COUDE TAYFÇEKERİ ve "Iodine" GAZI SOĞURMA HÜCRESİ

-A +A

"Iodine" gazı soğurma hücresi (I2 hücresi), içinde iki iyodin atomlu (I2) bir moleküler iyodin barındıran, içinden ışığın geçebilmesi için iki yüzeyi optik kalitede camdan bir düzenektir. İyodin normalde oda sıcaklığında katı halde bulunur. Eğer hücre 50-60 C'lik bir sıcaklığa getirilirse gaz haline geçer. Dış ortam ile ısı alışverişini engellemek için hücre vakumlu bir ortam içine yerleştirilmiştir. 

İyodin moleküllerinin elektronik-titreşim-dönme bandı 500-600 nm aralığında binlerce dar tayfsal çizgiyi içerir. Bu çizgiler tayfsal çalışmalarda kullanmak için ideal dalgaboyu standartları olarak kullanılabilir. Özellikle yıldız tayflarında hassas dikine hız ölçümleri için bu çizgiler iyi birer referans dalgaboyu oluştururlar. Ayrıca iyodin molekülleri kararlıdır, fazla zehirleyici değildir ve uygulaması kolaydır. Tüm bu özellikleri ile tayfsal gökbilim çalışmalarında yeni bir uygulama alanı oluşturmuştur (Marcy and Butler 1992, PASP, 104, 270; Kambe et al. 2002, PASJ, 54, 865). 

2007 yılında TUG, Okayama Astrophysical Observatory (OAO) ve Kazan Devlet Üniversitesi (KSU) arasında yapılan "TUG Planet Search" adlı bir bilimsel işbirliği programı çerçevesinde RTT150 teleskobu Coude Eşel Tayfçekeri'nin yarık ünitesi üzerine yerleştirilen I2 hücresinin ayarları ve test gözlemleri bitmiş olup bilimsel gözlemler başlamıştır. 

PROGRAM ÜYELERİ

TÜRKİYE 

Doç. Dr. Selim O. SELAM (Ankara Üniversitesi)
Dr. Öğr. Mesut YILMAZ (Ankara Üniversitesi)
Prof. Dr. Varol KESKİN (Ege Üniversitesi)
Dr. Kadri YAKUT (Ege Üniversitesi)

JAPONYA 

Dr. Hideyuki IZUMIURA (Okayama Astrofizik Gözlemevi, NAOJ)
Dr. Eiji KAMBE (Okayama Astrofizik Gözlemevi, NAOJ)
Dr. Bun'ei SATO ("Global Edge" Enstitüsü, Tokyo Teknoloji Enstitüsü)

RUSYA 

Dr. Ilfan BIKMAEV (Kazan Devlet Üniversitesi, KSU) 

I2 HÜCRESİ KULLANIM ALANLARI 

I2 hücresi, tayfsal çalışmalarda ölçülen radyal hızlardaki aletsel etkileri ortadan kaldırmak için kullanılır. Özellikle soğurma çizgilerine ait dalgaboyu kalibrasyonu ve şekillerinin incelenmesinde kullanışlıdır. İyodin hücresinin en yaygın kullanım alanı, geç tipten yıldızların çevresindeki muhtemel gezegenlerin araştırılması için 1 m/s kadar yüksek duyarlılık gerektiren dikine hız ölçümleridir. Bu kadar yüksek dikine hız duyarlılığına erişmek için incelenen yıldızın tayfında çok sayıda keskin soğurma çizgisi olmalıdır. 

I2 hücresi ile yapılabilecek çalışmalar aşağıdaki başlıklarda özetlenebilir. 

- Bileşenleri gezegenler, kahverengi cüceler, cüceler, düşük kütleli anakol yıldızları olan tayfsal çift yıldızlardaki dikine hız değişimleri. 

- Cüce, dev veya süper dev yıldızlarda astrosismoloji, 

- Yıldızlarda yüksek duyarlılık gerektiren başka dikine hız ölçüm çalışmaları. 

BEKLENEN DUYARLILIK 

RTT150 teleskobu Coude Eşel Tayfçekeri'ne monte edilen I2 hücresi ile elde edilebilecek dikine hız duyarlılığını tahmin edebilmek için Dr. E. Kambe tarafından yapılan simulasyonlar R=40,000 ve S/N=200 olmak üzere uygun poz sürelerinde (< 20 dakika) 6 m/s'lik dikine hızların tespit edilebileceğini göstermektedir. Aşağıdaki grafikte kesikli çizgi, CCD üzerinde I2 tayf pozisyonunun tespit edilmesindeki doğruluğun hücre içindeki iyodine miktarına bağlılığını göstermektedir. Düz çizgi ise aynı CCD üzerindeki yıldız tayfının pozisyonunun I2 tayfı pozisyonuna göre doğruluğunu göstermektedir. Bu ikisinden toplam doğruluk elde edilebilir. Pratik olarak S/N=200 elde edilebilen gerçek bir gözlemde ~10 m/s'lik bir doğruluk elde edilmesi beklenmektedir. 
 

TEST GÖZLEMLERİ ve İLK SONUÇLAR 

TUG'daki I2 hücresi ile ilgili ilk gözlemler ve sonuçları XVI. Ulusal Astronomi Kongresi'nde çağrılı bildiri olarak sunulmuştur (Selam ve ark., 2008, XVI. Ulusal Astronomi Kongresi Bildiri Kitabı, ÇOMÜ Yayınları, no:37, s.208). 

30 dakikalık poz süreleri ile 6 kadir civarındaki standart yıldızların gözlemlerinden elde edilen ilk sonuçlar yaklaşık 25 m/s lik bir duyarlılığa erişildiğini göstermektedir. 1Kx1K Coude CCD kamerasının Haziran 2009 tarihinde Andor CCD kamerası ile değiştirilmesi sonucu incelenen tayf bölgesi daha genişlemiş ve quantum etkinliği artmıştır. 

RTT150 teleskobunda kullanılan I2 hücresinin TUG'a transferinden önce Okayama'da alınmış bir test tayfı (mavi) ve RTT150 teleskobuna takıldıktan sonra alınmış bir test tayfı (kırmızı) aşağıdaki grafikte görülmektedir. 
 

I2 HÜCRESİ VERİLERİNİN İNDİRGENMESİ ve KULLANICILARA ÖNEMLİ HATIRLATMALAR 

I2 hücresi ile yapılan gözlemlerden elde edilen tayfların indirgenmesi için gerekli yazılımın geliştirilmesi veya elde edilmesi kullanıcının yükümlülüğüdür. Sözkonusu yazılım, I2 tayfı ve gerçek yıldız tayfını kullanarak tayfçekerden gelen aletsel etkileri ortadan kaldırmalı ve Dünya'nın kendi ekseni ve Güneş etrafındaki dönüşünden kaynaklanacak Doppler etkileri gibi etkileri indirgeyebilmelidir. Yazılım ve indirgeme konusunda Dr. Bun'ei Sato ve diğer I2 hücresi konularında yukarıda sıralanan program üyeleri ile irtibat kurulup yardım alınabilir.