M. Ali Alpar

M. Ali Alpar (Mehmet Ali Alpar, 1950, Malatya), nötron yıldızları ve pulsarlar üzerine çalışan Türk astrofizikçidir. 1982'de üç meslektaşıyla birlikte Nature dergisinde yayımladığı makalede, saniyede yüzlerce kez dönen milisaniye pulsarlarının, yakınındaki bir eş yıldızdan madde çekerek yeniden hızlanan yaşlı nötron yıldızları olabileceğini öne sürdü. Bu çalışma, bugün milisaniye pulsarlarının kökenine dair önde gelen açıklama olan "geri dönüşüm" (recycling) senaryosunu biçimlendiren erken makalelerden biridir. Sabancı Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi'nin emeritus öğretim üyesi olan Alpar, 2011'de kurulan Bilim Akademisi'nin de kurucu başkanıdır.

Malatya'dan Cambridge'e

Bilim Akademisi'nin yayımladığı kısa özgeçmişe göre Alpar 1950'de Malatya'da doğdu. 1972'de Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) Fizik Bölümü'nü bitirdi, 1977'de İngiltere'deki Cambridge Üniversitesi'nde doktorasını tamamladı. Akademik hayatı boyunca Boğaziçi Üniversitesi, ABD'deki Columbia Üniversitesi ve Illinois Üniversitesi (Urbana-Champaign), TÜBİTAK Temel Bilimler Araştırma Enstitüsü, ODTÜ ve Sabancı Üniversitesi'nde çalıştı. Sabancı Üniversitesi'nin akademik sayfası onun ilgi alanlarını nötron yıldızları, pulsarlar, X-ışını çift yıldızları ve "geri düşme diskleri" (fallback disks) olarak sıralar.

Milisaniye pulsarı neden şaşırtıcıydı?

Büyük kütleli bir yıldız bir süpernova patlamasıyla ölünce geride son derece yoğun bir çekirdek, yani bir nötron yıldızı kalabilir. Hızla dönen ve güçlü manyetik alana sahip nötron yıldızlarının yaydığı ışınım demetleri, bir deniz fenerinin ışığı gibi Dünya'yı düzenli aralıklarla tarar; bu cisimlere pulsar (atarca) denir. NASA'nın aktardığına göre Yengeç Bulutsusu'nun merkezindeki pulsar saniyede 30 kez döner. Pulsarlar ışınım yaydıkça enerji kaybeder ve zamanla yavaşlar.

1982'de Don Backer ve ekibi, Tilki (Vulpecula) takımyıldızı yönündeki 4C21.53 adlı radyo kaynağında bambaşka bir pulsar buldu. Bugün PSR B1937+21 adıyla bilinen bu cisim 1,5578 milisaniyelik dönme periyoduyla saniyede yaklaşık 642 tur atıyordu. Bu, gökbilimcilerin bir pulsarın ulaşabileceğini düşündüğü hızın çok üzerindeydi. Soru basitti: Bu kadar hızlı dönen bir nötron yıldızı nereden çıkmıştı?

"Geri dönüşüm" fikri

Yanıtlardan biri, Alpar'ın A. F. Cheng, M. A. Ruderman ve J. Shaham ile birlikte yazdığı ve Nature dergisinin Aralık 1982 tarihli 300. cildinde "A new class of radio pulsars" (Yeni bir radyo pulsarı sınıfı) başlığıyla yayımlanan makaleden geldi. Makaleye göre manyetik alanı yeterince zayıf bir nötron yıldızı, çevresinde dönen bir madde diskinden uzun süre madde toplarsa milisaniyelik periyotlara kadar hızlandırılabilir. Madde akışı sona erdiğinde yıldız, eşinin sonraki evrimine bağlı olarak tek başına ya da bir çift sistemin içinde pulsar olarak yaşamını sürdürür.

Yazarlar bu yeni sınıfın kısa periyotlu, görünür yaşı çok büyük (100 milyon yıldan fazla) ve benzer periyottaki sıradan pulsarlara göre optik, X-ışını ve gama ışını yayımı çok daha zayıf cisimlerden oluşacağını öngördü; yeni keşfedilen 4C21.53 pulsarının da bu sınıfa ait olduğunu önerdiler. Fikir tek bir ekibe ait değildi: Aynı yıl V. Radhakrishnan ve G. Srinivasan da hızlı pulsarın kökenini eş yıldızdan madde aktarımıyla açıklayan bir makale yayımladı. Alpar ve arkadaşlarının makalesi de böyle bir pulsar sınıfı olasılığına Backus ve arkadaşlarının dikkat çektiğini not eder; pulsarlarla yakın çift yıldız sistemleri arasındaki ilişkiyi ise 1974'te G. S. Bisnovatyi-Kogan ve B. V. Komberg tartışmıştı.

Bugün milisaniye pulsarlarının kökenine dair önde gelen hipotez, bunların yakın bir çift yıldız sisteminde eşlerinden madde çekerek yeniden hızlanmış, yani "geri dönüştürülmüş" yaşlı nötron yıldızları olduğudur. Bu yüzden milisaniye pulsarlarına "geri dönüştürülmüş pulsar" da denir. Pek çoğunun, yıldızların çok sık dizildiği küresel kümelerde bulunması da bu senaryoyla uyumludur: Böyle kalabalık ortamlarda bir pulsarın dev bir eş yıldıza sahip olma ya da onu yakalama olasılığı çok daha yüksektir. Konunun genel çerçevesi Nötron yıldızları ve pulsarlar sayfamızda.

Pulsar sıçramaları ve girdap sürünmesi

Pulsarlar çok düzenli biçimde yavaşlar, ama bazen dönme hızlarında ani ve küçük bir artış görülür. "Glitch" (sıçrama) denen bu olaylarda dönme frekansı yaklaşık milyonda bir oranında artar, ardından günlerden yıllara uzanan bir toparlanma dönemi gelir. Sıçramaların ayrıntılı mekanizması hâlâ bilinmiyor; yaygın görüş, yıldızın içindeki daha hızlı dönen süperakışkan (sürtünmesiz akan) kısmın kısa bir süre kabuğa bağlanarak ona açısal momentum aktardığı yönünde. Bu yüzden sıçramalar, nötron yıldızlarının içindeki yoğun maddenin özelliklerine dolaylı yoldan bakmayı sağlıyor.

Alpar'ın en uzun soluklu çalışma alanlarından biri bu iç dinamik oldu. 1984'te D. Pines, P. W. Anderson ve J. Shaham ile The Astrophysical Journal'da yayımladığı iki makale, "girdap sürünmesi" (vortex creep) modelinin genel kuramını ve modelin Vela pulsarına uygulanmasını ele alıyordu. Süperakışkan nötron maddesi kuantize girdaplar hâlinde döner; modelde bu girdapların kabuğa takılması ve zaman zaman yerinden "sürünerek" kurtulması pulsarın dönme davranışını belirler. Sabancı Üniversitesi'nin yayın listesine göre Alpar ve öğrencileri modeli son yıllarda da geliştirmeyi sürdürdü: Yengeç pulsarının en büyük sıçraması (2019), Vela pulsarının 2016 sıçraması (2020) ve sık sıçrama yapan PSR J0537−6910'un yavaşlama indisi (2026) üzerine makaleler bunlar arasında.

X-ışını çiftlerinden uzun periyotlu pulsarlara

Alpar'ın çalışmaları milisaniye pulsarlarıyla sınırlı kalmadı. Ünal Ertan başta olmak üzere meslektaşlarıyla, olağandışı X-ışını pulsarları ve yumuşak gama ışını tekrarlayıcıları denen nötron yıldızlarının evrimini, süpernovadan sonra yıldızın çevresinde kalan "geri düşme diskleri"yle açıklayan modeller üzerinde çalıştı. 4U 0142+61'i "gaz hâlinde geri düşme diskine sahip bir nötron yıldızı" olarak inceleyen 2007 tarihli makale bunlardan biridir. ilk yazarı Ersin Göğüş olan ve dönme enerjisiyle çalışan PSR J1119-6127 pulsarından gelen magnetar benzeri X-ışını patlamalarını konu alan 2016 tarihli çalışmanın yazarları arasında da yer aldı.

Son yıllarda GLEAM-X J162759.5-523504.3 ve PSR J0901-4046 gibi alışılmadık derecede uzun periyotlu pulsarların evrimi, ultra parlak X-ışını kaynakları ve milisaniye pulsarlarının ulaşabileceği en kısa dönme periyodu gibi konularda makaleler yayımladı. 2026'da yayımlanan bir çalışma ise, düşük kütleli X-ışını çiftlerindeki nötron yıldızlarının, madde toplayan milisaniye X-ışını pulsarlarının evrim yollarında nasıl geliştiğini inceliyor; yani 1982'de ortaya attığı sorunun güncel sürümünü.

Türkiye'de bilim örgütlenmesi

Alpar, Türkiye'de bilim insanı yetiştirme ve bilimin örgütlenmesinde de etkin oldu. 1993-1997 arasında hem Türkiye Bilimler Akademisi (TÜBA) Konseyi hem de TÜBİTAK Bilim Kurulu üyesiydi; TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları dizisini başlatan yayın kurulunda yer aldı. Türk Astronomi Derneği'ne 1992-1994 ve 2006-2012 dönemlerinde başkanlık etti. Sabancı Üniversitesi'nde 2004-2010 arasında Temel Geliştirme Direktörü olarak görev yaptı; 2006-2010 arasında da Avrupa Birliği 6. Çerçeve Programı'na bağlı Marie Curie projesi ASTRONS'u yönetti.

Sabancı Üniversitesi'nin sayfasına göre 1993'ten beri üyesi olduğu TÜBA'dan 2011'de istifa etti ve aynı yıl kurulan Bilim Akademisi'nin başkanı oldu. Aynı sayfada Academia Europaea, American Philosophical Society, Türk Astronomi Derneği ve Avrupa Astronomi Derneği üyelikleri sıralanır.

Ödüller ve onurlar

Bilim Akademisi'nin özgeçmişine göre Alpar 1986'da TÜBİTAK Teşvik Ödülü'nü, 1988'de Sedat Simavi Ödülü'nü, 1992'de TÜBİTAK-TWAS Bilim Ödülü'nü aldı. ODTÜ'de 1994'te, Sabancı Üniversitesi'nde 2003'te mezuniyet sınıfı öğrencilerinin seçtiği en iyi öğretim üyesi ödüllerine layık görüldü. 2010'da Çeşme'de onun onuruna "Astrophysics of Neutron Stars 2010" (Nötron Yıldızlarının Astrofiziği 2010) konferansı düzenlendi; bildiriler American Institute of Physics tarafından kitaplaştırıldı.

Verileri göster

1950	Malatya'da doğdu
1972	ODTÜ Fizik'ten mezun oldu
1977	Cambridge'de doktora
1982	Nature'da geri dönüşüm
1984	Girdap sürünmesi modeli
1992	TÜBİTAK-TWAS Bilim Ödülü
2004	Sabancı'da direktörlük
2011	Bilim Akademisi başkanı

Neden önemli?

Milisaniye pulsarlarının son derece kararlı dönüşleri, onları birer kozmik saat gibi kullanmayı mümkün kılıyor; gökbilimciler bu pulsarların zamanlamasından kütleçekim dalgalarının izini bile sürüyor. Bu cisimlerin nereden geldiği sorusuna verilen geri dönüşüm yanıtını biçimlendiren çalışmalar arasında Alpar'ın da yazarları arasında olduğu 1982 makalesi var. Girdap sürünmesi üzerine çalışmaları ise pulsar sıçramalarını, nötron yıldızının içine açılan bir pencereye dönüştüren yaklaşımın parçası oldu. Türkiye'de ise ODTÜ ve Sabancı'da yetiştirdiği öğrencileri ve bilim kurumlarındaki rolleriyle, astrofizik araştırmalarının kurumsallaşmasına katkıda bulundu.

Kısaca

• 1950'de Malatya'da doğdu; ODTÜ Fizik'ten (1972) sonra Cambridge'de doktora yaptı (1977).
• 1982'de Nature'da, milisaniye pulsarlarının madde toplayarak yeniden hızlanan nötron yıldızları olduğunu öneren makalenin yazarlarındandı.
• 1984'te nötron yıldızlarının iç dinamiğine dair girdap sürünmesi modelinin genel kuramını ele alan makaleleri yayımladı.
• Boğaziçi, Columbia, Illinois, TÜBİTAK, ODTÜ ve Sabancı Üniversitesi'nde çalıştı.
• Türk Astronomi Derneği'ne iki dönem başkanlık etti; 2011'de kurulan Bilim Akademisi'nin kurucu başkanı oldu.
• TÜBİTAK Teşvik (1986), Sedat Simavi (1988) ve TÜBİTAK-TWAS Bilim (1992) ödüllerini aldı.