Erzurum DAG Teleskobunda Termal Türbülans Düzeltmesi ve Çözünürlük Sınırları
Karakaya Tepesi 3.170 m İrtifada Atmosferik Dalga Cephesi Bozulmalarının Gerçek Zamanlı Telafisi
https://doi.org/10.5582/yorunge.2026.14.3.01
DAG 4 metrelik ayna hücresinde dalga cephesi düzeltme aktüatörlerinin 1 kHz frekanslı testi. (Fotoğraf: Erzurum DAG Arşivi)
Doğu Anadolu Gözlemevi (DAG) 4 metrelik primer ayna yüzeyinde, atmosferik mikro-termal dalgalanmaların neden olduğu optik faz bozulmaları Shack-Hartmann dalgacephesi sensörü ve 468 aktüatörlü deforme edilebilir ikincil ayna kombinasyonu ile incelenmiştir. 2025 kış döneminde elde edilen 120 saatlik sürekli kızılötesi (J, H, K bantları) test verileri, seeing değerinin 0.85 ark-saniyeden Strehl oranı %62 seviyesine kadar iyileştirilebildiğini kanıtlamaktadır.
Öne Çıkan Bulgular ve Kuramsal Çıkarımlar
- •Karakaya Tepesi mikro-termal sınır tabakası kubbe açıklığının 4.5 metre üzerinde sönümlenmektedir.
- •Kalman öngörülü kontrol döngüsü rüzgar yönlü sapmalarda aktüatör hata payını %34 azaltmıştır.
- •Teleskop, 2 µm dalga boyunda kırınım sınırında difraksiyon halkalarını net bir biçimde ayrıştırmıştır.
Giriş ve Karakaya Tepesi Atmosferik Koşulları
Yüksek çözünürlüklü astronomik gözlemlerin temel kısıtı, atmosferik sınır tabakasındaki dikey sıcaklık gradyanlarının yol açtığı kırılma indisi düzensizlikleridir. Erzurum Karakaya Tepesi (3.170 m), düşük su buharı sütunu ve laminar rüzgar profili nedeniyle Doğu Akdeniz ve Avrasya kuşağındaki en elverişli gözlem noktalarından biri olarak seçilmiştir.
Bununla birlikte, kış aylarında kar örtüsüyle kaplı plato zemininden kaynaklanan yerel radyatif soğuma, kubbe açıklığı çevresinde 3 ila 8 metre aralığında yoğun bir mikro-termal katman oluşturmaktadır. Bu çalışma, söz konusu katmanın dalgacephesi üzerindeki yüksek frekanslı sapmalarını ölçmek ve kompanse etmek için geliştirilen kontrol algoritmalarını ele almaktadır.
Deforme Edilebilir Ayna ve Kontrol Döngüsü
Primer aynadan odak düzlemine iletilen ışık demeti, piezoelektrik tahrikli 468 aktüatörlü ince cam membran üzerine düşürülmektedir. Shack-Hartmann sensöründen elde edilen 32x32 alt-açıklık gradyan matrisi, GPU tabanlı bir matris-vektör çarpım motoruna aktarılmakta ve Zernike polinom katsayıları gerçek zamanlı olarak hesaplanmaktadır.
Özellikle odak dışılık (defocus), astigmatizma ve koma gibi düşük mertebeli aberasyonların yanı sıra, atmosferik kaynama (boiling) kaynaklı yüksek frekanslı faz bozukluklarının giderilmesinde oransal-türevsel-integral (PID) filtrelerine eklenen Kalman durum kestirimi belirleyici olmuştur.
Gözlemsel Sonuçlar ve Tartışma
H-bandında (1.65 µm) elde edilen noktasal yayılma fonksiyonu (PSF), adaptif optik kapalıyken 0.88 ark-saniye yarı tepe genişliğine (FWHM) sahipken, sistem devreye alındığında 0.082 ark-saniyeye inmiştir. Bu değer, 4 metrelik açıklığın teorik kırınım sınırına oldukça yakındır.
Kaynakça ve Referanslar
- Özgörüş, M. et al. (2025). Optical seeing measurements at Mount Karakaya. MNRAS 528, 1420-1435.[DOI]
- Roddier, F. (1999). Adaptive Optics in Astronomy. Cambridge University Press.
Aynı Disiplindeki Diğer Araştırmalar
500 km İrtifadaki Küp Uydu Takımyıldızlarında Güneş Döngüsü 25 Kaynaklı Yoğunluk Değişimleri
Prof. Dr. Haluk Demiriz