Karl Jansky

Karl Guthe Jansky (22 Ekim 1905 – 14 Şubat 1950), radyo astronominin kurucu isimlerinden sayılan ABD'li fizikçi ve radyo mühendisidir. Bell Telefon Laboratuvarları'nda okyanus ötesi telsiz telefon görüşmelerini bozan parazitin kaynağını araştırırken, uzaydan gelen radyo dalgalarını ilk kez saptadı ve bu sinyalin Samanyolu'nun merkezi yönünden geldiğini gösterdi. Bu iş için kurduğu döner anten, dünyanın ilk radyo teleskobu olarak anılıyor. Bugün radyo astronomların gök cisimlerinden gelen sinyalin gücünü ölçmekte kullandığı birim, jansky, onun adını taşıyor.

Oklahoma'dan Wisconsin'e

Jansky, 22 Ekim 1905'te o zamanlar henüz eyalet olmayan Oklahoma Bölgesi'ndeki Norman kasabasında doğdu. Babası Cyril M. Jansky, Oklahoma Üniversitesi'nde mühendislik fakültesinin dekanıydı; aile üç yıl sonra Wisconsin'e taşındı ve baba burada Wisconsin Üniversitesi'nde elektrik mühendisliği profesörü oldu. Ağabeyi Cyril Jr. de Wisconsin ve Minnesota'da ilk radyo vericilerinin kurulmasına yardım etmişti.

Karl, 1927'de Wisconsin Üniversitesi'nden fizik lisans derecesi aldı. Yüksek lisansın ders yükünü de tamamladı, ancak tezini o yıllarda yazmadı. Üniversitede tenis oynadı, buz hokeyi takımının yıldızlarından oldu; sonraki yıllarda Bell Laboratuvarları'nda masa tenisi şampiyonu olacaktı.

Bell Laboratuvarları'nda bir parazit avı

Jansky Temmuz 1928'de, 22 yaşındayken Bell Telefon Laboratuvarları'na katıldı ve New Jersey'deki Holmdel saha istasyonuna gönderildi. O yıllarda Atlantik'in iki yakası arasındaki telefon görüşmeleri, 10-20 metre dalga boyundaki kısa dalga radyo üzerinden yapılıyordu. Bu dalgalar atmosferin üst katmanlarından, yani iyonosferden yansıyarak uzak mesafelere ulaşır. Jansky'nin görevi, bu bağlantıyı bozan parazitin (İngilizcedeki adıyla static) kaynaklarını belirlemekti.

Bunun için 20,5 MHz frekansına, yani yaklaşık 14,6 metre dalga boyuna ayarlı, yön belirleyebilen bir anten tasarladı. Yaklaşık 30 metre (100 fit) genişliğinde ve 6 metre (20 fit) yüksekliğindeki bu metal iskelet, dört Ford Model T tekerleği üzerinde duran bir döner tablaya oturtulmuştu; böylece ufuk boyunca her yöne çevrilebiliyordu. Anten bugün "Jansky'nin atlıkarıncası" adıyla anılıyor. Maliyetinin 1.000 doların altında kaldığı tahmin ediliyor. Gelen sinyalin şiddeti, kâğıt şerit üzerine mürekkepli kalemle çizim yapan bir kaydedicide izleniyordu.

Üç tür parazit ve gizemli bir tıslama

Aylarca süren kayıtlar sonunda Jansky paraziti üç gruba ayırdı: yakındaki fırtınalardan gelen, uzaktaki fırtınalardan gelen ve kaynağı belirsiz, sürekli, zayıf bir "tıslama". NRAO arşivinin aktardığına göre 1931 sonbaharından 1933'e kadar bu üçüncü sinyali sistemli biçimde inceledi.

Sinyalin en güçlü geldiği yön günde bir kez yükselip alçalıyordu; bu yüzden Jansky önce Güneş'ten gelen bir ışınım yakaladığını düşündü. Ancak birkaç ay sonra en güçlü noktanın Güneş'in konumundan uzaklaştığını gördü. Asıl ipucu süredeydi: sinyal her 24 saatte değil, her 23 saat 56 dakikada bir tekrarlanıyordu. Bu süre, Dünya'nın Güneş'e göre değil uzak yıldızlara göre bir tam dönüşünü, yani yıldız gününü karşılar. Bir sinyal yıldızların temposunu izliyorsa, kaynağı Güneş Sistemi'nin dışında, gökyüzünde sabit bir yerde olmalıdır.

Jansky en güçlü yayının Yay (Sagittarius) takımyıldızı yönünden, yani Samanyolu'nun merkezi doğrultusundan geldiğini belirledi. Kayıtlarına göre sinyal en yüksek değerine 16 Eylül 1932'de akşam 19.10'da ulaştı. Galaksimizin merkezinde bugün neler bilindiği Sagittarius A* sayfasında anlatılıyor.

Keşif duyuluyor

Jansky ilk sonuçlarını Aralık 1932'de Proceedings of the IRE dergisinde, yüksek frekanslardaki atmosfer parazitinin yönlerini inceleyen bir makaleyle yayımladı. 27 Nisan 1933'te Washington'daki Uluslararası Radyo Bilimi Birliği (URSI) toplantısında "Dünya dışı kökenli elektriksel bozulmalar" başlıklı bir sunum yaptı. Bell Laboratuvarları'nın Mayıs 1933'teki basın bülteni büyük ilgi gördü: The New York Times 5 Mayıs 1933'te haberi "Samanyolu'nun merkezine uzanan yeni dalgalar" başlığıyla verdi, NBC radyosu da "yıldızların arasından gelen radyo sesleri"ni dinleyicilerine duyurdu. Ayrıntılı makale Ekim 1933'te aynı dergide yayımlandı. Jansky 1936'da bu ışınıma "yıldız gürültüsü" adını verdiği teziyle Wisconsin Üniversitesi'nden yüksek lisans derecesini de aldı.

Neden devam edemedi?

Keşif ilgi uyandırdı ama radyo astronomi birkaç yıl boyunca yerinde saydı. Jansky 1935'ten sonra Samanyolu'ndan gelen radyo dalgalarını daha ayrıntılı incelemek istedi; fakat konu astronomlara tamamen yabancıydı, Bell Laboratuvarları da Büyük Bunalım yıllarında bu araştırmanın maliyetini haklı çıkaramıyordu. Jansky'nin astronomi eğitimi almamış olması da etkendi; gözlemevleri riskli yeni projelere girmekten çekiniyordu. Jansky, Bell Laboratuvarları'nda gürültüyü azaltma çalışmalarına ve savunmayla ilgili işlere yöneldi, radyo astronomiye geri dönmedi.

Bayrağı bir başkası devraldı: radyo mühendisi Grote Reber 1937'de Illinois'deki evinin bahçesine tek başına bir radyo teleskobu kurdu ve gökyüzündeki radyo kaynaklarının ilk sistemli taramasını yaptı.

Erken ölüm ve kalıcı miras

Jansky, üniversite yıllarında yakalandığı böbrek hastalığının (nefrit) yol açtığı kalp rahatsızlığı nedeniyle 14 Şubat 1950'de, 44 yaşında, New Jersey'nin Red Bank kentindeki bir hastanede hayatını kaybetti. Anten mühendisi William A. Imbriale, Jansky erken ölmeseydi Nobel Ödülü'nü kuşkusuz alacağını ve rastlantısal keşfinin astronominin yeni bir dalını doğurduğunu yazar.

Uluslararası Astronomi Birliği, radyo kaynaklarının akı yoğunluğu birimine onun adını verdi: 1 jansky (Jy), metrekare başına, hertz başına 10⁻²⁶ watt'a eşittir. Birimin bu kadar küçük olması, uzaydan gelen radyo sinyallerinin ne denli zayıf olduğunu gösterir: gökyüzünün en parlak radyo kaynakları bile 1-100 jansky aralığındadır. Ay'daki Jansky krateri ve 1932 Jansky adlı asteroit de ona adanmıştır.

New Mexico'daki Very Large Array, on yıl süren yenileme projesinin sonunda 2012'de "Karl G. Jansky Very Large Array" adını aldı; NRAO'ya göre San Agustin düzlüğündeki bu dizi, her biri 25 metre çaplı 28 antenden oluşuyor. NRAO ayrıca doktora sonrası araştırma bursunu ve yıllık Jansky Ödülü'nü onun adıyla veriyor. Antenin tam boyutlu bir kopyası Green Bank Gözlemevi'nde sergileniyor; Holmdel'deki asıl yerine de 1998'de bir anıt ve plaket konuldu. Yine Holmdel'de, otuz yılı aşkın bir süre sonra Bell Laboratuvarları'nın Crawford Hill'deki boynuz anteniyle Arno Penzias ve Robert Woodrow Wilson bu kez evrenin ilk dönemlerinden kalan kozmik mikrodalga arka plan ışımasını yakalayacaktı.

Verileri göster

Çalışma frekansı	20,5 MHz
Dalga boyu	yaklaşık 14,6 m
Genişlik	yaklaşık 30 m
Yükseklik	yaklaşık 6 m
Döner tabla	4 Ford Model T tekerleği
Tahmini maliyet	1.000 dolardan az
Sinyalin tekrar süresi	23 saat 56 dakika

Neden önemli?

Jansky'nin keşfi, gök cisimlerinin elektromanyetik tayfın bambaşka bir bölgesinde de "konuştuğunu" gösterdi ve astronomiye yeni bir pencere açtı. Bir telefon şirketinin parazit sorununu çözmek için başlayan çalışma, bugün dev anten dizileriyle sürdürülen koca bir bilim dalının başlangıç noktası oldu.

Kısaca

• 1905'te Oklahoma'da doğdu; 1927'de Wisconsin Üniversitesi'nden fizik diploması aldı.
• 1928'de Bell Telefon Laboratuvarları'na katıldı; telsiz telefonu bozan parazitin kaynağını araştırdı.
• 20,5 MHz'e ayarlı döner anteniyle 23 saat 56 dakikada bir tekrarlanan bir sinyal buldu.
• Kaynağın Samanyolu'nun merkezi yönü, Yay takımyıldızı olduğunu gösterdi; keşif 1933'te duyuruldu.
• 1950'de 44 yaşında öldü; radyo astronomideki akı yoğunluğu birimi jansky (Jy) onun adını taşıyor.