18 Ekim 2014

Süper-Dünyaları Tanıyalım

Gökbilimciler uzunca bir süre kendi gezegen sistemimizi derinlemesine inceledi. Bir gezegenin oluşum sürecinin anlaşılması için diğer gezegen sistemlerinin gözlenen özellikleriyle kendi sistemimizi karşılaştırmak gerekir ki bu konuda geçmişte fazla bir şey söylenemiyordu.

otegezegenAncak bu değişmeye başladı. 2009 yılında göreve başlayan NASA’nın Kepler Uzay Teleskopu gökyüzünün küçük bir alanını gözleyerek başka yıldızların çevresinde dolanan 4000’den fazla gezegen adayını belirledi. Bu boyutta uzak gezegen keşiflerini başlatan ilk çalışmadır. Böylece bir gezegen Dünya’ya mı yoksa gaz devi Jüpiter’e mi benzediği sorgulanabiliyor.

Kepler’in verileri küçük gezegenlerin sayısının büyüklerden fazla olduğunu gösteriyor. İlginç bir şekilde bulunan gezegenlerden en sık rastlanan grup Dünya’dan biraz büyük olan Neptün’den küçük süper-Dünya sınıfında olanlardır.

Gökadanın bu bölgesinde süper-Dünya bolluğu yaşanmasına karşılık kendi sistemimizde bu sınıftan gezegen bulunmamaktadır. Gözlemler sonucunda bu gezegenlerin büyüklükleri ve yörüngeleri belirlenmesine karşılık bileşimleri hakkındaki bilgimiz çok azdır.

Caltech Teknoloji Enstitüsü’nden Heather Knutson: “Süper-Dünyaların gökadadaki en yaygın gezegen türü olduğunu bilmemize karşılık bunların yapıları hakkında Bir şey bilmiyoruz” diyor.

Bu konuda çeşitli fikirler öne sürülmüştür. Bu süper-Dünyalar atmosferi olan karasal gezegenler olabilir. Ya da hidrojen ve helyumun sardığı kalın bir bulut içinde buzlu kayalık çekirdeğe sahip mini-Neptün olabilirler. Belki de su ve buharın oluşturduğu atmosferlerinin altında suyun da olduğu karasal gezegen de olabilirler.

“Bu gezegenler bu kadar farklı yapılarda olabilir. Bu gezegenleri düşünmek aynı zamanda gezegenlerin nasıl oluştuğu sorusunun yanıtlanmasını sağlayacaktır” diyor Knutson. Örneğin çekim kuvvetiyle katı maddenin birleşmesi ve gezegenden uzak kısımların suyun donacak kadar soğuk olması oluşum aşamalarında etkili olabilir. Bilinen süper-dünyaların çoğu yıldızlarına oldukça yakındır. Bu yıldızların çevresinde dolanan suya sahip gezegenlerin keşfedilmesi oldukları yerlerde mi yoksa yıldızdan uzakta oluşup içe doğru göç mü ettiklerini söyleyebilir.

Knutson ve öğrencileri ötegezegenlerle ilgili ayrıntılı bilgileri elde etmek için Hubble ve Spitzer gibi diğer uzay teleskop verilerinden de yararlanmaya çalışıyor. Örneğin bir gezegenin atmosferindeki gazları tespit etmek için atmosferden süzülüp bize kadar ulaşan yıldız ışığına bakmaya çalışıyorlar. Geegen atmosferindeki gazlar ışığın belirli dalga boyunu geçirir. Bu da gazların kimliğinin belirlenmesini sağlar.

Bugüne kadar yaklaşık iki düzine kadar gezegen bu teknikle incelendi. Gözlemlerde sıcak Jüpiter olarak bilinen gaz-devi gezegenlerin su, karbon monoksit, hidrojen, helyum ve karbondioksit ve bir miktarda metan atmosferine sahip oldukları görüldü.

Soğuk gezegen

Soğuk gezegen

Ancak yüzlerce süper-Dünyadan henüz atmoseri incelenen gezegen yok. Bundaki en önemli neden ise yıldızlarından gelen ışığın çok parlak olması.

İlk süper-Dünya atmosferik incelemesi adayı Yılancı GJ 1214b gezegenidir. Kütlesi ve yarıçapı bilindiğinden yoğunluğuna bakarak gezegenin karasal olmadığı sonucuna ulaşıldı. Buna karşılık yüzeyinde suyun olması ve kalın bir atmosfere olması da bu yoğunluk değerinin nedeni olabilir. Sulu bir gezegenin atmosferinde çoğunlukla su olması gerekirken mini-Neptünlerin atmosferlerinde moleküler hidrojenin olması gerekir: atmosfere ait gözlemler gökbilimcilere hangi seçeneğin doğru olduğunu söyleyebilir.

Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’ndeki gökbilimcilerin ilgiyle izlediği GJ 1214b Hubble’ın ele aldığı ilk gezegendi ancak sonuç tam bir hayal kırıklığı oldu. 2009 yılında keşfedilen gezegenin atmosferinden gelen ışığın tayfında herhangi bir molekülün imzasına rastlanmadı. Daha sonra Chicago Üniversitesi’ndeki araştırmacıların desteğiyle bu durumun gezegeni saran kalın bir buluttan kaynaklandığı sonucuna ulaşıldı.

“Gezegende bulut olduğunu görmek heyecan verici olsa da bu bulutun yapısının anlaşılması daha önemlidir” diyor Knutson.

Knutson ve ekibi şimdi ise Aslan takımyıldızı yönündeki HD 97658b’yi hedefledi. Araştırmacılar gezegenin yıldızının önünden geçerken atmosferinden süzülen ışığa kızılötesi dalga boyunda bakmak için Hubble Teleskopu’nu kullandı.

İlk veriler hayal kırıklığı doluydu. Bu gezegende bulutlarla örülüydü. Knutson’a göre buna rağmen gezegenin atmosferinde hidrojen olmayabilir. Böylesi bir atmosferde az sayıda su molekülü olabilir. “Elimizdeki veriler atmosferdeki hidrojenin varlığı hakkında bilgi vermiyor. Atmosferin neye benzediğini ancak yorumlayabiliriz. Belki de önümüzdeki birkaç yıl içinde daha ayrıntılı gözlemlerle gezegendeki gizemi çözebileceğiz” diyor Knutson.

Atmosferdeki bulutların varlığı süper-dünya çalışmalarının önündeki en büyük engeldir. Daha çok gezegen gözlenerek bu engel aşılabilir. “Bulutsuz gezegenleri hedefleyerek Hubble’ın eşsiz gücünden yararlanabiliriz.”

Knutson ve ekibi gelecek yıllarda daha ayrıntılı gözlem yapabilecek. 2017 yılında göreve başlayacak olan Kepler’in varisi K2 teleskopu ve Geçiş Gezegenlerinin Gözlemi Çalışması (TESS) gibi yeni araçlar bu tür çalışmalara yardımcı olacak.

Elbette Dünya benzeri gezegenleri de incelemek isteriz. Ama bu tür gezegenlerin çok küçük olması Hubble ve Spitzer gibi teleskoplarla gözlenmesini zorlaştırıyor. 2018 yılında fırlatılacak olan Hubble’ın varisi James Webb Uzay Teleskopu ile de bu tür gezegenler keşfedilebilecek.

Caltech


Düşünceniz

XHTML: Bu kodlardan yararlanabilirsiniz.: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*