Işık kirliliğinin olmadığı bir yerde başınızı kaldırıp göğe baktığınızda ışıl ışıl parlayan binlerce yıldız görebilirsiniz. Hepsi birbirinden farklı binlerce yıldız. Acaba bu yıldızlardan biri, bizim güneşimiz gibi başka bir gezegenin güneşi olabilir mi? Evet. Güneş sistemi dışında da başka yıldızlar etrafında hareket etmekte olan gezegenler bulunmaktadır. Güneş sistemi dışındaki yıldızların yörüngelerinde dolanan gezegenlere ötegezegenler denir1.

Keşfedilen ilk ötegezegenler, 1992’de Aleksander Wolszczan ve Dale Frail tarafından, Başak takımyıldızında bulunan bir pulsar olan PSR B1 257+12’nin etrafında dolandığı keşfedilen iki kayalık gezegendir2. Kısaca bahsedecek olursak bir nötron yıldızı, süpernova patlaması ile yaşamı son bulan büyük kütleli bir yıldızın çok yoğun kalıntısıdır3. Bu kayalık gezegenler, etrafında dolandıkları nötron yıldızından kaynaklanan radyasyonla sürekli olarak bombardıman edildikleri için organik yaşamı destekleyemezler2. Bu keşif tarihsel olarak büyük bir öneme sahip olsa da gökbilimcilerin asıl amacı Güneş benzeri yıldızların yörüngelerinde dolanmakta olan ötegezegenleri keşfetmektir 3. 1995 yılında Didier Queloz tarafından, Dünyadan yaklaşık 50 ışık yılı uzakta, Güneş benzeri bir anakol yıldızının yörüngesinde dolanan ilk Ötegezegen keşfedildi. Keşfedilen ötegezegen en az Jüpiter büyüklüğündeydi ve F tayf türünden 51 Pegasi yıldızının etrafında dolanmaktaydı 3. Evrende yalnız olup olmadığımız düşüncesi meraklı insanlar için Dünya benzeri bir gezegen, hatta üzerinde yaşam olasılığı olan bir gezgen bulmak üzere her zaman itici güç olmuştur ve olmaya devam etmektedir.
NASA’nın TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) görevi proje bilimcisi Padi Boyd ötegezegen araştırmaları ile ilgili düşüncelerini şöyle ifade etmektedir
Ötegezegenleri araştırıyorum çünkü bence insanlığın sorduğu en derin ve düşündürücü sorulardan biri, “Evrende yalnız mıyız?” Filozoflar ve meraklı insanlar binlerce yıldır bu soruyu soruyorlar ama bizler bu soruyu bilimsel gözlemlerle yanıtlamaya başlamak için gerekli araçları parmaklarımızın ucunda olan ilk nesiliz. Artık sadece diğer yıldızların etrafındaki binlerce gezegeni bilmekle ve yüz milyarlarca gezegenin daha varlığını çıkarsamakla kalmıyoruz, aynı zamanda bazıları kendi güneş sistemimizdekilerden çok farklı olan göz kamaştırıcı bir dizi gezegen buluyoruz. Bir bakıma, keşfettiğimiz her yeni gezegen sistemi bize evrenin nasıl çalıştığı ve Dünya, Güneş ve kendi gezegen sisteminin bütüne nasıl uyduğu hakkında biraz daha fazla şey öğretiyor.
Peki ötegezegenleri nasıl araştırıyoruz?
Ötegezegen araştırmalarında kullanılan beş yöntem bulunmaktadır. Bunlardan ilki radyal hız ölçümüdür. Yörüngede dönmekte olan gezegenin kütleçekiminden dolayı gezegen ve yıldız ortak bir kütle merkezi etrafında beraber hareket ederler. Bu hareketten dolayı yıldız zaman zaman gözlemciye göre uzaklaşırken kimi zaman yaklaşır. Doppler etkisinden dolayı yıldız gözlemciye yaklaşırken tayf çizgileri maviye uzaklaşırken ise kırmızıya kayar5. Yıldızın ve gezegenin hareketini ve özelliklerini analiz etmek için Doppler etkisinden yararlanılır6.

Kullanılan diğer bir yöntem ise geçiş fotometrisidir. Bu yöntem ile ilk ötegezegen tespitleri 1999 yılında gerçekleştirilmiştir. Bir ötegezegen yıldızın önünden geçiş (transit) yaparken yıldızın parlaklığında bir azalma meydana gelir. Yıldızın parlaklığında gerçekleşen bu azalma miktarı ötegezegenin çapına ve yıldızın önünden geçiş yaptığı süreye bağlıdır5. Bu yöntem bilim insanlarına, yıldızın boyutuna göre gezegenin yoğunluğunu ve boyutunu hesaplama imkânı tanır6.

Bugüne kadar keşfi onaylanmış olan ötegezegenlerin çoğu radyal hız ve geçiş fotometrisi tekniği ile keşfedilmiştir. Daha az yaygın olan bir yöntem, dış gezegenin kendisinden gelen ışığın ölçülmesine dayanan doğrudan görüntülemedir5.
Ötegezegenleri keşfetmek için kullanılan başka bir yöntem olarak kütleçekimsel mikromerceklemeden faydalanılır. Kütleçekimsel mikromercekleme, bir yıldızın veya gezgenin kütleçekimi, daha uzaktaki başka bir yıldızın ışığını geçici olarak daha parlak görünmesini sağlayacak şekilde odakladığında gerçekleşir7. Bir yıldız diğerinin arkasından geçerken, yakındaki yıldız bir mercek gibi davranır ve ışığı bükerek parlaklığın düzgün bir şekilde artıp ve azalmasına neden olur. Yakın yıldızın etrafında bir gezegen varsa, kütleçekimi ışık akışını bükerek bir ani yükselmeye neden olur5. Yıldızın zamana karşı parlaklık grafiğindeki (buna ışık eğrisi denmektedir) bu değişiklik yıldızın etrafında dolanmakta olan bir gezegen olduğunu gösterir.

Ötegezegenleri keşfetmek için kullanılan son yöntem ise astronometridir7. Gezegenin kütleçekiminden dolayı yıldızın da gezegenle beraber bir ortak kütle merkezi etrafında hareket ettiğinden bahsetmiştik. Eğer gezegen ve yıldız sistemi bizim bakış doğrultumuzla herhangi bir eğim yapmıyorsa, yani sisteme tepeden bakıyorsak radyal hız ölçümü yapamayız. Ancak astronometri yöntemi ile yıldızın etrafındaki sabit yıldızlara göre hareket ettiği gözlemlenirse farklı analizlerle beraber yıldızın etrafında hareket etmekte olan bir gezegen olduğu çıkarımı yapılabilir. Astronometri çok hassas optik aletler gerektiren bir yöntemdir ve Dünya atmosferi ışığı çarpıtıp büktüğü için yeryüzünden astronometri gözlemi yapmak zordur7.

Bugüne kadar toplamda 5030 onaylanmış ötegezegen keşfi yapılmıştır ve 8887 tane aday ötegezegen belirlenmiştir. Belirlenen ötegezegenlerin %76,6’sı geçiş fotometrisi, %18,4’ü radyal hız, %2,6’sı kütleçekimsel mikromercekleme ve %1,2 görüntüleme yöntemleri ile keşfedilmiştir9.
NASA, 7 Mart 2009’da ötegezegenleri keşfetmek amacıyla Kepler uzay teleskobunu fırlattı. Kepler 4 Kasım 2012’de birincil görevini tamamladı ve genişletilmiş görevine başladı. 30 Ekim 2018’de ise görevi son buldu8. Kepler Misyonu’nun bilimsel amacı, gezegen sistemlerinin yapısını ve çeşitliliğini keşfetmektir ve bu doğrultuda Kepler uzay teleskobu ile 3246 tane ötegezegen keşfedilmiştir9. Ötegezegenleri keşfetmenin diğer bir adımı olarak 18 Nisan 2018’de TESS (Transiting Exoplanet Satellite Survey) uzay teleskobu fırlatıldı. TESS geçiş fotometrisi yöntemini kullanarak ötegezegen adaylarının bir kataloğunu oluşturmaktadır. Bu katalog derlendikten sonra TESS misyonu, ötegezegen adaylarını doğrulamak için yer tabanlı takip gözlemleri yapmaktadır11. TESS hala görevini sürdürmektedir ve bugüne kadar 213 tane ötegezegen keşfine veri sağlamıştır9.
Kaynaklar:
- TUA (2021), Ötegezegen Nedir?, Alınma Tarihi:06/05/2022 https://tua.gov.tr/tr/blog/evren/otegezegen-nedir
- NASA (?), First Exoplanets Discovered, Alınma Tarihi:06/05/2022 https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/historic-timeline/#first-exoplanets-discovered
- Briggs, A. (2020), What Are Exoplanets?, Alınma Tarihi:06/05/2022 https://earthsky.org/astronomy-essentials/what-are-exoplanets/
- NASA (2019), Why Do Scientist Search for Exoplanets? Here are 7 Reasons, Alınma Tarihi:06/05/2022 https://exoplanets.nasa.gov/news/1610/why-do-scientists-search-for-exoplanets-here-are-7-reasons/
- ESA (?), How to Find an Exoplanet?, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Cheops/How_to_find_an_exoplanet
- Wolf, P. (2007), Extrasolar Planets, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://lasp.colorado.edu/outerplanets/exoplanets.php
- NASA (?), 5 Ways to Find a Planet?, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/
- Greicius T., Hartono N. (?), Kepler Exoplanet Mission, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://www.jpl.nasa.gov/missions/kepler
- NASA (2018), Kepler and K2, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://www.nasa.gov/mission_pages/kepler/overview/index.html
- NASA (?), Exoplanet Discoveries Latest Data from NASA’s Exoplanet Archive, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://exoplanets.nasa.gov/
- NASA, (2020), TESS Exoplanet Mission, Tarihi:07/05/2022 https://www.nasa.gov/content/about-tess
GÖrsel Kaynaklar:
- NASA (2015), 20 Intriguing Exoplanet, Alınma Tarihi: 07/05/2015 https://www.nasa.gov/feature/jpl/20-intriguing-exoplanets
- ESA (2019), Detecting Exoplanet With Radyal Velocity ,Alınma Tarihi:07/05/2022 https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/02/Detecting_exoplanets_with_radial_velocity
- ESA (2019), Detecting Exoplanet With Transits, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/02/Detecting_exoplanets_with_transits
- ESA (?), Detecting Exoplanet With Microlensing, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/02/Detecting_exoplanets_with_microlensing
- ESA (2019), Detecting Exoplanet With Astronometry, Alınma Tarihi:07/05/2022 https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2019/02/Detecting_exoplanets_with_astrometry
Denetleyen: Beril GÜREL