Chandra X-ışını Gözlemevi

Chandra X-ışını Gözlemevi, NASA'nın evrendeki sıcak ve enerjik olayları X-ışınlarıyla inceleyen uzay teleskobudur. 23 Temmuz 1999'da Columbia uzay mekiğiyle yörüngeye çıkarıldı ve bugün hâlâ çalışıyor. Adını Nobel ödüllü astrofizikçi Subrahmanyan Chandrasekhar'dan alır. Kara delik çevreleri, süpernova kalıntıları ve galaksi kümeleri gibi çok sıcak ve enerjik ortamlar başlıca hedefleridir.

Neden uzaya çıkmak gerekiyor?

X-ışınları Dünya atmosferi tarafından soğurulur. Chandra'nın sayfası, X-ışınlarının atmosfer tarafından soğurulduğu için teleskobun yörüngeye çıkmak zorunda olduğunu söylüyor. Yani yerdeki en büyük teleskop bile bu ışığı göremez; X-ışını astronomisi ancak uzayda yapılabilir. Başka dalga boylarında bakan teleskoplar için sitemizdeki Hubble Uzay Teleskobu ve James Webb Uzay Teleskobu sayfalarına bakabilirsiniz.

Tarihçe

Proje, 1976'da Riccardo Giacconi ve Harvey Tananbaum tarafından önerildi ve ilk adı AXAF idi. Vikipedi'ye göre çalışmalar Marshall Uzay Uçuş Merkezi ve Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nde 1977'de başladı. Teleskobu TRW (bugünkü Northrop Grumman) inşa etti. 1992'deki yeniden tasarımda planlanan on iki aynadan dördü ve altı aygıttan ikisi çıkarıldı; yörünge de eliptik bir yörüngeye taşındı. Bu değişiklik mekik ile servis yapılmasını imkânsız kıldı, ama yörüngenin büyük bölümünü radyasyon kuşaklarının üstünde tuttu.

Teleskop başlangıçta Aralık 1998'de fırlatılacaktı. Fırlatma 23 Temmuz 1999'da, UTC 04.30'da, STS-93 göreviyle Kennedy Uzay Merkezi'nden yapıldı. NASA'nın bazı görsel açıklamaları 22 Temmuz yazıyor (yerel saat). Cady Coleman teleskobu Columbia'dan bıraktı; ardından iki kademeli Eylemsiz Üst Kademe (IUS) yörüngeye taşıdı. IUS dahil 22.753 kilogramla, mekiğin taşıdığı en ağır yük oldu. Chandra sayfasına göre 45 feet (yaklaşık 14 metre) boyuyla mekiğin fırlattığı en büyük uydu; STS-93 de komutanlığını bir kadının, Eileen Collins'in yaptığı ilk mekik görevidir.

Adı nereden geliyor?

Teleskopun adı 1998'de NASA'nın düzenlediği ve 6.000'den fazla katılımın geldiği bir yarışmayla seçildi; kazananlar Jatila van der Veen ve Tyrel Johnson'dı. Ad, beyaz cücelerin azami kütlesini bulan Nobel ödüllü Subrahmanyan Chandrasekhar'ı anar (ayrıntı için Chandrasekhar sınırı). Sanskritçede "chandra" ay anlamına gelir; Türkçe Vikipedi "ay" ya da "parlayan" diyor.

Nasıl çalışır?

X-ışınları sıradan aynalarda yansımaz, içeri girip soğurulur. Bu yüzden X-ışını teleskopları, ışığı sıyırtarak (çok küçük bir açıyla) yansıtan içi boş kabuk biçimli aynalar kullanır. Chandra'nın Yüksek Çözünürlüklü Ayna Düzeneği, iç içe geçmiş dört çift (parabolik ve hiperbolik) sıyırma aynasından oluşuyor. Her ayna 83,3 santimetre uzunluğunda; düzeneğin toplam kütlesi 956,4 kilogram, dış çapı 1,2 metre, odak uzaklığı 10 metredir. Açısal çözünürlüğü 0,5 yay saniyesidir; Chandra'nın sayfası bunu 12 mil uzaktan bir dur levhasındaki yazıyı okumaya benzetiyor. Vikipedi'ye göre 0,12-12 nanometre (0,1-10 keV) aralığında çalışır.

Dört aygıt

• ACIS: On CCD'den oluşan görüntüleyici ve spektrometre; 0,2-10 keV aralığında 0,5 yay saniyesi görüntüleme sağlar. Vikipedi'ye göre erken radyasyon kuşağı geçişlerinde parçacıklar CCD'lere zarar verdi; bu yüzden aygıt artık radyasyon kuşaklarından geçerken odak düzleminden çıkarılıyor.
• HRC: Mikrokanal plakalı görüntüleyici; 31×31 yay dakikalık alanda 0,5 yay saniyesinin altında çözünürlük ve 16 mikrosaniyelik zaman çözünürlüğü sunar.
• HETG: Yüksek enerjili geçirgen ızgara tayfçısı; 0,4-10 keV aralığında 60-1.000 tayf çözünürlüğü verir.
• LETG: Düşük enerjili ızgara tayfçısı; 540 altın ızgara kullanır. Kaynaklar aralığı 0,09-3 keV (teknik özellik sayfası) ya da 0,08-2 keV (aygıt sayfası) olarak veriyor.

İki tayfçı, aynaların arkasına sallanarak giren ızgaralardır; kırınıma uğrayan X-ışınlarını ACIS ya da HRC algılar.

Verileri göster

Fırlatma	23 Temmuz 1999
Yörünge dönemi	64 saat 18 dakika
Uzak nokta	133.000 km
Yakın nokta	16.000 km
Ayna çifti	4 (iç içe)
Odak uzaklığı	10 m
Çözünürlük	0,5 yay saniyesi

Yörünge

Chandra çok uzun, eliptik bir yörüngede döner. Chandra X-ışını Merkezi'nin Şubat 2026'da güncellenen izleme sayfasına göre yörüngenin en uzak noktası (apoje) 133.000 kilometre, en yakın noktası (peri) 16.000 kilometredir ve bir tur yaklaşık 64 saat 18 dakika sürer. Bu, Ay'a olan uzaklığın üçte birinden fazlasıdır. Yörüngenin yaklaşık yüzde 85'i Van Allen kuşaklarının üstündedir ve bu sayede 55 saate kadar kesintisiz gözlem yapılabilir. Kaynaklar arasında yörünge sayıları farklı çıkıyor: fırlatma dönemine ait sayfalarda 140.000 ve 10.000 kilometre, Vikipedi'nin 2015 verisinde 134.527 ve 14.307 kilometre geçiyor; aradaki fark yörüngenin zamanla evrilmesinden gelir, bu yüzden güncel değer olarak Şubat 2026 sayfasındaki sayılar tercih edildi.

Teleskopun kütlesi kaynağa göre yaklaşık 4,8 tondur (teknik özellik sayfası 4.800 kg, Vikipedi boş kütle olarak 4.790 kg veriyor); güneş panelleri açıldığında 13,8 × 19,5 metre boyutlarındadır.

Önemli sonuçlar

• Cassiopeia A: İlk ışık görüntüsü, süpernova kalıntısının ortasında olasılıkla bir nötron yıldızı ya da kara delik olabilecek sıkı bir cismi ortaya koydu.
• Yengeç Bulutsusu: Merkezdeki pulsarın çevresindeki halkayı ve jetleri gösterdi.
• Sagittarius A*: Samanyolu'nun merkezindeki kara delikten ilk X-ışını salımını yakaladı. 5 Ocak 2015'te NASA, bu kara delikten olağan parlaklığın 400 katı bir patlama bildirdi. Daha fazlası için Sagittarius A* sayfasına bakın.
• Perseus Kümesi: 2003'te süper kütleli bir kara deliğin çevresinde ses dalgaları görüldü.
• M82 ve M87: M82'de orta kütleli bir kara delik, M87'nin kara deliğinin çevresinde (2006) halkalar, ilmikler ve lifler bulundu.
• Samanyolu'nu saran sıcak gaz: Galaksimizin etrafında sıcak gaz halesi.
• Jüpiter: X-ışınlarının kutuplardan geldiği görüldü.
• Karanlık madde: Vikipedi'ye göre Chandra, 2006'da bir küme çarpışmasını gözleyerek karanlık maddenin var olduğuna dair güçlü kanıt buldu. Chandra'nın kendi sayfası da teleskobun, bir galaksi kümesindeki çarpışmada karanlık maddenin normal maddeden ayrılışını izlediğini söylüyor. Vikipedi ayrıca Mermi Kümesi (Bullet Cluster) gözlemlerinin karanlık maddenin kendi kendine etkileşim kesitine sınır getirdiğini yazıyor.

Kim işletiyor?

Teleskobu Cambridge, Massachusetts'teki Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nde bulunan Chandra X-ışını Merkezi (CXC) işletiyor: uyduyu yönetiyor, veriyi işliyor ve dağıtıyor. Komutlar Cambridge'deki Operasyon Kontrol Merkezi'nden gidiyor; veri yaklaşık sekiz saatte bir NASA'nın Derin Uzay Ağı üzerinden indiriliyor, oradan JPL'e ve CXC'ye aktarılıyor. NASA'nın görsel açıklamalarına göre programı Marshall Uzay Uçuş Merkezi yönetiyor.

Ömür ve gelecek

Teleskop başlangıçta en az beş yıl çalışacak şekilde planlanmıştı. NASA ömrünü 4 Eylül 2001'de on yıla uzattı; 2004'te yapılan bir CXC çalışması en az 15 yıl dayanabileceğini gösterdi. Aradan 27 yılı aşkın süre geçti ve Vikipedi, teleskobun 2026'da etkin olduğunu ve gelecek gözlem programı bulunduğunu yazıyor. Öte yandan, Mart 2024'te Kongre'nin NASA bütçesini azaltması teleskobun erken sonlandırılma riskini gündeme getirdi; Vikipedi bu durumu, on yılı aşkın işletme ömrü kalmasına rağmen "erken iptal tehdidi" olarak tanımlıyor. Haziran 2024'te senatörler NASA'dan kesintileri yeniden gözden geçirmesini istedi. 2025-2026 bütçe durumu bu yazıda doğrulanamadı. Chandra'nın sitesinde 2026 tarihli bir basın bülteni de yer alıyor.

Sık karıştırılanlar

• Chandra ile Hubble: Hubble görünür ve yakın kızılötesi ışıkla bakar, Chandra X-ışınlarıyla. Chandra'nın yörüngesi Hubble'ınkinden yaklaşık 200 kat yüksektir (Chandra sayfası).
• Fırlatma tarihi: 22 ve 23 Temmuz 1999 görülür; fark yerel saat ile UTC arasındadır.
• Chandra ile Chandrasekhar: Teleskop kişinin adını taşır; "Chandrasekhar sınırı" ise kişiye ait ayrı bir kavramdır.

Kısaca

• Chandra, 23 Temmuz 1999'da STS-93 ile fırlatılan NASA'nın X-ışını uzay gözlemevidir.
• Aynası iç içe dört çift sıyırma aynasından oluşur ve 0,5 yay saniyesi çözünürlük sağlar.
• Yörüngesi yaklaşık 133.000 × 16.000 kilometre, dolanım süresi yaklaşık 64 saat 18 dakikadır.
• Cassiopeia A, Sgr A*, Perseus Kümesi ve karanlık madde gözlemleri öne çıkan sonuçlarıdır.
• Beş yıllık planlanan ömrünü çok aşmıştır; bütçe belirsizliği haberlere konu olmuştur.