Zaman Ve Koordinat

ZAMAN

Astronomlar ve astronomi ile uğraşanlar gök cisimlerinin konumunu belirleyebilmek için zamana ihtiyaç duyarlar Zamanı ölçmeye yarayan bir sistem bulup zamanı tanıtmaya çalışırlar Bir zaman birimi tanımlayabilmek için dönemli bir harekete ihtiyaç vardır Örneğin su saati sarkaçlı saat, modern saat vb’ nin zamanı göstermeleri bunların dönemli harekette bulunmalarından ileri gelir

Zaman birimi tayininde kullanılan ilk dönemli hareket Yer’in kendi ekseni etrafında dönmesidir İkinci bir dönemli hareket ise Yerin Güneş etrafındaki hareketidir Bu iki döneme dayanan zaman birimleri astronomiktir ve yüzyıllarca Güneş saatleri için referans olmuştur 1972 yılından beri fiziksel (astronomik olmayan) bir zaman birimi kullanılmaktadır Bu zaman birimi Cs 133 (Sezyum) atomunun iki hiperfin seviyesi arasındaki radyasyonun dönemli geçişine dayanır

Yerin Kendi Ekseni Etrafında Dönmesine Dayanan Zaman Eşelleri

Yer’in kendi ekseni etrafında dönmesine dayanan üç zaman eşeli vardır Bir tek dönemli harekete karşın üç zaman eşelinin tanımlanması insanların sadece yıldızların doğuş ve batışıyla verilen zamanla değil, Güneş’in doğuş ve batışıyla tayin edilen zamanla da ilgilenmesinden ileri gelir Yer’in kendi ekseni etrafında dönmesine dayanan zaman eşelleri;

1 ) Yıldız Zamanı

2 ) Gerçek Güneş Zamanı

3 ) Ortalama Güneş Zamanı ‘dır



Yıldız Zamanı

İlkbahar noktasının (koç noktası) saat açısına yıldız zamanı denir Koç noktası bir yerin meridyeninde bulunduğu zaman o yerdeki yıldız zamanı 0sa’dir Tanımdan anlaşıldığı gibi yıldız zamanı yereldir Onun için daha doğru bir deyimle yerel yıldız zamanından bahsedilir Yıldız Zamanı (T), yıldızın saat açısı (s) ile sağaçıklığının (a) toplamına eşittir

T = s + a

Gerçek Güneş Zamanı:

Güneşin bir gözlem yerine ait saat açısına o yerdeki Gerçek Güneş Zamanı denir Güneşin merkezinin bir gözlemcinin meridyeninden ard arda iki geçişi arasında kalan zaman gerçek Güneş günüdür Güneş bir Yerin meridyeninde bulunduğu anda o yerde gerçek öğle oldu denilir

Gerçek Güneş gününün uzunluğu sabit olmayıp mevsimden mevsime değişmektedir Bu sebepten dolayı bir Güneş saati bize gerçek Güneş zamanını verebilir ancak mekanik şekilde işleyen bir alet örneğin, kol saati bunu yapamaz

Gerçek Güneş günü uzunluğunun değişmesinin iki sebebi vardır;

Bunlardan birincisi, Yer’in Güneş etrafındaki elips yörüngesi üzerinde sabit bir hızla hareket etmemesidir Yer Güneşe yakın olduğu zaman uzak olduğu zamana göre daha hızlı hareket eder Bunun sonucu olarak Güneşin ekliptik üzerindeki görünen hareketi, düzensiz olur Örneğin Yer’in kuzey yarım küresinde bulunanlar için Güneş kış aylarında daha hızlı hareket eder gibi görünür

İkinci sebep, Güneş’in yıllık görünen hareketini, zamanın ölçüldüğü gök ekvatoru üzerinde değil de ekliptik üzerinde yapmasıdır Birinci sebepte belirtildiği gibi Güneşin ekliptik yörünge üzerindeki hareketi düzenli değildir Düzenli olsa dahi bu hareketin ekvator üzerindeki izdüşümü her zaman aynı olmaz

Ortalama Güneş Zamanı

Güneşin anlatılan düzensiz hareketleri ve zamanın ekvator üzerinde ölçülmesi astronomları gerçekte var olmayan bir Güneş tanımlamaya yöneltmiştir Buna göre;

1) Yaklaşık 21 Mart’ta koç noktasında bulunan,

2) Gök Ekvatoru üzerinde düzenli hareket eden,

3 ) Hızı gerçek Güneş’in ekliptik üzerindeki bir yıllık hızının ortalamasına eşit olan Güneş’e ortalama Güneş denir

Bir yıl boyunca ortalama Güneş, gerçek Güneşin gerisinde kaldığı gibi ilerisinde de bulunabilir Ortalama Güneş’in saat açısına, Ortalama Güneş zamanı denir Ortalama Güneş’in bir yerin meridyeninden ard arda iki geçişi arasında kalan zaman bir ortalama Güneş günüdür Günlük işlerimizde kullandığımız saat ortalama Güneş zamanını ölçer

Zaman Denklemi

Gerçek Güneş zamanı ile ortalama Güneş zamanı arasındaki farka zaman denklemi denir E(t) şeklinde gösterilir Zaman denklemi bir yıl boyunca –14,2dk ile +16,3dk arasında değişir Günlük değeri almanaklardan alınabilir

Takvim Zamanı

Uygulamalarda takvim gününü gece yarısından başlatmak uygun olur Böylece ortalama Güneş zamanına göre çalışan bir saat ortalama gece yarısında 0sa’i gösteriyorsa bu saat bize takvim zamanını bildirmektedir O halde takvim zamanı ortalama Güneş’in saat açısına +12sa eklenerek bulunur Buna Yerel zaman da denir

Bölge Zamanı

Greenwich başlangıç meridyeninden itibaren eşit aralıklı 24 tane standart meridyen ve bunlar yardımı ile de 24 tane saat dilimi tanımlanmıştır Buna göre komşu iki standart meridyen arasındaki açı 15°’dir Bir standart meridyenin 7°30’ sağından ve solundan geçen meridyenlerle sınırlanan bölgeye o standart meridyene ait saat dilimi denir Aynı saat diliminde bulunan yerler aynı ortalama Güneş zamanını kullanır bu zamana bölge zamanı denir

Türkiye’den, biri İzmit civarında (30°’lik doğu standart meridyeni ) diğeri de Erzurum civarında (45°‘lik doğu standart meridyeni ) olmak üzere iki standart meridyen geçmektedir Bu sebepten Türkiye’de farklı iki saatin kullanılması gerekirken ulaşım ve haberleşmede kolaylık sağlamak amacı ile bütün Türkiye için İzmit civarından geçen standart meridyen kullanılmaktadırYaz aylarında ise saatler bir saat ileri alınmaktadır Bu yeni zamana Türkiye yaz saati denir

Greenwich başlangıç meridyeni ile tanımlanan bölge zamanı için genel zaman veya Üniversal zaman terimi kullanılır ve (UT) veya (GMT) olarak gösterilir Bu şekilde tanımlanan bölge zamanı çoğu zaman standart zaman olarak ta adlandırılır

Yer’in Güneş Etrafındaki Hareketine Dayanan Zaman Eşeli

Yer’in Güneş etrafındaki hareketine dayanan zaman eşeli Efemeris zamanı (gök günlüğü zamanı) olarak adlandırılır ve (ET) olarak gösterilir ET, dinamik astronomi için kurulmuş olup almanaklarda bazı zaman değerleri ET zamanı cinsinden verilir ET’ nin yüzyıllık bir değişimi olduğu tespit edilememiştir Bu özelliği ile UT ye bir üstünlük sağlar ET 1900 yılında UT ye eşit olacak şekilde ayarlanmıştır ET ve UT arasında,

ET = UT + DT eşitliği vardır DT‘nin bir yıl içindeki değişmeleri almanaklarda verilir

ASTRONOMİK KOORDİNATLAR

Astronomi ile ilgilenenler gözlemlemek istedikleri gökcisimlerini bulmak için bazı koordinatlara ihtiyaç duyarlar işte bunlar gökyüzü koordinatlarıdır Eğer elinizde motorlu otomatik bulucu sisteme sahip bir teleskopunuz varsa ve gözlemek istediğiniz gökcisminin koordinatları elinizdeyse yapacağınız tek şey teleskopa bu koordinatları girmektir

Gökyüzü koordinatlarını anlamak için, Dünyanın merkez olduğu bir küre düşünelim İşte bu hayali küre Gökküresi’ dir Bir denizin ortasında geminizle seyahat ettiğinizi varsayın Dört bir tarafınıza baktığımız zaman denizin gökküresi ile birleştiği noktaya çevren (ufuk) denir Sizin bulunduğunuz noktadaki çekül doğrultusuna dik olan düzlemin gökküresi ile arakesitine gökbilim çevren denir

Çekül doğrultusu gök yuvarlağını iki noktada keser Bunlardan biri tam tepemizdedir ve buna "basuçu (zenit)" denir Diğeri ise gökküresinin göremediğimiz noktasında yer alır ve "nadir" denmektedir

Günlük hareket ise, gökyüzündeki yıldızların topluca yaptığı dönme hareketine denilir Her gün yıldızlar doğar, ortak bir eksene göre birer çember yayı çizer ve sonra batar Güneş, ay ve gezegenlerin hareketleri bunlardan biraz farklıdır ama bu farklılığa rağmen, yıldızların bu hareketine katılırlar Bu dönme tek bir eksen etrafında olmaktadır Bu eksenin Dünyayı deldiği noktaya "Yer'in kutupları (uçlak)" gökyüzünü deldikleri noktaya da "Gök kutupları" adı verilir Bu kutuplardan, Kuzey yarım küresinden görülene, kuzey gök kutbu diğerine ise güney gök kutbu denmektedir Dönme eksenine dik olan büyük çembere "gök ekvatoru (eşlek)", düzlemine ise "ekvator düzlemi"denir Bu düzlemin Yer küresi ile arakesitine ise "yer ekvatoru" ya da kısaca ekvator denir Ufuk ile gök ekvatorunun kesim noktaları gözlemcinin doğu ve batı noktalarıdır Günlük hareket yönünde (saat yönü) alttan üste geçerken rastlanan nokta doğudur O halde tam ekvator üzerinde bulunan bir yıldızın doğduğu ve battığı noktalar o yerin doğu ve batı noktalarını verir Güneş 21 Mart ve 23 Eylül de ekvator üzerinde bulunur Kutuptan ve zenitten geçen yarı çembere "meridyen çemberi (öğlen çemberi)" ya da kısaca "meridyen (öğlen)" denir Meridyen, yerküredeki boylamlara benzetilebilir Yükselim çizgilerini dik keser ve başlangıç meridyeni (0º) kuzey kutbundan (kutup yıldızından) geçer Meridyen değerleri 0º ile 360º arasındadır

Güneşin günlük hareketinde bu çembere geldiğinde ulaşabildiği en yüksek nokta (öğlen) olduğundan ona bu ad verilmiştir Meridyen düzlemi zenit ve nadirden geçtiğine göre düşey doğrultuda bulunur Onun ufuk düzlemi ile arakesitine "öğlen çizgisi" denir Bu çizgi ufuk çemberini iki noktada keser ve bu noktalara, "kuzey" ve "güney" noktaları denir

Yeryüzü üzerinde bir bölgeyi tanımlamak istediğimizde, o bölgenin coğrafi koordinatlarını veririz Bu koordinatlar verilirken genellikle, enlem ve boylam koordinat sistemi kullanılır Gökyüzünde bir gökcisminin konumunu tanımlarken de koordinat sistemlerinden yararlanılır Dünya üzerindeki bir noktadan söz edeceksek, onun enlemini ve boylamını belirtiriz

Ancak, gökyüzü koordinatları enlem ve boylam olarak değil, dik açıklık (Deklinasyon veya delta) ve sağ açıklık (Rektesansiyon veya alfa) olarak adlandırılır Yerküre koordinatları ile karşılaştıracak olursak, dik açıklık enleme, sağ açıklık boylama karşılık gelir Yerkürenin ekvatoruyla, gökkürenin ekvatoru aynı düzlemdedir Yer ekvatoru 0º enlemdedir Kuzey Kutbu +90º, Güney Kutbu -90º enlemdedir Buna göre, boylam değerleri –90 ile +90 arasındadır Gökyüzünde de durum benzerdir Gök ekvatoru 0º dik açıklık, güney gök kutbu da -90º dik açıklıktadır Yani, dik açıklık değerleri de -90º ile +90º arasında olabilir Eksi (-) dik açıklık değerleri gök ekvatorunun güneyinde, artı (+) değerleri ise kuzeyinde yer alır

Sağ açıklığın, yerküre için kullanılan boylamdan farkı, değerlerinin derece değil, saat olarak verilmesidir Bunun nedeni ise; gök koordinatları, hareketli değildir yani, Dünya’nın kendi etrafında döndüğü gibi, gökyüzü de kendi çevresinde dönmez Buna karşılık biz, Dünya ile birlikte döndüğümüzden, gökyüzünü yeryüzünden gözlediğimizde, 24 saatlik periyotla döndüğünü görmekteyiz Çünkü, Dünya kendi çevresinde 24 saatte bir dönmektedir Sağ açıklık değerleri sıfırla 24 arasındadır Bundan dolayı Dünya, kendi çevresinde dönen dev bir saate benzetilebilir Gökyüzü her saat sağ açıklığını bir saat değiştirir

Gök ekvatoru, yer ekvatoruyla aynı düzlemdedir Bunun için de, gök ve yer kutuplarının çakışması, bize büyük kolaylık sağlar Gökyüzü gözlemleri için tasarlanmış teleskop kundakları, teleskopun dik açıklık ve sağ açıklık eksenleri etrafında döndürülerek, bu koordinatlara göre hareket edebilmesini sağlar Sağ açıklık ekseni, Dünya’nın ekseniyle çakıştırıldığında, teleskopun kutup ayarı yapılmış demektir

Bu ayar için, genellikle teleskoplar sağ açıklık eksenleri doğrultusuna yöneltilmiş bir dürbüne sahiptirler Bu dürbün yardımıyla sağ açıklık ekseni ayarlanır, kutup yıldızı bulunur ve eksen sabitlenir Kutup ayarı yapılmış bir teleskop, bir gökcismine ayarlandığında, Dünya’nın dönüşünden sadece sağ açıklık koordinatı etkilenir Dik açıklık değişmez Böylece, teleskopu cisme ayarladıktan sonra sadece sağ açıklığı uygun hızla değiştirerek, gözlediğimiz cismin teleskopun görüş alanında kalmasını sağlamış oluruz Eğer otomatik takip sistemli bir teleskopa sahipseniz, bu mekanizma, teleskopun görüş alanına sokulan bir gökcisminin burada kalmasını sağlar Bu, sağ açıklık eksenine yerleştirilen bir motorla gerçekleştirilir Motor, sağ açıklık ayarını Dünya’nın dönüş hızında; ancak, tersine döndürür

Derece ve saatlerin neden 60’a bölündüğünü merak etmişizdir Bunun nedeni; Babil’ den bu yana insanların dereceleri ve saatleri daha küçük birimlere bölerken 60’lık sistemden yararlandıklarıdır 1 derece (º) 60 dakika (‘), 1 dakika 60 saniyedir (“) Benzer biçimlerde, 1 saat (h) 60 dakika (d); 1 dakika 60 saniyedir (s)

Tanımladığımız gökyüzü koordinatlarını daha iyi anlamak için bir örnek verelim: Pek iyi bilinen bir yıldız olan Vega’ nın koordinatları; Sağ açıklık 18h36d56s, dik açıklık +38º47’01” tır Buna göre, Vega’ nın sağ açıklığı 18 saat, 36 dakika, 56 saniye; dik açıklığı ise 38 derece, 47 dakika, 1 saniyedir Dik açıklık değerinin başındaki artı (+) işareti, daha önce belirttiğimiz gibi onun kuzey gök kürede olduğunu gösterir

Bir gökcisminin gözlemcinin bulunduğu yerde ufuktan yüksekliğine yükselim denir Doğal olarak, Dünya döndükçe bu gökcisminin yükselimi ve meridyeni de değişir Yani, bir gökcisminin yükselimini ya da meridyenini belirtirken, bir anın söz konusu olması gerekir Yükselimi ve meridyeni hemen hiç değişmeyen yıldız, Kutup yıldızı (Polaris)’dır Kutup Yıldızı’nın yükselimi bizim bulunduğumuz enlemde 40º; ekvatordaki bir gözlemci için 0º; kuzey kutbundaki bir gözlemci içinse 90º’dir

(ç)