Hipparcos

Hipparcos, Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) 8 Ağustos 1989'da fırlattığı bir gökbilim uydusudur. Görevi, yıldızların gökyüzündeki konumlarını, uzaklıklarını ve hareketlerini yeryüzünün atmosferinden bağımsız, yani uzaydan ölçmekti. Bu dala astrometri denir. ESA, Hipparcos'u bu amaçla uzaya gönderilen ilk uydu olarak tanımlar ve uydunun yüz binin üzerinde yıldızı, o güne kadarkinden yaklaşık 200 kat daha hassas biçimde ölçtüğünü belirtir. Uydunun ürünü iki büyük yıldız kataloğudur: Hipparcos ve Tycho.

Fırlatma kusurlu geçti: uydunun apoje motoru ateşlenmedi ve Hipparcos planlanan yörüngesine ulaşamadı. Bilim ve işletme ekipleri, görevi bu yeni yörüngeye göre yeniden planladı ve uydu yine de hedeflenen veriyi topladı.

Görevin amacı

Astrometri, gökbilimin en eski kollarından biridir. Antik Yunan gökbilimcisi İznikli Hipparkhos (yaklaşık MÖ 190-120), adını uyduya veren kişidir ve 1.080 yıldızlık bir katalog hazırlamıştı; ESA'nın aktardığına göre yıldızlar yalnızca “parlak” ya da “küçük” diye tanımlanıyordu. Dünya'nın Güneş çevresinde döndüğü kabul edilince gökbilimciler paralaks kavramına yöneldi. Paralaks, Dünya Güneş çevresinde dönerken yakın bir yıldızın uzak arka plana göre çok küçük bir kayma göstermesidir. Bu kaymanın büyüklüğü yıldızın uzaklığını verir.

Yerden yapılan ölçümlerin sınırı vardı: ESA'nın anlatımıyla yıldızlar değişken havada titreşiyor, teleskoplar kendi ağırlıklarıyla hafifçe esniyor ve hiçbir tek gözlemevi bütün gökyüzünü göremiyordu. ESA'nın kayıtlarına göre 1967'de Fransız Pierre Lacroûte bir teleskobu atmosferin üstüne, bir uyduya yerleştirmeyi önerdi. Fransız uzay ajansı CNES fikri destekledi ama tek başına yürütmeyi çok pahalı buldu. ESA 1980'de projeyi devraldı ve finanse etti; uydu sonunda Hipparcos adını aldı. Ad hem Hipparkhos'a bir gönderme hem de High Precision Parallax Collecting Satellite (Yüksek Duyarlıklı Paralaks Toplayıcı Uydu) ifadesinin kısaltmasıdır. Tycho kataloğunun adı ise Danimarkalı gökbilimci Tycho Brahe'ye (1546-1601) saygı gösterir.

ESA'nın görev tanımına göre hedef, yaklaşık 120.000 “program yıldızının” beş astrometrik parametresini (konum, paralaks ve gökyüzündeki hareket) 2-4 milisaniye-yay (mas) duyarlıkla ölçmekti. Planlanan görev süresi 2,5 yıldı. Ayrı bir deney (Tycho), yaklaşık 400.000 ek yıldızı daha düşük duyarlıkla ve iki renkte kaydedecekti.

Uydu ve teleskop

Yük, tümüyle yansıtıcı (aynalı) bir Schmidt teleskobuydu. Teleskobun özgün parçası, gökyüzünde yaklaşık 58 derece arayla duran ve her biri 0,9 × 0,9 derece büyüklüğündeki iki görüş alanının ışığını tek bir odak yüzeyinde toplayan “ışın birleştirici” aynaydı. ESA'ya göre bu düzen geniş ve dar alan ölçümlerini aynı anda yapmayı sağladı. Işık, odak yüzeyindeki 2.688 saydam paralel yarıktan geçerek değişiyor (modüle ediliyor), ardından 1.200 Hz'de örneklenen bir dedektörle kaydediliyordu. Uydunun dönüşü iki saatten biraz uzun sürüyor, dönme ekseni de yavaşça yön değiştiriyordu; böylece teleskop gökkubbeyi birkaç kez baştan sona taradı.

ESA'ya göre her seçilmiş yıldız dört yıl boyunca yaklaşık 100 kez gözlendi. Uyduyu denetleyen merkez ESA'nın Avrupa Uzay Operasyonları Merkezi'ydi (ESOC). Uydu başlangıçta tek bir yer istasyonuyla izlenecekti, ancak sonradan üç istasyon kullanıldı: Almanya'da Odenwald, Avustralya'da Perth ve ABD'de NASA'nın Goldstone istasyonu. Teleskobun aynası öyle düzgün işlenmişti ki ESA'ya göre Atlantik Okyanusu büyüklüğüne ölçeklenseydi yüzeyindeki tümsekler yalnızca 10 santimetre yüksekliğinde kalırdı.

Fırlatma ve yörünge sorunu

Hipparcos, 8 Ağustos 1989'da 23.25 UT'de (Evrensel Zaman) bir Ariane-4 roketiyle fırlatıldı. Planı, yerdurağan yörüngeye çıkmaktı. Ancak apoje motoru ateşlenmedi ve uydu, Van Allen kuşaklarından geçen yüksek eliptik bir yörüngede, yaklaşık 10 saatlik turlarla kaldı. Bu, güneş panellerinin radyasyondan zarar görme riskini doğurdu. ESA'nın aktardığına göre paneller beklenenden dayanıklı çıktı. Birkaç ay boyunca ESA proje ekibi, ESOC, sanayi ve bilim konsorsiyumları gözlem ve zamanlama sorunlarını çözmeye odaklandı. Sonuçta uydu Kasım 1989'dan Mart 1993'e kadar çalıştı; ancak yörüngesi yüzünden verileri zamanın yüzde 60'ında topladı.

Takvim: yapılanlar

• 1967: Pierre Lacroûte uzay tabanlı astrometri fikrini önerdi.
• 1980: ESA projeyi CNES'ten devralıp finanse etti.
• 8 Ağustos 1989: Ariane-4 ile fırlatma; apoje motoru ateşlenmedi.
• Kasım 1989 - Mart 1993: Bilimsel gözlemler.
• Ağustos 1993: Uydu ile haberleşme sonlandırıldı.
• Haziran 1997: Hipparcos ve Tycho katalogları yayımlandı.
• 1999: ESA, katalogları üreten ekiplerin yöneticilerine (Catherine Turon, Jean Kovalevsky, Lennart Lindegren ve Erik Høg) ilk Bilim Direktörü Madalyalarını verdi.
• 2000: Tycho-2 kataloğu tamamlandı.
• 2007: Verilerin yeniden işlenmesiyle Hipparcos-2 kataloğu yayımlandı.

Kataloglar

Ana teleskopun gözlemlerinden Hipparcos Kataloğu çıktı: 118.218 yıldız, en yüksek duyarlıkla. ESA, yıldızların yönlerinin ve hareketlerinin kabaca bir milisaniye-yay (derecenin yaklaşık dört milyonda biri) duyarlıkla bilindiğini belirtiyor ve bunu, Ay'da duran bir astronotun Dünya'dan görünen boyuyla karşılaştırıyor. Yardımcı yıldız eşleyicisi ise daha düşük ama o güne göre eşi görülmemiş duyarlıkla Tycho Kataloğu'nu üretti: 1.058.332 yıldız. Tycho-2 (2000) toplamı 2.539.913 yıldıza çıkardı ve ESA'ya göre 11. kadire kadar olan yıldızların yüzde 99'unu kapsıyor; bu, Sirius'tan yaklaşık 100.000 kat sönük demektir.

Katalog	Yıldız sayısı	Not
Hipparcos	118.218	En yüksek duyarlık; Haziran 1997
Tycho	1.058.332	Yıldız eşleyicisinden; daha düşük duyarlık
Tycho-2 (2000)	2.539.913	11. kadire kadar yıldızların %99'u

Basılı katalog 16 ciltten oluşuyordu (ek olarak CD-ROM'lardan oluşan 17. cilt). 2007'de yapılan yeni bir veri işleme, Hipparcos-2 kataloğunu verdi; ESA, bu çalışmanın 8. kadirden parlak yıldızların neredeyse tümü için özgün katalogdan en fazla dört kat daha iyi doğruluk iddia ettiğini yazıyor.

Verileri göster

Hipparcos Kataloğu	118.218 yıldız
Tycho Kataloğu	1.058.332 yıldız
Tycho-2 (2000)	2.539.913 yıldız
Fırlatma	8 Ağustos 1989
Çalışma	Kas 1989 – Mar 1993
Duyarlık	yaklaşık 1 mas

Bilimsel önemi

ESA'nın görev özetine göre Hipparcos şu sonuçlara katkıda bulundu:

• Genel görelilik. Hipparcos, Einstein'ın kütleçekiminin yıldız ışığı üzerindeki etkisine dair öngörüsünü doğruladı.
• Samanyolu. ESA'ya göre uydu Samanyolu'nun biçiminin değiştiğini ortaya koydu ve genç Samanyolu'na sonradan dahil olan bir yıldız grubunu belirledi.
• Güneş'e yaklaşacak yıldızlar. Güneş'e yakından geçecek yıldızlar saptandı.
• Gezegenli yıldızlar. Gezegen barındıran yıldızların uzaklıkları belirlendi.
• Ülker. Ülker yıldız kümesinin uzaklığı kısaldı; bu, yıldız kuramları üzerinde yeniden düşünmeyi gerektirdi.
• Kozmik uzaklık ölçeği. ESA'ya göre sonuçlar kozmik uzaklık ölçeğini değiştirdi ve evreni “daha büyük ve daha genç” hâle getirdi. ESA'nın bilim özetinde, sefeid değişen yıldızlarının paralakslarının ölçülmesinin bu yıldızların çoğunun tahmin edilenden daha uzakta olduğunu gösterdiği ve uzaklık merdiveninin kalibrasyonunu iyileştirdiği anlatılıyor.
• Çift yıldızlar. Çift ve çoklu yıldız sistemlerinin sanılandan yaygın olduğu görüldü; 235 çift yıldızın kütlesi ölçüldü.
• Kuyruklu yıldız. Veriler, Shoemaker-Levy 9'un 1994'te Jüpiter'e çarpacağının öngörülmesine yardımcı oldu.

ESA'nın değerlendirmesine göre Hipparcos, yıldızların fiziksel özelliklerini (ışıma güçleri, etkin sıcaklıkları, kütleleri ve boyutları) daha sağlam biçimde kalibre etmeyi sağladı ve yıldız evrimi ile iç yapı modellerinin iyileştirilmesine yol açtı.

Gaia'ya giden yol

ESA, Hipparcos'u uzay astrometrisinin yalnızca öncü girişimi olarak görüyor. Görev sayfasında ardılı Gaia, Hipparcos'tan 200 kat daha iyi olması beklenen görev diye tanıtılıyor; ESA'nın benzetmesiyle bu, Ay'daki astronotun boyunu değil tırnağını ölçmek gibidir. Gaia'nın kendi sonuçları ayrı sayfasında anlatılıyor. Hipparcos kataloğu bugün Gaia arşivinden de erişilebilir.

Türkiye'den bakış

Hipparcos, uzayda kalan ya da gökyüzünde izlenebilen bir araç değildir; Türkiye'den gözlenecek bir yanı yoktur. Ama verileri herkese açık. ESA, Hipparcos ve Tycho kataloglarının ESASky ve CDS'in VizieR ile SIMBAD hizmetleri üzerinden sorgulanabildiğini belirtiyor; kataloglar, ESA'nın “Credit: ESA” ifadesiyle anılması koşuluyla CC BY-NC 3.0 IGO lisansıyla dağıtılıyor. Katalogdaki yıldızlar “HIP” önekli numaralarla anılır.

Kısaca

• Hipparcos, 8 Ağustos 1989'da fırlatılan, yıldız konumlarını uzaydan ölçmek için yapılmış ilk uydudur.
• Apoje motoru ateşlenmedi; uydu eliptik yörüngede kaldı, yine de Kasım 1989 - Mart 1993 arasında çalıştı.
• Hipparcos Kataloğu 118.218 yıldızı, Tycho Kataloğu 1.058.332 yıldızı, Tycho-2 ise 2.539.913 yıldızı kapsar.
• Veriler, Einstein'ın öngörüsünün doğrulanması dahil, yıldız fiziğinden Samanyolu'na ve kozmik uzaklık ölçeğine kadar geniş bir alanda kullanıldı.
• Ardılı Gaia, çok daha yüksek duyarlığa ulaşmayı hedefledi.