WEBB Uzay Teleskobu’na ilk fotonlar ulaştı!

Bugüne kadar yapılmış en büyük ve en güçlü teleskop olan James Webb Uzay Teleskobu 2021 yılının sonunda çıktığı yolculuğunu tamamlayarak 1,5 milyon km uzaktaki yörüngesine yerleşti. Yolculuğu sırasında gerçekleştirmesi gereken tüm aşamaları başarıyla tamamladıktan sonra nihayet aynaları da açıldı. Şimdi bu aynaların kalibre edilmesi lazım. Bir başka deyişle toplam 18 tane aynanın tek bir büyük ayna gibi çalışması için ayarlanması gerekiyor. 50 nanometrelik bir hassasiyetle…

Çok küçük ve çok büyük sayıları algılamamız biraz zor olduğu için NASA bunu şöyle bir benzetmeyle açıklıyor: “Eğer bu teleskobun tek bir yüzey gibi davranacak olan birincil aynası Amerika Birleşik Devletleri boyutunda olsaydı, onu oluşturan her bir ayna segmenti Teksas boyutunda olurdu ve ekibin bu Teksas boyutundaki segmentlerin yüksekliğini hizalaması gerekirdi. En fazla 4 cm’lik bir hata payıyla…” Bu analojiyi bizim daha iyi anlayabilmemiz için öyle çevirebiliriz. Türkiye neredeyse Teksas kadar, onun 1.2 katı büyüklüğünde! 18 aynanın her biri böyle ülkeler büyüklüğünde olsaydı bile yapılan kalibrasyonda hata payının 4 cm’den küçük olması gerekirdi. İşte şu anda bu ayarlamalar yapılıyor. Çok karmaşık bir işlem olduğu için 7 fazda gerçekleştirilecek.

Bu aşamaların her biri önce teleskobun 6 kat küçültülmüş bir modeli üzerinde prova ediliyor, sonra operasyon sinyalleri gönderiliyor. Peki böyle bir hizalama yapmak için nasıl bir yöntem kullanılabilir sizce? Aynaları tek bir hedefe yönlendirip çektikleri fotoğraflardaki noktaları üst üste getirmek ilk akla gelen yöntem. Teleskop tam da bunu yaptı. Gece gökyüzünde gördüğümüz Büyük Ayı takımyıldızı var ya… Onun içindeki yıldızlardan biri seçildi: HD 84406. 18 aynanın her biri 258.5 milyon ışık yılı uzaklıktaki bu yıldıza yöneltildi. Ve milyonlarca yıldır yolda olan ilk fotonlar uzay teleskobuna ulaştı. Gece yarısı saatlerinde gelen bu ilk görselleri bilim insanları hemen analiz etmeye başladı. Ve kendilerine ulaşan bu ilk fotonlardan yola çıkarak kalibrasyon sürecinin ilk fazının başarıyla gerçekleşmiş olduğunu gördüler.

Büyük Ayı Takımyıldızında HD 84406 olarak bilinen bu yıldız, özellikle seçildi. Etrafında ona benzer parlaklığa sahip başka yıldızlarla dolu olmadığı için kolayca görüntülenebiliyor. Arka planında görüntüyü bulanıklaştıracak bir kalabalık yok. Bu mozaik içindeki her nokta, onu yakalayan birincil ayna parçasına göre etiketlenmiş durumda. Yani şu anda aynı yıldızın farklı aynalarla yakalanmış 18 ayrı görüntüsüne bakıyorsunuz. Bir başka deyişle bu araç, başlangıçta 18 ayrı teleskoptan oluşuyormuş gibi davrandı. 2 Şubat’ta başlayan görüntü yakalama işlemi sırasında WEBB, yıldızın tahmini konumu çevresinde 156 farklı konuma yeniden yönlendirildi ve üzerindeki NIRCam adlı kameranın 10 dedektörünü kullanarak 54 gigabayt ham veriden oluşan 1.560 görüntü yakalandı. Tüm bu süreç yaklaşık 25 saat sürdü. Bu görüntüler daha sonra her bir birincil ayna parçasının imzasını tek bir çerçevede yakalayan tek, büyük bir mozaik oluşturmak için birbirine bağlandı. Burada gösterilen görüntüler, 2 milyardan fazla piksele sahip devasa bir mozaiğin yalnızca orta kısmı. Noktaları aynalarla eşleştirme işlemi bittikten sonra onlardan bir dizi yapılacak. Ardından global hizalama aşamasına geçilecek. 18 noktanın her biri hizalanarak odaklanacak. Sol tarafta 1/6 ölçekli test modelinde beklenen sonucu görüyoruz. En önemli ve son aşamadaysa ayrı ayrı hizalanmış bu aynaları tek bir görüntü oluşturacak şekilde mikro düzeyde yeniden ayarlaması yapılacak. Bu arada WEBB bir selfie de çekip göndermiş. Bu “selfie”, uzay görüntüleri yerine birincil ayna bölümlerinin görüntülerini çekmek için tasarlanan NIRCam cihazının içindeki özel bir lens kullanılarak oluşturulmuş.

Bu konfigürasyon bilimsel işlemler için değil sadece mühendislik ve hizalama amaçları için yerleştirilmiş. Fotoğrafta aynalardan biri parlak olarak gözüküyor, çünkü o sırada sadece o aynayı bir yıldıza yöneltmişler. Bu sayede diğer aynaların şekilleri ve kenarları da başarıyla görüntülenmiş. Ortada enstrümanın kendisi de gözüküyor. Teleskobu gösteren bu tür fotoğraflar sayesinde bilim insanları hizalama ve kalibrasyon işlemlerinin nasıl ilerlediğini izleyebilecekler.

Bunlar teleskop tarafından çekilen ilk görüntüler. Ancak fırlatma aşamasında da bahsettiğim gibi bilimsel amaçla çekilecek görüntülere ulaşabilmek için önümüzde daha birkaç ay var. Bu süreçte teleskop üzerindeki diğer üç enstrümanın kriyojenik çalışma sıcaklıklarına ulaşması gerekiyor. İlk bilimsel görüntülerin yaz aylarında dünyaya ulaşması bekleniyor.

Gerek çekilen selfie ve gerekse Büyük Ayı takımyıldızından ulaşan ilk fotonlar Webb’in fonksiyonlarının çalıştığını doğruladı ve bu elbette önemli bir kilometre taşı. WEBB’in üzerindeki dört enstrümanın tümünü kullanarak bilimsel gözlemlere başlamak için önümüzdeki aylarda yapılacak daha çok şey var.