Normalde Küre Şeklinde Olan Yıldızlar Uzay Fotoğraflarında Neden 8 Uçlu Görünür?

Geçtiğimiz günlerde NASA’nın yeni uzay teleskobu olan James Webb Uzay Teleskobu bizlere ilk görüntülerini ulaştırmıştı. Evrenin sırlarını anlamamıza yardımcı olacak bu teleskobun gönderdiği karelerde bazı farklar dikkat çekmişti. Bunlardan biri de 8 ışık huzmesine sahip yıldızların varlığı oldu.

Normalde yıldızların dev, yuvarlak gök cisimleri olduğunu biliyoruz. Peki James Webb Uzay Teleskobu‘ndan gelen görüntülerdeki yıldızlar neden devasa toplara değil de yılbaşı ağaçlarındaki süslere benziyor? Gelin, bu durumun nedenlerini açıklayalım.

Bu durumun nedeni, aklınıza gelen ilk şey değil!

Kamera kullanan kişiler, lens flare ya da mercek parlaması adı verilen duruma aşinadır. Nedir peki mercek parlaması? Kamerayı güçlü bir ışık kaynağına tutarsanız ışık lensten geçerken kırılıp dağılır. Bazen güzel bir görüntü verir, bazen istenmeyen bir olgu olarak görülür. Pek çok kişinin de aklına gelen ilk şey bir nevi mercek parlaması oluyor ancak cevap bu değil. 

Bu görmüş olduğumuz ışık huzmelerinin adı diffraction spikes olarak geçiyor. Türkçe karşılığı olarak kırınım uçları diyebileceğimiz bu yapıların ortaya çıkmasının nedeni ise uzay teleskobunda kullanılan aynaların dizilimi ve ayna sistemleri.

Aslında biz kırılımlardan oluşan bu desenleri daha önce Hubble’dan gelen görsellerde de görmüştük. Oradaki görüntülerde kırılmalar daha çok artı şekline benziyordu. Bu durumun sebebi ise iki teleskopta farklı şekillerdeki aynaların kullanılması.

Aynaların şekli kırılımları belirliyor.

Işık bir ayna yüzeyine çarptığı zaman dağılma eğilimi gösterir. Bu dağılımlar dalgalar şeklinde olur. Bir noktadan aynaya çarpıp dağılan ışıkla denize atılan taş etrafına benzer şekillerde dalgalar yayar: Merkezde daha kuvvetli ve sık, uzaklaştıkça daha küçük ve aralıklı. Bu dağılan ışık dalgalarının yapabileceği iki şey vardır: birbirlerine katılarak daha büyük dalgalar oluşturmak ya da birbirlerine çarpıp sönümlenmek. 

Bahsi geçen kırınımlar da teleskobun, arıların bal petekleri gibi altıgen şekle sahip aynalarının kenarlarında oluşan kırılımlardan kaynaklanıyor. En azından bir kısmı için durum bu, zira bu kırılmalara neden olan bir başka şey daha var.

Teleskobun ana ayna diziliminin arkasında bir de ikincil ayna yer alıyor. Bu iki ayna düzeneğini birbirine bağlayan destek kolları bulunuyor. Bu kollar da bir yansıma oluşturuyor. Yansıma nedeniyle de kırılımlar oluşur. Sırf 3 destek ayağı olması bile 6 kırılım için yeterlidir.

Kırılım sayısı daha fazla bile olabilirdi.

NASA, görüntülerin mümkün olduğunca net ve temiz olmasını istiyor. Bu nedenle de kırılımları azaltmak için uyguladıkları çeşitli yöntemler bulunuyor. Bunlardan biri de destek çubuklarının konumunu ayarlamak. NASA mühendisleri bu işlemi gerçekleştirirken kollar arasında 150-150-60 derece şeklinde bir açı düzeni ayarladı. Böylece çubuklardan kaynaklanan kırınımların bir kısmı ile ayna şeklinden kaynaklanan kırınımların bir kısmı örtüştürüldü.

Hubble Teleskobu’nda yuvarlak ayna yapısının önünde artı şeklinde bir düzenek bulunuyordu.

Bu nedenle o teleskoptan gelen görüntülerde yıldızlar artı şeklindeydi. Eğer tek ya da iki destek ayağı olan bir sistem söz konusu olsaydı, bu durumda çizgisel dağılım görürdük.

Görüntünün ne ile çekildiği de önemli.

James Webb Uzay Teleskobu kendi üzerinde pek çok farklı enstrümanı da barındırıyor. Çekim için hangi enstrümanın kullanıldığı da görüntüleri etkiliyor. Örneğin NIRCam adlı enstürman kızılötesine yakın spektrumdaki ışığı görüntülüyor. MIRI adlı enstürman ise orta-kızılötesi spektrumdaki ışığı algılıyor. Bu durumda iki enstürman aynı görüntüye baksa da farklı görseller ortaya çıkarabiliyor. Örneğin yukarıdaki görselde, solda yer alan ve NIRCam ile çekilen karede yıldız ışıklarında kırınım daha fazla.

Tabii ki daha kuvvetli ışığa sahip olan yıldızların ışığındaki kırınım da daha kuvvetli oluyor. Gelecekte belki de James Webb Uzay Teleskobu, sekizgen çam ağacı ışıklarıyla ikonik hale gelecektir, kim bilir?