Life of Science: Ocak 2014

27 Ocak 2014 Pazartesi

Abundant ‘Mini-Neptunes’ Form New Class of Alien Planets

There’s a new kind of planet to add to Kepler’s cornucopia of alien worlds, and you won’t find it in Earth’s own solar system.

Ground-based follow-up observations of planets found by NASA’sKepler spacecraft reveal the masses and densities of 16 new planets ranging between one and four times the size of Earth. Many of the newfound orbs, described at a meeting of the American Astronomical Society, have a rocky core surrounded by a puffed-up envelope of gas, which scientists are calling “sub-Neptunes” or “mini-Neptunes”.

Full Article

Credit: Tanya Lewis, Geoff Marcy/NASA Ames Research Center

After nearly a decade of development, construction, and testing, the Gemini Planet Imager (GPI) is pointing skyward and collecting light from distant worlds with the help of a special starlight-blocking device, called a coronagraph, built at the American Museum of Natural History.

This is Gemini Planet Imager’s first-light image of the light scattered by a disk of dust orbiting the young star HR4796. The narrow ring is thought to be dust from asteroids or comets left behind by planet formation; some scientists have theorized that the sharp edge of the ring is defined by an unseen planet.

Processing by Marshall Perrin, Space Telescope Science Institute

A pair of colossal stars, WR 25 and Tr16-244, located within the open cluster Trumpler 16 of the Carina Nebula.
Image by ESA & NASA’s Hubble Space Telescope

On Jan. 23, 2014, 9:33 p.m. EST, NASA’s Tracking and Data Relay Satellite L (TDRS-L) blasted off aboard a United Launch Alliance Atlas V rocket from Cape Canaveral Air Force Station in Florida.

The 3.8 ton critical communications relay satellite is now safely in orbit and will become part of a network providing high-data-rate communications to the International Space Station (ISS), Hubble Space Telescope, launch vehicles and a host of other research spacecraft that relay absolutely critical flight, telemetry and science data.

Without the TDRS network of relay satellites, the ISS, Hubble, and other spacecraft would not be able to function. The “L” craft is the 12th in this series of communications satellites and is identical to the “K” which was launched in 2013 and marked the first of the third generation of TDRS satellites.

NASA will now conduct a three month in-orbit checkout, and the next spacecraft in this series, TDRS-M, is on track to be ready for launch in late 2015.

Take action. Tell Congress that your support doubling NASA’s funding so that they will never have to worry about the fate of critical missions like this one.

On Jan. 23, 2014, 9:33 p.m. EST, NASA’s Tracking and Data Relay Satellite L (TDRS-L) blasted off aboard a United Launch Alliance Atlas V rocket from Cape Canaveral Air Force Station in Florida.

The Elusive Jellyfish Nebula
Normally faint and elusive, the Jellyfish Nebula is caught in this alluring, false-color, telescopic view. Flanked by two bright stars Mu and Eta Geminorum. The Jellyfish Nebula is the brighter arcing ridge of emission with dangling tentacles below and left of center. In fact, the cosmic jellyfish is seen to be part of bubble-shaped supernova remnant IC 443, the expanding debris cloud from a massive star that exploded. Light from the explosion first reached planet Earth over 30,000 years ago. Like its cousin in astrophysical waters the Crab Nebula supernova remnant, IC 443 is known to harbor a neutron star, the remnant of the collapsed stellar core. Emission nebula Sharpless 249 fills the field at the upper Right. The Jellyfish Nebula is about 5,000 light-years away. At that distance, this image would be about 300 light-years across. The color scheme used in the narrowband composite was made popular in Hubble Space Telescope images, mapping emission from oxygen, hydrogen, and sulfur atoms to blue, green and red colors.

Credit: Bob Franke

Sea Stack Sunset

This photo shows a sunset off the coast of the state of Washington from Olympic National Park.

The rocks before you are known as Sea Stacks. They are created by the interaction between two geologic forces; erosion and tectonics.

The rocks of the Pacific Northwest are being gradually pushed upwards due to subduction. A small piece of oceanic crust known as the Juan de Fuca plate (a small fragment of the ancient Farallon plate) is being subducted offshore. As this plate is pushed down into the mantle, it is pushing back against the rocks of the North American continent, stressing and bending some of the rocks near the shoreline.

The sea stacks are composed of sediments that were once deposited offshore. The rocks are conglomerates and sandstones, many of which were actually turbidites. The rocks were deposited offshore in landslides; giant avalanches beneath the waters carrying rocks from the shore out to sea.

The offshore rocks are being pushed upwards by the stresses of subduction. Eventually some of them reach sea level and beyond. Once they cross sea level, they are exposed to the eroding power of the ocean waves. The waves gradually eat away at the rocks, but places that are strong and resistant to erosion continue to stand tall. Combined with large changes in sea level over the past million years (giving these rocks a break from erosion when the waves retreat), erosion and tectonics have worked to create these features. Today they are occupied by a variety of birds and plants as well.

-JBB

Surprise! Fomalhaut’s kid sister has a debris disk too

The bright star Fomalhaut hosts a spectacular debris disk: a dusty circling plane of small objects where planets form. At a mere 25 light-years away, we’ve been able to pinpoint detailed features: from the warm disk close by to the further disk that is comparable to the Solar System’s Kuiper belt.

But Fomalhaut never ceases to surprise us. At first we discovered a planet, Fomalhaut b, which orbits in the clearing between the two disks. Then we discovered that Fomalhaut was not a single star or a double star, but a triplet. The breaking news today, however, is that we have discovered a mini debris disk around the third star.

Fomalhaut is massive, weighing in at 1.9 times the mass of the Sun. And at such a close distance it’s one of the brightest stars in the southern sky. But its two companions are much smaller. The second star, Fomalhaut B, is 0.7 times the mass of the Sun and the third star, Fomalhaut C, a small red dwarf, is 0.2 times the mass of the Sun.

Fomalhaut C orbits Fomalhaut A at a distance of 2.5 light-years, or roughly half the distance from the Sun to the closest neighboring star. It was only confirmed to be gravitationally bound to Fomalhaut A and Fomalhaut B in October of last year.

“The disk around Fomalhaut C was a complete surprise,” lead researcher Grant Kennedy of the University of Cambridge told Universe Today. “This is only the second system in which disks around two separate stars have been discovered.”

Relatively cool dust and ice particles are much brighter at long wavelengths, allowing telescopes like the Herschel Space Telescope, to pick up the excess infrared light. However, Herschel has a much poorer resolution than an optical telescope so the image of Fomalhaut C’s disk is not spatially resolved — meaning the brightness of the disk could be measured but not its structure.

Kennedy’s team’s best guess is that the disk is quite cold, around 24 degrees Kelvin and pretty small, orbiting to and extent of 10 times the distance from the Earth to the Sun. But it’s likely that it’s similar to Fomalhaut A’s disk in that it’s bright, elliptical, and slightly offset from its host star. All three characteristics suggest that gravitational perturbations may be destabilizing the cometary orbits within the disks.

Image credit: Amanda Smith

What does space sound like?

Literally nothing. Space is a vacuum, sound needs a medium to travel through therefore there is no sound in space

What do you know about Stars/Space

what do you want to know? Bring in the astro questions, people!.

20 Ocak 2014 Pazartesi

Atom Bilimcileri

Atom ve Atomun Yapısı Kimya veya fizikte atom, bir kimyasal elementin özelliklerini koruyan en küçük parçacığıdır.
Sözcük Yunanca ατομος veya atomostan gelir, 'kesilemez' demektir. Eski Yunanistan'da bazı düşünürlere göre atom maddenin bölünemez en küçük parçasıydı. Modern kullanımdaki atomlar ise atomaltı parçacıklardan oluşur:
elektronlar, eksi yüklüdürler ve bu üçünün arasında en hafifidir.
protonlar artı yüklüdür, kütleleri elektronunkinin yaklaşık 1839 katıdır.
nötronlar yüksüzdür, onların da kütlesi elektronunkinin yaklaşık 1839 katıdır.
Proton ve nötronlar beraberce atom çekirdeğini oluştururlar; bu parçacıklara nükleon da denir. Elektronlar çekirdeğin etrafında, ondan çok daha büyük olan elektron bulutunu oluştururlar.
Atomlar, içerdikleri atomaltı parçacıkların sayıları ile birbirlerinden farklılık gösterirler. Aynı elementin atomları aynı sayıda protona sahiptirler, bu sayıya atom numarası denir. Buna karşın, aynı elementin atomları farklı nötron sayılarına sahip olabilir, bu sayılar o elementin izotoplarını belirler. Proton ve nötronlara kıyasla elektronlar atoma daha zayıf güçlerle bağlı olduklarından elektron sayısı kolaylıkla değişebilir. Çekirdekteki proton ve nötron sayısı da nükleer fisyon, nükleer füzyon ve radyoaktif bozunma yoluyla değişebilir, bu durumda atom başka bir elemente dönüşebilir.
Atom kavramı maddenin fiziksel özelliklerini anlatmaya yarayan çeşitli teoriler tarafından kullanılır. Atomlar kimyanın temel yapı taşlarıdır ve kimyasal reaksiyonlarda Maddenin Korunumu Kanunu gereği korunurlar.
Tarihçe
Bugün kullandığımız anlamda atom kavramını ilk kez ortaya atan düşünürler Leukippos ve Demokritos'dur. Bu düşünürler doğada mevcut her maddenin, fiziksel olarak bölünmeyen atomlardan oluştuğunu ifade etmişler, ayrıca atomlar arasında boş uzay bulunduğunu ve devinim halinde olduklarını belirtmişlerdir.
Aristoteles'in (M.Ö. 384-322) maddeye bakışı, kendinden önce yaşamış olan filozoflara olan tepkisini ifade eder. O, Empedocles'in düşüncesine katılmış ve her şeyin dört ana maddeden yapıldığını savunmuştur.
Bu dönemi izleyen çağlarda bu düşüncelere bir ilave yapılmadı, ilk kez 19. yüzyılda John Dalton modern atom kavramını ortaya attı. Dalton, kimyasal reaksiyonlarda maddenin tam sayılarla belirlenen oranlarda tepkimeye girdiğini gösterdi ve maddelerin atom denen sayılabilir ama bölünemez parçalardan yapıldığını ifade etti. Buna ek olarak, atomların ağırlıklarını ortaya koyan bir çizelge hazırladı.
J.J. Thomson 1897 yılında elektronu keşfetti. 1900'lü yılların başlarında Ernest Rutherford günümüz atom modelinin temelini teşkil eden yapıyı ortaya koydu: atomun, kütlesinin büyük bir kısmını oluşturan bir çekirdek ve bu çekirdek etrafında dönen elektronlardan oluşmaktadır. Rutherford çekirdeği oluşturan pozitif yüklü parçacığa proton adını verdi.
1932 yılında Chadwick nötronu buldu. Daha sonra kuantum teorisi doğrultusunda Niels Bohr Bohr atom modelini ortaya attı ve elektronların belli yörüngelerde bulunabildiğini ve bunun Planck sabiti ile ilgili olduğunu ifade etti.
Yapısı
Bir atomun çapı, elektron bulutu da dahil olmak üzere yaklaşık 10 − 8 cm mertebesindedir. Atom çekirdeğinin çapı ise 10 − 13 cm kadardır. Atomlar, boyutlarının görünür ışığın dalga boyundan çok küçük olması sebebiyle optik mikroskoplarla görüntülenemezler. Atomların pozisyonlarını belirleyebilmek için elektron mikroskobu, x ışını mikroskobu, nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi gibi araç ve yöntemler kullanılır.
Yalnız elektronlar çekirdek çevresinde ancak belirli enerji seviyelerine sahip yörüngelerde dönerler, konumları ancak bir olasılık fonksiyonu ile ifade edilebilir. Elektronlar çekirdeğin etrafında bulutsu bir şekilde görünür.
ATOMUN YAPISI
Hava, su, dağlar, hayvanlar, bitkiler, vücudumuz, oturduğunuz koltuk, kısacası en ağırından en hafifine kadar gördüğümüz, dokunduğumuz, hissettiğimiz herşey atomlardan meydana gelmiştir. Elimizde tuttuğumuz kitabın her bir sayfası milyarlarca atomdan oluşur. Atomlar öyle küçük parçacıklardır ki, en güçlü mikroskoplarla dahi bir tanesini görmek mümkün değildir. Bir atomun çapı ancak milimetrenin milyonda biri kadardır.
Her atom, bir çekirdek ve çekirdeğin çok uzağındaki yörüngelerde dönüp-dolaşan elektronlardan oluşmuştur. Çekirdeğin içinde ise proton ve nötron ismi verilen başka parçacıklar vardır.
ÇEKİRDEK

Çekirdek, atomun tam merkezinde bulunmaktadır ve atomun niteliğine göre belirli sayılarda proton ve nötrondan oluşmuştur. Çekirdeğin yarıçapı, atomun yarıçapının onbinde biri kadardır.

Maddenin yapıtaşı olan atom, proton ve nötronlardan oluşan bir çekirdek ve bu çekirdeğin etrafinda durmadan dönen elektronlardan meydana gelir.
Atomun kütlesini oluşturan yoğunluk tüm atoma eşit olarak dağılmamıştır, yani atomun bütün kütlesi atomun çekirdeğinde birikmiştir.
Çekirdekteki protonların hepsi pozitif yüklüdür ve elektromanyetik kuvvet nedeniyle birbirlerini iterler. Fakat güçlü nükleer kuvvet onların itme gücünden 100 kat daha büyük olduğundan, elektromanyetik kuvvet etkisiz hale gelir. Böylece protonlar birarada tutunabilirler.
Kısacası gözle göremeyeceğimiz kadar küçük bir atomun içinde, birbiriyle etkileşim halinde iki büyük kuvvet bulunur. Bu kuvvetlerin değerleri öylesine hassastır ki, birinin biraz daha az veya biraz daha fazla olması atomdaki tüm dengeleri alt üst eder. Dolayısıyla atomun yapısı bozulur, parçalanır ve maddeyi oluşturamaz.
Çekirdeğin İçi: Proton ve Nötronlar

1932 yılına dek, çekirdeğin proton ve elektronlardan oluştuğu sanılıyordu. Çekirdeğin içinde protonla beraber elektronların değil nötronların olduğu ancak o tarihte keşfedilebildi. (Ünlü bilimadamı Chadwick 1932 yılında çekirdeğin içinde nötronun varlığını ispatladı ve bu keşfiyle Nobel ödülü kazandı.)

Evrendeki Çeşitliliğin Kaynağı

Bilimin, şu ana kadar tespit edebildiği 109 tane element vardır. Tüm evren, dünyamız canlı-cansız bütün varlıklar bu 109 elementin çeşitli biçimlerde birleşmeleriyle oluşmuştur. Buraya kadar tüm elementlerin birbirinin benzeri atomlardan oluştuğunu gördük; atomlar da birbirinin aynı parçacıklardan oluşuyordu.
Elementleri temelde birbirlerinden farklı kılan şey, atomlarının çekirdeklerindeki proton sayılarıdır. En hafif element olan hidrojen atomunda bir proton, ikinci en hafif element olan helyum atomunda iki proton, altın atomunda 79 proton, oksijen atomunda 8 proton, demir atomunda 26 proton vardır. İşte altını demirden, demiri oksijenden ayıran özellik, yalnızca atomlarının proton sayılarındaki bu farklılıktır. Soluduğumuz hava, vücudumuz, herhangi bir bitki veya bir hayvan ya da uzaydaki bir gezegen, canlı-cansız, acı-tatlı, katı-sıvı her şey... Bunların hepsi sonuçta aynı proton-nötron-elektronlardan meydana gelmiş

ATOM ARAŞTIRMALARI YAPAN BİLİM ADAMLARI

ABD teknolojisinin belki de en muhteşem –bir o kadar da tartışmalı- başarısı nükleer enerjiyi kullanıma sokmak olmuştur. Atomu parçalamak, pek çok ülkedeki bilim adamları tarafından düşünülmüştü. Ama bunu gerçekleştirmeyi, 1940’lı yıllarda ABD’li bilim adamları başardı.

Alman fizikçileri 1938 yılında uranyum çekirdeğini parçalamayı başardığı zaman, Albert Einstein, Enrico Fermi ve Leo Szilard nükleer zincir reaksiyonunun mümkün olduğuna karar verdiler. Einstein, Başkan Franklin Roosevelt’e mektup yazarak bu keşfin, “olağanüstü güçlü bombalar” imâlinde kullanılabileceği konusunda uyarıda bulundu. Bu uyarı, Manhattan Projesi’ne ilham kaynağı oldu. Projenin amacı, ilk atom bombasını ABD’nin imal etmesini sağlamaktı. Proje başarılı oldu. Ve ilk bomba 16 temmuz 1945’te New Mexico’da patlatıldı.

Atom bombasının geliştirilmesi ve 1945 Ağustos’unda Japonya’ya karşı kullanılması Atom Çağı’nı başlattı. Kitle imha silahları ile ilgili endişeler Soğuk Savaş döneminde de sürdü. Ve bugünkü silahsızlanma çabalarına kadar gelindi. Ancak Atom Çağı, aynı zamanda nükleer enerjinin, nükleer tıp’taki gibi barışçıl alanda da kullanımını simgelemektedir.

İlk ABD nükleer santrali 1956’da Illinois’te faaliyete geçti. O dönemde nükleer enerjinin ülkedeki geleceği parlak görünüyordu. Ama muhalifler, nükleer santrallerin güvenli olmadığını ve nükleer atıkların asla güvenli bir şekilde saklanamayacağını savunuyorlardı. 1979 yılında Pennsylvania’da Three Mile Adası’ndaki kaza çoğu Amerikalının nükleer enerjiye karşı çıkması sonucunu doğurdu. Nükleer santral inşaatının maliyeti giderek artıyordu ve daha ekonomik olan diğer enerji kaynakları çekici gelmeye başlamıştı. 1970’lerde ve 1980’lerde birçok nükleer santral projesi iptal edildi. ABD’de nükleer enerjinin geleceği halen belirsiz durumdadır.

Bu arada Amerikalı bilim adamları, güneş enerjisi dahil olmak üzere başka enerji kaynakları üzerinde deneysel çalışmalar yapmaktadırlar. Güneş enerjisi ülkenin çoğu bölgesi için bugün pek ekonomik olmamakla beraber son gelişmeler, bu durumun değişebileceğini gösteriyor.

1944 yılında Michigan, Troy’da, Birleşik Güneş Sistemleri’nin Kıdemli Başkan Yardımcısı Subhendu Guha, güneş enerjisi kullanmanın yararları hakkında bilgi veriyordu. Dinleyiciler arasında bulunan bir mimar “Çok çirkin. Kimse evinin üzerinde bunu istemez” dedi. Bunun üzerine Guha, çatıda göğe doğru dik konumda duran güneş pillerine çatı görünümü vermenin çaresini aramaya başladı.

2 yıl sonra Guha montaj fabrikasından çıktığında elinde çatıya monte edilebilen güneş kiremitleri vardı. Bunlar, paslanmaz çelik levhalardan yapılmış, 9 kat silikon, yarı iletken tabaka ve koruyucu plastikle kaplanmıştı. Güneş kiremitleri, çatıcılar tarafından, normal kiremit kaplar gibi yerleştiriliyordu. Ancak elektrik bağlantısı için her bir kiremitten çatıya bir delik delmek gerekiyordu. Guha kiremitlerin, enerji verimi artıp, maliyet düştüğünde, ABD’nin bazı bölgeleri için çok ekonomik bir çözüm olacağına inanıyor. Güneş kiremitleri, Mısır, Meksika ve diğer gelişmekte olan ülkelerde halen kullanılmaktadır. 2002 yılında Birleşik Güneş Sistemleri, Michigan’daki tesislerine dünyaca bilinen en büyük güneş pili ünitesini imal eden makineyi yerleştirdi ve imalat kapasitesini arttırdı.

Güneş enerjisinin bir başka kullanımı da, ABD Enerji Bakanlığı’nın, New Mexico, Albuquerque’deki Ulusal Solar Termal Deneme Tesisleri’nde denenmektedir. Bilim adamları, çok uzaktan otomatik olarak devreye giren motorlarla, eşleştirilmiş parabolik çanaklar kullanarak güneş enerjisi topluyorlar. Gelişmiş Çanak Sistemleri (ADDS) ilk olarak, su pompalama ve köyleri aydınlatmada kullanılmıştı. Söz konusu sistem, ABD’nin Güneybatı bölgelerinde ve gelişmekte olan ülkelerde gelecek vaat etmektedir.

Demokritus adlı bir filozof, bir elmayı örnek vererek atomu ve anlamını açıklamış: Bir elma alın ve onu ikiye bölün. Sonra bu yarım elmalardan birini tekrar ikiye bölün ve böylece sürdürün... Demokritus'a göre, bu şekilde yarım parçaları bölmeye devam ederseniz, sonunda öyle bir an gelecek ki, artık bölemeyeceğiniz kadar küçük bir parça elde edeceksiniz (ama bıçağınız kesemediği için değil, bölmek mümkün olmadığı için!). İşte, bölünmesi olanaksız bu parçaya Demokritus Yunanca'da 'bölünemez" anlamına gelen "atomos" adını vermiş.
Demokritus, bu kavramı ortaya atmış atmasına ama bunu o dönemin diğer bilim adamlarına inandıramamış. Özellikle de dönemin en büyük filozofu Aristo'ya. Zaten Aristo reddedince, bir bildiği vardır diye diğerleri de inanmamış. Hatta Demokritus öldükten yüzyıllar sonra bile kimse atomdan bahsetmemiş.

Ta ki, 2000 yıl kadar sonraya, yani 1800'li yılların başına kadar. Bilim adamları maddenin doğasını anlamaya yönelik çalışmaları sırasında ister istemez bu minik parçacıklarla karşılaşmışlar. İngiliz bilim adamı Dalton, deneyleri sırasında, maddeyi oluşturan ama yapısını tanımlayamadığı bu temel ögelere ilişkin ilk kanıtları elde etmiş. Ondan sonra da keşifler ardı sıra devam etmiş.
Atomun varlığı kanıtlandıktan sonra da, yapısını anlamaya yönelik bir çok kuram ortaya atılmış. Bunlardan ilki J. J. Thomson adlı bir İngiliz fizikçi'den geliyor.
Thomson, 1897 yılında atomun bir parçası olan eksi yüklü elektronları keşfetmiş. Thomson'a göre atomun içinde eksi yüklü elektronları dengeleyecek artı yüklü parçacıklar olması gerekiyordu. Thomson, atomu bir "üzümlü kek"e benzetmişti: Üzümler eksi yüklü elektronlar, kekin diğer kısımları ise artı yüklü madde.
Bundan daha doğru bir modeli, 1911 yılında atomun içinde artı yüklü bir çekirdeğin olması gerektiğini keşfeden Ernest Rutherford geliştirmiş. Rutherford'un atom modeli, Güneş Sistemi'mizin yapısına benziyor. Ortada Güneş, yani artı yüklü çekirdek ve çevresinde dolanan gezegenler, yani eksi yüklü elektronlar. Rutherford'un bu modeline göre çekirdek atomun çok küçük bir parçası: Örneğin atomun boyutunu Dünya kadar büyütsek bile içindeki çekirdek en fazla bir futbol stadyumu kadar kalıyordu. Rutherford daha da
önemli bir adım atarak, çekirdek içinde artı yüklü parçacıkları yani protonları keşfetmiş ve protonların elektronlardan 1836 kez daha ağır
olduğunu bulmuş.

Fakat bu model de bazı kuramsal sorunlar çıkarmış. 1912 yılında Danimarkalı fizikçi Niels Bohr, bu kuramsal sorunları çözecek bir model oluşturmuş. Bohr'un atom modelinde, yine ortada artı yüklü bir çekirdek, fakat sadece belli yörüngelerde dolanabilen eksi yüklü elektronlar var. Bundan sonraki gelişmeler, Bohr'un atom modelini düzeltmeye yönelik. Bu gelişmelerden biri, çekirdekte artı yüklü proton dışında, yüksüz "nötron" adı verilen parçacıkların da olduğu. Nötronları da 1932 yılında, James Chadwick, kendisinin yaptığı derme çatma bir detektörle keşfetmiş.
Atomun tam bir modelini oluşturmadaki en önemli yöntem, Kuantum Mekaniği adı verilen fizik dalının gelişmesiyle oldu. Bugünkü bilgilerimizin tamamı bu fizik dalının gelişmesiyle elde edildi. Artık bugün atom ve yapısı hakkında epeyce bilgiye sahibiz. Kuantum kuramına göre, atom, artı yüklü bir çekirdek ve etrafında dalga gibi de hareket edebilen elektronların bulutundan oluşan minik bir "nesne"...