmezse, sonradan farklı amaçlarla kullanılması gerektiğinde, örneğin hassasiyeti konusunda kuşkular doğabilir.

Bazen gözlemler, daha sonra, yapıldıkları amaçtan farklı gayelerle kullanılabilirler. Örneğin, 1781’de Messier kuyrukluyıldızlarla ilgileniyordu, ve onun meşhur kataloğu, diğer cisimlerini kuyrukluyıldızlardan ayırmak için yapılmıştı. Halbuki Messier kataloğu bugün bizim için, yıldız olmayan cisimlerin ilk listesidir. Benzer şekilde Flamsteed yıldızların konumlarını ölçerken, bir gezegeni de bilmeden listesine katmıştır; bunlar bizim için Uranüs’ün ilk gözlemleridir.

Süpernovalar ve novalar, Çinli, Koreli ve Japon astronomlar tarafından kralların kaderini öngörmek için gözlendiler. Bugün bu gözlem kayıtları bizim için paha biçilmez değerdedir.

(3) Biri tarafından yapılması: Bu, son zamanlarda önemini gittikçe kaybeden bir elemandır. Kişi adı verilmesi, yaklaşık tarih, ve belki gözlem yeri, hatta muhtemel teknik hakkında fikir verir. Eğer bu kişi tarafından yapılmış başka gözlemler biliniyorsa, isim, ilave bir “kalite markası” gösterir. Bazen cisimlere bulucusunun adı verilir, ama grup çalışmalarında sorun çıkabilir.

Açıktır ki gözlemcinin adının bilinmesi zamanla önemini kaydeder. Tarihçiler hariç, çoğu astronom örneğin bir gözlemin sadece XV. yüzyıl gözlemi olduğunu bilmekle tatmin olur. Jaschek buna şöyle bir benzetme yapar: gözlemler Strasbourg Katedrali’nin taş blokları gibidir, her biri önemlidir ve birinin kişisel çalışmasıdır. Ama, binadaki yerini aldığı zaman bireyselliğini kaybeder.

(4) Belli bir yer ve zamanda yapılmış olma: Her şey zamanla değiştiğinden, bunların kaydedilmemiş olması gözlemin ileride kullanımını zorlaştırabilir, hatta imkansız kılabilir. Her ne kadar astrometri konusunda çalışanlar bu işte dikkatli olsalar da astrofizikçiler gözlemlerin yer ve zamanını kaydetmekte daha tembeldirler; örneğin çoğu önemli dergide şöyle bir cümle ile karşılaşmak mümkündür: “ubvy sistemindeki gözlemler, birkaç milikadirlik duyarlıkla 1987’de yapıldı”. Yıllar sonra hiç kimse gözlemin tam tarihini hatırlamayabilir, çünkü kayıtlar tahrip olabilir, yazar başka yere gidebilir veya farklı bir alanda çalışıyor olabilir. Bundan dolayı gözlemleri artık faydalı olamaz. Mesela zaman bağlı değişim araştırmalarında kullanılamaz. Gözlem yeri de gözlemlerin indirgenmesi ve hassasiyetlerinin belirlenmesinde önemlidir.

(5) Ayrıntıyla tanımlanması gereken bir teknikle yapılmış olma: Bu, gözlemleri faydalı yapan en önemli elemanlardan biridir. Gözlemlerin ileride farklı amaçlarla kullanılmaları gerektiğinde çok önemli olabilir.

Örneğin, 1920-1950 arasında çalışan fotoelektik gözlemciler fotometrelerini ayrıntıyla tanımlamışlardır, fakat kullandıkları fotosel-filtre bileşiminin ortalama dalgaboyundan hiç bahsetmemişlerdir. Sonuç çok kötüdür: elimizde %1 hassasiyetle yapılmış bir flux gözlemi var, ama bunun hangi dalgaboyunda ölçüldüğünü bilmiyoruz. Ne yazık ki 1950’den önce yapılan çoğu fotoelektrik gözlem böyledir.

Bazı gözlemciler de kullandıkları fotografik materyali, örneğin” Panchromatic Super X” diye tanımlar, ama bunun hangi dalgaboyuna karşılık geldiğini söylemeyi unuturlar. Eğer imalatçı da bunu belirtmemişse, gözlem farklı amaçlara hizmet edemez.

Görüldüğü gibi, bir astronomik gözlemi tam anlamı ile kullanışlı ve faydalı kılmak için tam bir dökümantasyon gerekmektedir.

1.2. Astronomik Gözlemevi

Astronomik Gözlemevi’ni “astronomik gözlem yapılan yer” şeklinde tanımlamak mümkündür. Burada, gözlemevinin tarihsel gelişimine kabaca bir göz atacağız.

İlkel insan topluluklarında ve ortaçağ dönemi toplumlarında astronomi dinsel aktivitenin önemli ve ayrılmaz bir parçasıydı. Kaderini ve olayların açıklanmasını gaybe dayandıran insanlar için, her şeyin hakimi tanrılar gökyüzünde olmalıydı. Öyleyse onların işaretleri dikkatle takip edilmeliydi. Bu yüzden tarihin en eski dönemlerinde bile gökcisimleri, özellikle Güneş, Ay ve gezegenler dikkatle gözlenmiş, gözlemler kaydedilmiştir. Bu dönemin gözlemevleri genelde tapınaklardır. Babil, Çin, Orta Amerika, Mısır medeniyetlerinden günümüze bu tür çok gözlem kaydı kalmıştır. Daha ileri dönemlerde, Yunan medeniyetinde amaç gözlemlerin açıklanması olduğundan, geniş bir gözlem aktivitesinden bahsedilemez. Ancak, örneğin Ptolemy’nin bir gözlemevi olduğundan bahseden kayıtlar vardır. Yunan medeniyetinin ardından, yaklaşık II. ile VIII. yüzyıl arasında yapılmış bir gözlemevine dair kayıt elimizde yoktur. VIII. yüzyıldan sonra, İslam medeniyetleri önemli gözlemevleri kurmuşlar, özellikle Güneş’in ve parlak yıldızlarla gezegenlerin önemli gözlemlerini yapmışlardır. Bu medeniyet döneminde kurulan gözlemevlerinden, örneğin Meraga Gözlemevi hakkında biraz bilgi verelim. Bu gözlemevinin parasal kaynağı vakıf gelirleridir. Çevresinde bir kütüphanesi, çalışma odaları, ikamethaneleri ve atölyeleri vardır. Alet tasarımcıları, matematikçileri, gözlemcileri, hesapçıları ve astronomları vardır. Her aktivite gözlemevinde yapılır, hatta burada ikamet edilir. Uluslar arası bir kurumdur, değişik ülkelerden gelen astronomlar birarada çalışırlar. 1420’de kurulan Semerkand Gözlemevi ve 1577’de İstanbul Gözlemevi’nden sonra İslam medeniyetinde gözlemevi kurma aktivitesi sona ermiştir. Bu sıralarda Avrupa’da kurulan ilk gözlemevlerinden biri Kassel Gözlemevi’dir (1558). Bunu Tycho Brahe’nin gözlemevleri izlemiştir (1580). İkisi de 1667’de kurulan Paris ve Greenwich Gözlemevleri, gözlemevleri tarihinde astrometrik çalışmaların mikrometreye geçiş aşamasına rastgelirler. 1850’li yıllara kadar yapılan gözlemsel çalışmalar konum astronomisidir, ve genelde çok büyük teleskopları gerektirmez. Ancak bu yıllarda ortaya çıkan astrofizik, astronomları daha büyük teleskoplar ve daha hassas cihazlarla çalışmaya itmiş, dolayısıyla daha büyük gözlemevleri yapılmaya başlanmıştır. Bu amaçla 1875’de ABD’de Lick Gözlemevi yapılırken, gene ABD’de 1908 yılında 152 cm, 1918’de 252 cm ve 1949’da 508 cm çaplı teleskoplar hizmete girmiştir. Halbuki 1949’da Avrupa’nın en büyük teleskobunun çapı henüz 125 cm’dir.

Gözlemevlerini yerleşim bakımından ele alırsak, Meraga Gözlemevi ile ondan yüzyıllar sonra kurulan Lick Gözlemevi arasında canalıcı farklar yoktur. Çalışanların ikamethaneleri, atölyeler, çalışma odaları, vs., hemen gözlemevinin yanındadır. Çalışanların nitelikleri birbirlerine çok yakındır. Halbuki 1949’da faaliyete geçen Mt Wilson Gözlemevi’nde, gözlem binası dışındaki tüm birimler yakındaki bir yerleşim merkezine taşınmıştır. Bu tarihten sonra yapılan tüm çağdaş gözlemevleri bu özelliklere sahiptir.