Milimetre-altı astronomi

Milimetre-altı astronomi, elektromanyetik spektrumdaki milimetre-altı dalga boyunda çalışmaların yapıldığı gözlemsel astonominin bir dalıdır. Gök bilimciler kızılötesi ve mikrodalga bandı arasındaki milimetre-altı dalgaboyunda, genellikle birkaç yüz mikrometre ve mikrodalga arasında çalışırlar. Milimetre-altı astronomide halen yaygın olarak dalga boyuna mikron ya da eski ismiyle mikrometre denmektedir.

Milimetre-altı gözlemler ışığında, gök bilimciler yıldız evriminin gizemlerini açığa kavuşturma gayesiyle henüz yeni doğmakta olan önyıldızların bulunduğu moleküler bulutları ve karanlık bulutların adeta içini gözlemlerler. Bu karanlık bulutların uzay tabanlı gözlemleri uzaydaki moleküllerin kimyasal zenginliği ve soğuma mekanizmaları hakkında bilgi edinmek amacıyla yapılır. Ayrıca, milimetre-altı astronomik gözlemler galaksilerin oluşumu ve evrimi hakkında da bilgi edinmemize yardımcı olur.

Yer tabanlı milimetre-altı astronomik gözlemler yaparak, milimetre-altı dalga boyundaki astronomik ışımaları keşfetmeyi amaçlarız ancak bu noktada en belirgin engel gürültüyü arttıran ve yayılımın gözlemlenmesini zorlaştıran atmosferik emisyon olur. Kızılötesi ışıma gibi milimetre-altı ışımalar da atmosferdeki çeşitli su baharlarının ışımayı emmesine maruz kalır ve gözlemler ancak bu dalga boyları arasındaki boşluklar sayesinde mümkün olur. Milimetre-altı astronomik gözlemler için en ideal bölgeler kuru, serin, düzenli bir hava durumuna sahip olan ve şehir merkezlerinden uzak olan yerlerdir. Bu şartlara uygun ancak birkaç tane bölge tespit edilebilmiştir, bu bölgeler: Mauna Kea (Hawaii, USA), Şili'de Atacama Platosu'nda işletilen Llano de Chajnantor Gözlemevi, Güney Kutbu ve Hindistan'ın Hanle köyüdür (Himalaya bölgesinde yer alan Hindistan Gözlemevi). Milimetre-altı astonomi için mükemmel olan bu dört bölgeyi karşılaştıracak olursak Mauna Kea bölgesi en elverişli ve muhtemelen ulaşımı en kolay olan bölgedir. Şimdilerde gözlem projeleri için deniz seviyesinden oldukça yüksekte olan kuzey kutbu bölgeleriyle ilgilenilmektedir. Özellikle Grönland'da bulunan Zirve İstasyonu (İngilizce: Summit Camp) her zaman Mauna Kea'dan daha iyi gözlemler yapmaktadır.

Llano de Chajnantor Gözlemevi bölgesi, güney yarımküredeki en büyük milimetre-altı teleskop işletmesi olan Atacama Öncü Deney Teleskobu (İngilizce: Atacama Pathfinder Experiment) (APEX) ve milimetre-altı dalga boyu gözlemleri için inşa edilen bir interferometre niteliğinde, 54 tane 12 metre ve 12 tane 7 metre çapında radyo teleskoba sahip olan dünyanın yer tabanlı en büyük astronomi projesi Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi (İngilizce: Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array) (ALMA)'ne ev sahipliği yapmaktadır. Bir başka interferometre olarak Mauna Kea'da bulunan Milimetre-altı Dizisi (İngilizce: Submillimeter Array) (SMA), 8 tane 6 metre çapında teleskoptan oluşur. Ayrıca, inşa edilmiş en büyük milimetre-altı teleskop olan James Clerk Maxwell Teleskobu (İngilizce: James Clerk Maxwell Telescope) (JCMT) da Mauna Kea'da bulunur.

Yüksek irtifa balonları ve uçaklar aracılığıyla atmosferden birazcık yukarıya ulaşılabilmekte ve gözlem yapılabilmektedir. SOFIA yakın uzayda kızılötesi gözlemler yapmasına rağmen, bunlara BLAST deneyi ve SOFIA deneyleri ayrı ayrı örnek olarak verilebilir.

Uzay tabanlı milimetre-altı astronomik gözlemler, yer tabanlı gözlemlerdeki atmosferin oluşturduğu emisyondan kurtularak daha iyi gözlem yapmamızı sağlar. Milimetre-altı Dalga Boyu Astronomi Gözlemevi (İngilizce: Submillimeter Wave Astronomy Satellite) (SWAS), NASA'nın Küçük Kaşif Programlarından (SMEX) biri olarak 5 Aralık 1998'de Dünya'nın alçak bir yörüngesine yerleştirildi. Bu uzay görevinde büyük moleküler bulutları ve soğuk gaz bulutlarının bolca bulunduğu bölgeleri gözlemlemek amaçlanmıştır. SWAS'ın odaklandığı 5 ana moleküler spektrum gözlemi vardır: su (H2O), su izotopu (H218O), izotopik karbonmonoksit (13CO), moleküler oksijen (O2) ve nötral karbon (C I).

SWAS uydusu Haziran 2005'te başka bir amaçla NASA'nın Derin Etki (İngilizce: Deep Impact (spacecraft)) programı için desteklenmeye başlandı. SWAS, Ağustos 2005'in sonlarına kadar kuyruklu yıldızlarda bulunan su moleküllerinin tespitinde veri eldetmemize yardımcı oldu.

2009 yılında Avrupa Uzay Ajansı tarafından Herschel Uzay Gözlemevi (eskinden Uzak Kızılötesi ve Milimetre-altı Teleskobu ya da FIRST diye isimlendiriliyordu) olarak bilinen uzay tabanlı bir görev başlatıldı. Herschel şimdiye kadar uzaya fırlatılmış en büyük aynasıyla yörüngeye yerleştirildi ve uzak kızılötesi ile milimetre-altı dalgaboyundaki radyasyonu gözlemledi. Herchel Dünya'nın yörüngesi yerine Lissajous yörüngesine, Güneş sisteminin ikinci Lagrange noktasında bir yörüngeye oturtuldu. İkinci Lagrange noktası Dünya'dan yaklaşık olarak 1.5 milyon kilometre uzaklıkta bulunmakta ve Herchel'in konumu Dünya ve Güneş'ten gelen kızılötesi ve görünür radyasyondan oldukça uzak olduğundan gözlemlerdeki parazit seviyesi de diğer uzay görevlerine oranla bir hayli düşüktür. Herschel'in ana amacı galaksilerin kökeni ve galaksi formasyonunu aydınlatmak üzere gözlemler yapmaktır.