Bir fotoğraftaki yakın nesnenin konumu, çekim noktası değiştiğinde arka plandaki uzak nesnelere göre kaymış görünebilir. Nesnenin kendisini hareket ettirmek gerekmez. Gökbilimciler de Dünya’nın yörüngesindeki farklı konumlardan bakarak yakın yıldızlarda çok küçük bir görünür yer değişimi ölçer. Yıldız paralaksı, uzaklığı geometriden elde etmenin yollarından biridir.
Açıklayıcı şema: Dünya’nın yörüngesi ve yıldızın görünür konumu arasındaki ilişkiyi anlatan paralaks şeması. Kaynak: Stellarparallax2.svg; üretici: The original uploader was Booyabazooka at English Wikipedia .; lisans: Public domain. Kaynak bildirimi: Transferred from en.wikipedia to Commons..
İki konum, ortak arka plan
Yakındaki bir nesneye iki ayrı gözle sırayla bakıldığında bu etki fark edilebilir. Astronomide iki gözün yerini gözlemin yapıldığı farklı konumlar alır. Dünya, Güneş çevresindeki yörüngesinin karşı tarafına yaklaşık altı ayda geçer. Böylece aynı yıldız, aralarında Dünya’nın yörünge çapı ölçeğinde mesafe bulunan iki yerden gözlenebilir.
Yıldızın arka plandaki daha uzak kaynaklara göre konumu karşılaştırılır. Yakın yıldızlarda kayma daha büyük, uzaktakilerde daha küçüktür. Gökcisimlerinin uzaklığı çok fazla olduğu için bu açı çıplak gözle izlenebilecek büyüklükte değildir. Hassas konum ölçümü, yöntemin pratikteki belirleyici gereksinimidir.
Üçgenin bir kenarını bilmek
Yöntemin dayanağı, gözlem noktaları arasındaki uzaklıkla bakış doğrultularının oluşturduğu geometridir. Basit bir üçgende bir taban uzunluğu ve uygun açılar bilindiğinde diğer uzunluklar hesaplanabilir. Yıldız için de Dünya’nın yörünge ölçeği bilinen tabanı sağlar. Gökyüzünde ölçülen küçük açı, bu tabanın yıldıza olan uzaklığa göre ne kadar küçük kaldığını anlatır.
Burada kullanılan paralaks açısı, altı ay arayla görülen toplam kaymanın tamamı değildir. Standart tanım, yaklaşık bir astronomik birimlik tabana, yani Dünya–Güneş uzaklığına karşılık gelen açıdır. Yörüngenin karşı uçlarından ölçülen toplam salınım ile tanımdaki yarım açı birbirine karıştırılırsa hesapta iki katlık fark doğabilir.
Parsek nereden gelir?
Bir yay saniyelik yıllık paralaksa karşılık gelen uzaklık bir parsek olarak adlandırılır. Yay saniyesi açısal ölçüdür; zaman saniyesiyle aynı şey değildir. Bir derece, üç bin altı yüz yay saniyesine bölünür. Bu nedenle bir yay saniyesi, gökyüzünde son derece küçük bir açı anlatır. Bir parsek yaklaşık 3,26 ışık yılıdır.
Paralaks yay saniyesiyle, uzaklık parsekle yazıldığında basit ilişki uzaklığın açının tersi olmasıdır. Varsayımsal bir yıldızın paralaksı 0,2 yay saniyesi ölçülmüş olsun. İdeal hesapta birin 0,2’ye bölünmesi beş parsek verir. Açı küçüldükçe mesafe artar. Bu örnek bir gözlem sonucu değil, birimlerin nasıl birlikte çalıştığını gösteren sayısal bir alıştırmadır.
Gökyüzündeki her hareket paralaks değildir
Yıldızların kendilerine ait hareketleri de vardır. Bu yüzden konumun zamanla değişmesi yalnızca Dünya’nın bakış noktasıyla açıklanmaz. Paralaksın yıllık düzeni, yıldızın gökyüzündeki öz hareketinden ayrıştırılır. Birbirini izleyen ölçümler, farklı etkilerin aynı konum kaydında nasıl üst üste geldiğini çözmeye yardım eder.
Açı çok küçüldüğünde ölçüm belirsizliği uzaklık hesabında önem kazanır. İdeal ters oran, her ölçülen değerin aynı güvenle uzaklığa çevrilebileceği anlamına gelmez. Atmosferin görüntüyü bozması da yerden yapılan gözlemlerde güçlük yaratır. Uzaydan konum ölçen görevler, bu nedenle yıldız uzaklıkları araştırmasında önemli bir rol üstlenmiştir.
Örnekteki açının 0,18 ile 0,22 yay saniyesi arasında değiştiği iki alternatif hesap düşünelim. Terslerini aldığımızda yaklaşık 5,56 ve 4,55 parsek buluruz. Açıdaki eşit büyüklükte değişimler, uzaklıkta tam simetrik iki sınır oluşturmaz. Bu basit aritmetik, gerçek bir ölçümün belirsizliğini yorumlarken yalnızca tek bir uzaklık sayısını görmenin neden yeterli olmayabileceğini gösterir. Gerçek verinin istatistiksel değerlendirmesi ayrıca yapılır.
Paralaksın gücü, yıldızın ne kadar ışık yaydığını önceden varsaymadan geometrik bir mesafe verebilmesidir. Bu mesafeler daha sonra yıldız özelliklerini ve başka uzaklık yöntemlerini değerlendirmekte kullanılır. Ufak bir görünür kayma, gökyüzündeki iki boyutlu konumları üç boyutlu bir yıldız çevresine dönüştürmenin temel verilerinden biri olur.
