İnsanoğlu bugüne dek sorduğu en önemli sorunun yanıtını bulmak üzere. Bildiğiniz gibi 1990’lardan bu yana başka yıldızların çevresinde dolanan gezegenleri görmeye başladık. Görmek fiilini kullandıysam da aslında doğrudan gördüğümüz ötegezegen sayısı bir elin parmakları kadardı. 900’e yakın bulunan ötegezegenleri hep dolaylı olarak buluyorduk, onları yıldızlarının parlak ışıklarından dolayı doğrudan görmemiz çok zordu. Bugün size bu konudaki yeni gelişmeleri özetleyeceğim. Yazı biraz uzun oldu kusura bakmayın.

Önce dolaylı olarak bulduğumuz bu gezegenlerin hangi parametrelerini, yani özelliklerini bilimsel olarak ortaya çıkarabiliyoruz sorusuna bakalım. Kütlelerini, boyutlarını (dolayısı ile yoğunluğunu), sıcaklığını ve yıldızına olan uzaklığını bulabiliyorduk. Bu özelliklerden hareketle işte dünya benzeri, sıcak Jüpiter gibi çeşitli sınıflara ayırdık. Unutmayalım sınıflara ayırıp incelemek bilimin en önemli yöntemlerinden biridir. Siz de arkadaşlarınızı sınıflara ayırırsınız, akıllı, beni seven, yakışıklı gibi.

Yıldızlarına olan uzaklıkları da bize o ötegezegende suyun ne halde bulunduğunu gösterir. Eğer yıldızına çok yakın ise ötegezegen üzerinde sıcaklık çok fazladır ve su buharlaşır, çok uzak ise bu kez ötegezegen soğuktur ve su buz halinde bulunur. Yaşamın oluşması için bilim, sıvı suyun varlığını birinci koşul olarak ortaya koyuyor. Dolayısıyla yıldızın çevresinde belirli bir bölge yaşanabilir alan olarak tanımlanıyor. Güneş sisteminde hemen hemen Venüs ile Mars arası bölge yaşanabilir bölgedir.

Resim-1.

Bu çizimde çeşitli kütleye sahip yıldızların çevresindeki yaşanabilir bölge gösterilmektedir. Gökbilimciler son zamanlarda alt ve üst sınırı biraz daha genişletmekteler. Güneş sistemi içinde dünyamız yaşanabilir bölgenin tam ortasında yer alıyor.

Merkür’de suyu sıvı olarak tutamazsınız, Jüpiter’in katı uydularında ise su buz halindedir, sıvı olarak yüzeyin çok altında bulunur. Bu yaşanabilir bölgenin sınırlarını son zamanlarda bilim insanları daha da genişlettiler. Eğer atmosferi çok yoğun ve yıldızından uzak bir ötegezegen varsa sera etkisi ile yüzeyi suyu sıvı olarak barındırabilir dediler. Böylelikle yaşanabilir bölgede olan ötegezegenlerin sayısı artmış oldu. Bugün ötegezegen olduğu kesinleşmiş 867 gezegenin 7’si yaşanabilir bölgede. Ötegezegen olduğu saptanmış ama dikine hız çözümleri henüz yapılmamış dolayısıyla resmen onaylanmamış 2905 ötegezegenin de sadece 18’i yaşanabilir bölgede bulunuyor. Toplam 25 tane.

Resim-2.

Yazıda sözünü ettiğim ve Doğu Anadolu Projesinde alacağımız 4 metrelik kırmızıöte teleskopta da kullanacağımız adaptive optik tekniğinin güzel bir uygulaması. Resimde sol tarafta ayırma gücü yüksek bir teleskopla normal olarak alınmış görüntüyü görüyorsunuz. Sağ tarafta ise aynı cismin görüntüsünü alırken adaptive optik tekniği kullanılmış. Meğer cisim bir çift yıldızmış.

Bu gezegenlerin atmosferlerinin incelenmesi gerekir ki yaşama ne derece uygun. Bilim insanlarının zamanında Güneşin dış katmanını güneş tutulmaları dışında sürekli incelemek için geliştirdikleri ve koronograf dedikleri bir yöntem vardı. Telekopla güneşi incelerken tam güneş diskini kapatacak bir perde koyarlardı ve yapılan gözlemlerle güneşin taç katmanını incelerlerdi. Şimdi bu yöntemi yıldızlara uyguluyorlar. Kullandığınız fotoğraf makineleri veya sayısal her alet piksel adını verdiğimiz küçük görüntü parçacıklarının birleşiminden meydana gelir. İşte ayırma gücü yüksek bir teleskopta yıldızın ışığının düştüğü pikselleri kapatırsanız çevresindeki gezegenleri görebiliyorsunuz.

Resim-3.

Metinde sözünü edeceğim HR 8799 yıldızının sol taraftaki görüntüsü koronograf tekniği ile alınmış. Sağ taraftaki görüntüde ise hem koronograf hem de adaptive optik tekniği kullanılmıştır. Dikkat edilirse yine de geri kalan yıldız ışığı belirgin.

Olay doğal olarak bu kadar basit değil. Yıldız ışığı göz kırpar deriz yani atmosferimiz nokta şeklinde gelen yıldız ışığını saçarak bize ulaştırır. Bunun için de son zamanlarda atmosferin gözlem anında lazer ışığı ile modellemesi yapılarak bu etkiyi minimuma indirgemek mümkün olmuştur. Bu yönteme İngilizce’de “adaptive optics” diyorlar. Fakat tüm çabalara karşın yıldız ışığında artıklar görüntüde kalmaktadır. Bunlar da çeşitli yazılımların kullanılması ile minimuma indirgenmektedir. Ortaya çıkan gezegenin veya gezegenlerin ışığını bir fiber optik kablo ile tayfçekere götürmek ve alınan tayfı incelemek bilimcilerin işi.

Resim-4.

Her iki tekniğin kullanılması ile alınan görüntüde artık yıldız ışığını da yok etmek gerekir ki çevresindeki ötegezegenleri görebilelim. Sol tarafta KLIP, sağ tarafta ise S4 adı verilen bir yazılım kullanılmış. Her iki yazılım da ötegezegenleri gösteriyor ama bana kalırsa HR8799e gezegeni biraz şüpheli. Belki de takip edildiğinde yıldız çevresinde onun döndüğü saptanmıştır.

Ötegezegenlerin atmosferini incelemek için daha önce yıldızın tayfı alınıyordu, daha sonra gezegen yıldızın önünden geçerken bir daha tayf alınıyordu ve birbirinden çıkartılarak gezegenin tayfı elde edilmeye çalışılıyordu ama bu veriler o kadar duyarlı olmuyordu. Yeni teknikle doğrudan gezegenin tayfı alınarak daha değerli veriler üzerinde çalışmak mümkün oluyor. Bu yeni teknikle HR 8799 yıldızının çevresindeki dört ötegezegenin aynı zamanda kırmızıöte bölgede tayfı alındı. Şekilde de görüleceği üzere bazı moleküllerin soğurma bandları elde edildi. Örneğin HR8799b ötegezegeni amonyak, asetilen ve karbon dioksit içerirken metana rastlanmadı. HR8799d ötegezegeninde ise metan, asetilen ve karbon dioksit var fakat amonyak yok.

Resim-5.

Çalışmanın sonunda dört gezegenin aynı zamanda yakın kırmızıöte bölgede alınan tayfı görülmektedir. Burada kesikli çizgi gürültü düzeyini göstermektedir.

Gelecekte daha ne gibi yeni yöntemler bulunacak bugünden söylemek güç ama sonunda gökbilimciler “evrende yalnız mıyız?” sorusunun yanıtını muhakkak bulacaklar.