kepler – Tevfik Uyar Kişisel Sitesi

Articles Tagged with: kepler

30 Ocak 2013

UZAK GEZEGENLER-2: KAYDA DEĞER GEZEGENLER

Geçtiğimiz ay Güneş Sistemi dışı gezegenler hakkında başladığımız “UZAK GEZEGENLER” yazı dizimize devam ediyoruz.

Bir yer var, biliyorum;
Her şeyi söylemek mümkün;
Epeyce yaklaşmışım, duyuyorum;
Anlatamıyorum.

Orhan Veli Kanık

(Açık Bilim Dergisi‘nin Ağustos 2012 sayısında yayınlanmıştır.)

“Göç…”

İnsana sadece kendi varlığı ile pek çok duyguyu tek seferde anlatan pek az kelimeden birisidir. Göç hem ümittir, hem de acı. Bir defa insan niçin doğup büyüdüğü, yerleştiği toprakları terk etsin? Eder. Tarihte pek çok zaman etmek zorunda kalmıştır. Bunun sebebi değişen iklim, yapısı bozulan alanlar, ortaya çıkan kıtlık olabileceği gibi, istenmemek, baskı altında kalmak, huzurun ve düzenin başkaları eliyle aleyhte bozulması olabilir ve göçler çoğu zaman tarihi değiştirmiştir.

İnsanın azmi ve imkânı olduktan sonra erişemeyeceği hiçbir şey olmadığına inananlardanım. Tamam, kabul ediyorum: Bu çok iyimser bir yaklaşım. Pek çok insanın arzu ettiği mutlu bir dünyanın hâlâ yaratılamamış olduğu gerçeği önümüzde kaskatı duruyor, ancak yaşama arzusu o kadar güçlü bir duygu ki, tüm bu gerçekliğin aksine, belki kavramlara ve hayallere erişememiş olsak da umutlarımızı yeşertmek için yeni topraklara daima ve daima göç etmişiz.

Başta Paskalya Adası olmak üzere Pasifik adaları bu açıdan oldukça ilgi çekicidir: Paskalya Adası en yakın kara komşusu 3700 km. doğudaki Şili kıyısı ile 2000 km. batıdaki Pitcairn Adaları iken, M.S. 600 yılında sadece sandallarla yanlarında tavukları ve köpekleri ile buraya gelip yerleşmiş insanlar olmuş (1). Jared Diamond’un tabiriyle bu ada o kadar küçüktür ki, insan uçakla oraya alçalırken, “ya uçak bu adayı ıska geçer ve sonra kaybeder de inemezse?” diye düşünür… Ama göç güdüsü, denizciliğin gelişmediği, pusulanın olmadığı bir tarihte insanları tahta kanolarla okyanusa açılarak bu küçük adayı bulmaya ve oraya yerleşmeye itmiştir. Peki bu kadar tehlikeyi göze aldıran nedir?

Zulümden ya da yoksulluktan kaçmak mı? Belki… Ama muhtemelen tek başına bu sebep yetersiz. Zira daha başka yerlerde çoktan yerleşildiği bilinen başka topraklar var.

Ya merak ve keşfetme arzusu?

Olabilir… Kimi insanlarda –ve insan topluluklarında– merakın ve ümidin diğer insanlardan çok daha fazla olduğu aşikâr. Tarihte yeni yerleri, yeni kavramları, yeni buluşları ortaya çıkaranlar bu arzu ve meraklarının peşlerinden gidenlerdir. Bu arzuların peşinden gitmek için, mevcut durumdan da epey bir rahatsızlık çekiliyor olunmalı. Mesela Orhan Veli’nin meşhur Anlatamıyorum şiirinin son dört dizesi bu dünyadan pek de keyif almayanların ümidini yansıtır dizelere.

Peki… Dünya bizleri kesmiyor. Bu gezegenden de artık ümidimizi kesmişiz. Gelecek de pek iyi görünmüyor zaten: Yeni teknolojiler geliştirmediğimiz sürece çözemediğimiz enerji ve çevre problemlerimiz olacağı çok net olarak görülüyor.

Günü geldiğinde ve ihtiyaç duyduğumuzda başka gezegenlere göç edebilecek miyiz?

Kolonizasyon ve dünyalaştırma, dergimizdeki daha önceki yazıların konusuydu (2, 3). Biz bu yazımızda, 1992 yılından bu yana keşfedilen gezegenlerden bahsedecek, “Bize anayurdumuzu aratmayacak gezegenler var mı?” sorusunun yanıtlarını arayacağız.

Öncelikle keşiflere genel olarak bakalım:

Keşiflerin karnesi

Yazı dizimizin ilk yazısında ilk gözlemin 1988’de yapıldığını yazmıştık. Bu keşfe yönelik gözlemler 1989 yılında tamamlandıysa da bunların doğrulanması 2003 yılını buldu. Eğer gözlenmiş ve daha sonra doğrulanmış olan uzak gezegenleri gözlendikleri tarihlere göre sıralayacak olursak aşağıdaki grafik karşımıza çıkar:

Doğrulanmış gözlemlerin yıllara göre dağılımları. Görüldüğü üzere, dış gezegenlere yönelik gözlemlerin sayısı ciddi bir artış gösteriyor. (Kaynak: exoplanet.eu adresindeki katalogdan grafikleştirilmiştir (4) )

Bu grafikten görüleceği üzere keşif sayılarında çeşitli sıçrama noktaları bulunuyor. Bunlardan birincisi 1998 yılı. Bir önceki yıl hiçbir keşif yok iken, 1998 yılında 7 keşif yapılmış, ancak bu tarihten sonra keşifler sabit bir seyir izleyerek 2002 yılına dek yeni bir sıçrama yapmamış. 2002 yılında ise keşif sayısı 30’ları bulmaya başlıyor ve 2007 yılına dek böyle sürüyor. 2010 yılı itibariyle keşif sayıları üç basamaklı sayıları bulmaya başlıyor.

Bu sıçralamaların arkasında hem gözlem kabiliyetlerinin artışı, hem de giderek daha çok gözlemevi ve çalışma grubunun yeni gezegenlerin keşfine yönelmesi –ve elbette finansman bulması– var. Özellikle bu görev için fırlatılan uyduların ve bunlara bağlı başlatılan programların etkisi yadsınamaz. Örneğin 2007 yılındaki artış, büyük ölçüde 2006 yılında Fransızlar tarafından fırlatılan ve Avrupa Uzay Ajansı ESA ile ortak yürütülen COROT uydusunun devreye girmesinden besleniyor. Üç basamaklı sayılara ulaşmamızda ise 2009 yılında NASA tarafından başlatılan Kepler programı var. Mart ayında fırlatılan ve geçişlerin tespiti yöntemi konusunda uzmanlaşmış olan Kepler uydusu görevde olduğu 2 yıl boyunca 63 gezegenin keşfini sağladı. Bu sayının doğrulanmış gezegen keşiflerini ifade ettiğini tekrar söylemek isterim; zira Kepler’in toplamda gözlemlediği “gezegen adayı” sayısı 2300’ü aşıyor (5).

Gözlem kabiliyetlerindeki artışın gezegen keşiflerinde ne kadar önemli rol oynadığını anlayabilmek için birkaç grafiğe daha göz atmakta fayda var. Exoplanet.eu adresinin sağladığı “diyagram oluşturma” olanağı sayesinde keşfedilen gezegenlerin bir takım özellikleri 2 boyutlu bir şema üzerinde resmedilebiliyor.

Örneğin gezegen yarıçapları ile keşif yılları arasındaki ilişkiyi görmek istediğimizde ortaya çıkan manzara şöyle:

Yıllar geçtikçe ve gözlem kabiliyetleri arttıkça daha küçük çaplı gezegenlerin keşifleri mümkün hale geliyor. Oluşturduğumuz bu grafik ve ortasındaki eğilim, keşfedilen gezegenlerin gittikçe daha küçük gezegenler olduğunu gösteriyor (4).

Grafikten de görüleceği üzere, kabiliyetler arttıkça daha küçük yarıçapa sahip gezegenlerin keşfi de mümkün hale geldi. İşte gezegenimize benzeyen, yaşanabilir kuşaktaki gezegenlerin keşifleri de böylelikle başlamış oldu.

Kayda değer keşiflerden bahsetmeden önce gezegenlerin nasıl ve neye göre isimlendirildiklerinden bahsetmekte fayda var; ki böylece bir gezegenin adını söylediğimizde onun hangi yıldız çevresinde döndüğü ve o yıldıza ait keşfedilen kaçıncı gezegen olduğuna dair bilgileri hemen anlayabilelim.

Eğer standart bir formattan bahsedebilecek olsaydık bu az çok şöyle bir şey olurdu:

Gezegen adı = Yıldız Sisteminin Adı + [Yıldızın Parlaklık Sırası] + Gezegenin Bulunuş Sırası

Yıldız sistemlerine isim vermenin şekli Güneş Sistemi dışındaki gezegenlerin keşfinden çok daha uzun yıllar önce gelenekselleşmiştir. Bir yıldız sistemindeki en parlak yıldıza A kodu verilirken, diğerlerine parlaklık sırasına göre harfler verilmeye devam eder. Eğer bu yıldız sisteminde birbiri etrafında dönen yakın çift yıldızlar varsa bunlar ikinci bir küçük harfle temsil edilirler. Aa, Ab, B ve C gibi. Ancak bazen bu kuralın işlemediği durumlar da oluşur. Örneğin Alpha Centauri üçlü bir yıldız sistemidir ve iki yıldızı birbirinin çevresinde dönerler. Fakat bu yıldızlar Aa, Ab ve B olarak değil, A, B, C diye adlandırılmıştır. Tekli yıldızlarda herhangi bir harfli gösterim yoktur.

Yıldız sistemi adı ve parlaklık sırasına göre kodu belirlendikten sonra onun çevresindeki gezegenin adlandırılmasına “b”, yani “küçük b” harfinden başlanır. Daha sonra bulunuş sırasına göre ingilizce alfabedeki harfleri takip eder. Doğrulanmış gezegenler arasında en ileri harfe HD 10180 h sahiptir. Başka bir deyişle HD 10180 yıldızının doğrulanmış 7 gezegeni vardır (b, c, d, e, f, g, h) . Gezegen adayları arasındaki en ileri harfe yine aynı yıldıza ait bir gezegen, HD 10180 j sahiptir. Bu da bize aynı yıldızın doğrulanmamış ama gözlenmiş iki gezegen adayı daha olduğu bilgisini veriyor.

Çift yıldız sistemine ait bir gezegenin isimlendirilişine bir örnek vermek gerekirse HD 142022 Ab konumuza uygundur. Gezegen, bahse konu yıldız sisteminin en parlak üyesinin çevresinde keşfedilen ilk gezegendir. (Parlak olmayan üye etrafında dönüyor olsayd HD142022 Bb olacaktı.)

Ne var ki bu kurala aykırı isimlendirmeler de yapılmıştır. Örneğin Tau Boötis b gezegeni, bir çift yıldız sistemine ait olup, en parlak yıldızın çevresinde dönmesine karşın Tau Boötis Ab olarak isimlendirilmemiş ve A düşürülmüştür.

Bu isimleri karışık bulanlar da olmuş ve tıpkı bilim kurgu eserlerinde olduğu gibi bu gezegenlere özel isimler vermek isteyenler de ortaya çıkmıştır. Osiris (HD 209458 b), Bellerophon (51 Pegasi b), Zarmina (Gliese 581 g) ve Methuselah (PSR B1620-26 b) bu özel isimlere örnektir. 2009 Ekim’inde Max Planck Enstitüsü’nden W. Lyra, çoğu Roma ve Yunan mitolojisinden edinilmiş 403 isimlik bir liste oluşturmuştur, ancak Uluslararası Astronomi Birliği bu durumu pratik bulmadığı için bu konuda herhangi bir plan ya da öneriyi ne kabul etmiş, ne de tasarlamıştır. Yani şimdilik bu isimlendirme sistemi olduğu şekliyle devam ediyor.

Kayda değer keşifler

Şimdi de bu gezegen keşiflerinin ilklerinden bahsedelim:

Önceki yazımızdan ilklerin bazılarını biliyoruz. Bunlar 1992 yılında keşfedilerek ilk keşfedilen gezegen olma özelliğine sahip olan atarca (pulsar) gezegenleri PSR 1257+12b, PSR 1257+12c ve PSR 1257+12d.

Güneş benzeri bir anakol yıldızı etrafında döndüğü belirlenen ilk gezegen ise 1995 yılında keşfedilen 51 Pegasi b. 48 ışıkyılı uzaklıktaki gezegen Dünya’nın 150 katı kütleye sahip.

Yaşanabilir bölgede bulunduğu tespit edilen ilk gezegen Gliese 581 d’nin temsili resmi. (Kaynak: NASA)

Yaşanabilir bölgede keşfedilen ilk gezegen: 2007 yılında Terazi takımyıldızında keşfedilen Gliese 581 d, yaşanabilir bölgede bulunan ilk gezegen olma unvanına sahip. 2011 yılında keşif hakkında yapılan güncellemelerle gezegenin yıldızına ilk düşünüldüğünden daha yakın olduğu bulunarak, gezegenin yaşanabilirlik vasfı da artmış. Gliese 581 d en olası okyanus gezegeni adaylarından. Yani gezegenin tamamı derin okyanuslardan oluşuyor olabilir. Aslında gezegenin güneşinden aldığı ışık, Dünya’nınkinin %30’u oranında, ancak sera gazlarının sıcaklığı gezegen içerisinde sıvı suyun varlığı destekleyecek ölçüde arttırdığı düşünülüyor.

Gliese 581 d keşfedildiğinde Avustralyalı ve Ukraynalı astronomlar ayrı ayrı oraya bir “selamlama” mesajı gönderdiler. 2008 yılı sonunda gönderilen mesaj 2029’da gezegene ulaşacak. Olası bir yanıtın bize dönmesi için tarihse 2049.

Kayaç yapıya sahip olduğu keşfedilen ilk gezegen: 2009’da keşfedilen CoRoT-7b ise Dünya gibi kayaç yapıya sahip ilk gezegen olma özelliğini taşıyor, ancak bu kayaların buharlaşarak kaya bulutları oluşturduğu ve arada bir de kaya yağmurlarına rastlanılan ilginç bir meteorolojisi var. Yıldızının çevresinde 1 dünya gününden çok daha kısa sürede dönen gezegen, ilk keşfedildiğinde üzerinde yaşam barındırma potansiyeli bulunduğu düşünülen ilk gezegendir ve 2011 Ocak’ında Kepler 10b keşfedilene kadar sahip olduğu, Dünya’nın 1,58 katı çapıyla, keşfedilen en küçük boyutlu gezegen ünvanını da taşımıştır. CoRoT 7b’nin kütlesi Dünya’nın 4,8 katıdır.

Dünya, GJ 1214 b ve Neptün’ün karşılaştırılması. (Kaynak: Wikipedia)

Keşfedilen ilk Süper Dünya: Yine 2009’da keşfedilen GJ 1214 b, gözlenebilen bir atmosfere sahip ilk Süper Dünya’dır. Süper Dünya, gaz cücesi olarak da anılan ve gezegenin kütlesine atıfta bulunan bir terimdir. Dünya’dan daha ağır olup, Uranüs ve Neptün’den daha küçük olan gezegenlere Süper Dünya denmektedir.

Samanyolu galaksisindeki yıldız akımları. İşaretli yerde güneşimiz bulunuyor. (Kaynak: Wikimedia commons)

Galaksi değiştiren ilk gezegen: HIP 13044b’nin ise ilginç bir özelliği var. 2010 yılı Kasım ayında Şili’deki La Silla gözlemevi tarafından keşfedilen Jüpiter benzeri gezegenin düzensiz yörüngesinden dolayı, onun başka bir galakside oluştuğu ancak 6 ila 9 milyar yıl önce Helmi akımından bizim galaksimize dahil olduğu düşünülüyor. Helmi akımı, galaksimiz tarafından absorbe edilmeye başlanarak bir yıldız takımına dönüşmüş cüce galaksidir.

Dünya ölçülerinde olduğu keşfedilen ilk gezegen: 2011 yılında keşfedilen Kepler 20e ve Kepler 20f ise Dünyamız ölçülerindeki ilk gezegenlerdir. Kepler 20 yıldızı neredeyse güneşimizle aynı boyutta iken Kepler 20e ve 20f ise Dünya ölçülerine çok yakındır. Bu ölçüler Kepler 20e ve 20f’yi özel kılmaktadır. Gezegenlerin karşılaştırılması, geçiş yönteminin nasıl gerçekleştiği ile ilgili NASA’nın hazırladığı bir animasyona şu adresten ulaşabilirsiniz: http://kepler.nasa.gov/Mission/discoveries/kepler20e/

2011 yılında keşfedilen Kepler 20e ve Kepler 20f ise Dünya’mız ölçülerindeki ilk gezegenlerdir. Kepler gezegenlerinin resimleri temsilidir. (Kaynak: NASA)

Olası bir yeni dünya: 2011 yılındaki bir başka keşifse Kepler 22b’dir. Daha önce de sıkça bahsedilen Kepler 22b ise Güneş benzeri bir yıldızın yaşanabilir alanında bulunmasından dolayı onu keşfedenler için heyecan verici olmuştur. Yaşanabilir bölgede bulunduğu tespit edilen ilk gezegen, Gliese 581d’den farkı öncelikle yıldızının Güneş benzeri bir yıldız olmasıdır. Diğer bir farkı da Kepler 22b’nin muhtemelen kayaç bir yapıya sahip olma olasılığı (5).

Gezegenden gezegene el sallamak… Kepler 36b ve 36c, 97 günde bir birbirlerinin semalarındalar. (Temsili resim, NASA)

Gökyüzüne el sallamak: Komşu gezegenler: Kepler 36b ve Kepler 36c aynı yıldız çevresinde dönen birbirine çok yakın iki gezegendir. Her 97 günde bir, bir gezegenin gökyüzü manzarasını diğer gezegen oluşturmaktadır. İki gezegen birbirine yaklaştığında aralarındaki mesafe Dünya ile Ay arasındaki mesafenin 5 katından daha az bir uzaklığa denk düşmektedir.

Çifte günbatımı izlemek ister miydiniz? Kepler 34b ve Kepler 35b Star Wars film serisinde Luke Skywalker’ın memleketi Tatooine’i andırıyor.

Tatooine / Fazla güneş göz çıkarmaz: Kepler 34 ve Kepler 35 çift yıldız sisteminin çevresinde dönen gezegenler, Kepler 34b ve Kepler 35b, Star Wars filmindeki Tatooine gezegeni gibi, iki güneşin batışına şahit olmaktadır.

Yıldız olmaya ramak kala: HAT-P-2b gezegeninin neredeyse tüm atmosferi hidrojen gazından oluşmaktadır. Jüpiter’in 8,2 katı kütleye sahip olmasına karşın çapı Jüpiter’inkinin sadece 1,18 katı. Bu da demek oluyor ki, eğer bu gezegen sahip olduğu kütlenin yarısına daha sahip olsaydı, mevcut koşullar orada bir fizyon başlatmaya ve gezegeni bir yıldıza çevirmeye yeterdi.

“Seninle cehennem ödüldür bana”: WASP-12b, 2250 derecelik yüzey sıcaklığı ile keşfedilen en sıcak gezegen unvanını elinde bulunduruyor. Yıldızının çevresinde sadece bir Dünya gününde dönen gezegen, günün birinde ne için kullanılır bilinmez.

Kuyruklu gezegen: Bir gezegen düşünün ki, yıldızına çok yakın ve yıldızının buharının içerisinden geçiyor. HD 209458b böyle bir gezegen ve döndükçe arkasından kuyruğu uzanıyor.

Başka gezegenlerden kaderimizi okumak

Şüphesiz yeni keşfedilen gezegenler bizlere Dünya’nın ve Güneş Sistemimizde bulunan diğer gezegenlerin yaşam döngüleri, geçmişleri ve akıbetleri hakkında da fikir veriyor.

Evrende çok çeşitli kütlelerde, çok çeşitli konumlarda pek çok gezegen var. Hayal gücümüzün sınırları bu gezegenlerin gerçekliğine kavuşurken, onlara şöyle bir uzaktan bakmaktan ötesini yapabileceğimiz bir zaman olup olmadığını bilemiyoruz. En azından bu satırlar yazılırken, NASA’nın Mars’a gönderdiği Curiosity aracı Mars’a bir günlük mesafede ve kendisi bize komşu gezegenimiz hakkında pek çok bilgi verecek.

Keşfedilen dış gezegenlerden bize en yakın olan HD 20794 b 6,06 ışık yılı uzaklıkta ve sahip olduğumuz teknoloji ile oraya başarılı bir görev gerçekleştirerek bilgi almak imkânımız maalesef yok. Fakat teknik ilerledikçe uzaktan algılayabildiğimiz boyutların da değişeceğini öngörmek zor değil.

Şimdilik sadece bekliyor olacağız ve Orhan Veli gibi bizler de “Bir yer var biliyorum…” demeye devam edeceğiz.

Notlar

(1) Jared Diamond, Çöküş: Medeniyetler Nasıl Ayakta Kalır ya da Yıkılır? Timaş Yayınları.
(2) Kaan Öztürk, Uzay Çağı Henüz Başlamadı: O’Neill’in Uzay Kolonileri Vizyonu , Açık Bilim Çevrimiçi Dergisi, Haziran 2012.
(3) Tevfik Uyar, Kızıl Mars: Kolonileştirme Nelere Gebe? , Açık Bilim Çevrimiçi Dergisi, Ocak 2012.
(4) http://exoplanet.eu/catalog/ adresinde yer alan veriler veritabanı olarak indirilebiliyor. CSV olarak indirilerek Excel üzerinde çalışılabilir.
(5) Işıl Arıcan, Yaşanabilir Kuşakta Bir Dış Gezegen, Açık Bilim Çevrimiçi Dergisi, Ocak 2012.

Kaynaklar:

– NASA Kepler Program, http://kepler.nasa.gov/
– The Extrasolar Planets Encyclopedia, http://exoplanet.eu
– Exoplanet Orbit Database, http://exoplanets.org
– Wikipedia (İngilizce)
– Vikipedi (Türkçe)
– Discovery News
– Science Daily

Bu yazı dizimizdeki geçmiş yazılar:

UZAK GEZEGENLER-1: ORDAAA BİR GEZEGEN VAR UZAKTA

Yazının ana kaynağı:

Ağustos, 2012 – Açık Bilim Dergisi
http://www.acikbilim.com/2012/08/dosyalar/uzak-gezegenler-2-kayda-deger-gezegenler.html

26 Aralık 2012

UZAK GEZEGENLER-1: Ordaaa, bir gezegen var uzakta…

Güneş sistemi dışındaki gezegenler hakkındaki bilgilerimiz giderek artarken, bilim kurgu filmlerinde hayal edilmiş manzaraların bir yerlerde gerçek olduğunu öğrenmeye devam ediyoruz.

(Açık Bilim Dergisi‘nin Temmuz 2012 sayısında yayınlanmıştır.)

Yeni keşfedilen gezegenlerden Kepler-35’e ait temsili resim. Satürn boyutlarındaki gezegen birisi bizim güneşimiz, diğeri güneşimizin %79’u büyüklükte olan bir ikili yıldız sistemi çevresinde 21 günde bir dönüyor. (Illustrasyon: Lynette Cook, NASA)

İlkokul sıralarında iken hepimizin söylediği o meşhur şarkıyı hatırlamayan var mı? “Ordaaa, bir köy var uzakta…” dizeleriyle öğrendiğimiz o şarkının bestesini hala anlayabilmiş değilim. Niçin “uzaktaki o köy, ev bizimdir!” diye coşkuyla değil de acıyla söylenir bilemedim ve bilemeyeceğim de. Ancak… Belki de bu şarkıyı günü gelince değiştirmek gerekecek. Henüz erken ama, keşfedilen yeni gezegenlerle her geçen gün evrenin kalabalıklığını anladıkça, merak, keşif ve belki de fetih duygularımız giderek kabarıyor; bu kürede sıkışıp kalmış türümüz için yeni umutlar doğuyor.

Güneş sistemi dışındaki gezegenleri keşfimizden çok önce, aslında kendi güneş sistemimizde bizden başka gezegenler olduğu bilgisine bile sahip değildik. Hatta o günün astronomi bilgileri, Dünya’nın da bir yıldız çevresinde dönüp duran herhangi bir gezegen olduğunu söylemekten çok uzaktı ve Dünya diğer cisimlerin çevresinde döndüğü bir merkez kabul ediliyordu. Diğer gezegenlerin her zaman yerinde duran yıldızların aksine oldukça hareketli ve “manasız” hareketlere sahip olmaları yeryüzündeki meraklı toplulukların ilgilerini çok çekmişti. O günkü insanları şaşırtacak bu hareket dinamikleri, onların kutsal olduğunun düşünülmesine ve sonunda ortaya astrolojinin çıkmasına sebep olacaktı. (Ne gariptir ki bugün onların da alelade bir gezegen olduklarını bilmemize ve fiziksel tüm dinamiklerini öğrenmemize rağmen astroloji hala nüfusun büyük çoğunluğunun inandığı bir inanç sistemi olarak kalmıştır.)

Bir idam ve hayal kırıklıkları…

Antik Yunan’da gökyüzü hakkında pek çok düşünce kol gezse de diğer yıldızlar ve olası gezegenleri hakkındaki bugünkü bilgilerimize en yakın önerme gezegenlerin ne olduklarını anladıktan bir süre sonra, 16. yy sonlarında, Bruno tarafından ortaya atıldı:

Giordano Bruno, evrendeki diğer yıldızların çevresinde de bizimki gibi gezegenler olduğunu söylediği için 1600 yılında engizisyon mahkemeleri tarafından yakılarak öldürüldü.

İtalyan filozof, matematikçi ve astronom Giordano Bruno, güneşin de bir yıldız olduğunu, ve daha bir çok yıldız olduğuna göre onların çevresinde de bizimki gibi başka dünyaların olabileceğini öne sürdü, ama maalesef kabul görmedi. Hatta bu iddia onun 1600 yılında Roma Engizisyon Mahkemesi tarafından kazığa bağlanarak diri diri yakılarak öldürülmesine sebep oldu.

Engizisyon mahkemesinin gücünü yitirmeye başladığı zamanlarda, mahkemenin nüfuzunun erişmediği Prag şehrinde Kepler’in gezegenlerin eliptik yörüngesini keşfederek güneşi merkeze oturtması, tabiri yerindeyse güneşin bir yıldız olarak, gezegenlerin de onun çevresinde dönen gökcisimleri olarak tescili oldu. Göğe dair bildiklerimiz hızla değişirken kilisenin iddiaları bir bir çürüdü. Kısa süre sonra Bruno’nun fikirleri de pek çok düşünür tarafından benimsendi. Hatta kütleçekim esaslarını bulan Isaac Newton da, yıldızların güneş benzeri sistemlerin merkezi olabileceğini, dolayısıyla onların etrafında da gezegenler bulunabileceğini öne sürenler arasında yer aldı.

Ne var ki o zamanın teleskopları uzak yıldızları detaylı bir şekilde incelemekten çok uzaktı ve gökyüzü gözlemlerinde çok hassas ölçümler yapabilmek mümkün değildi; ama teknik imkansızlıklar hep böyle sürmedi. 19. yy. ortalarına doğru gerek teleskop, gerekse radyo astronomi alanındaki gelişmeler çok daha uzak yıldızları çeşitli açılardan inceleyip değerlendirmemize, hassas ölçümlerle onların o değişmeyen görüntüsünde bir takım anormallikler ya da dengesizlikler olabileceğini hissedebilmemize imkan vermeye başladı.

1855 yılında Capt. W. S. Jacob 16.6 ışık yılı uzaklıktaki 70 Ophiuchi çifte yıldız sistemini izleyerek yıldızların yörüngesel durumunda orada başka bir cisim varmışçasına görünen bir anormallik olduğunu raporladı. 1890 yılında bu bilgiye Chicago Üniversitesi’nden Thomas J. J. See’nin gözlemi eklendi. See’ye göre yıldızlardan birinin yörüngesinde var olması muhtemel bir cisim sebebiyle yıldızın konumunda 36 yılda bir anormallik oluşuyordu. Bu fikir onu benimseyen astronomlara büyük heyecan verse de Forest Ray Moulton’un iddia edildiği şekildeki bir üçlü sistemin kararlı olamayacağını ispatlayan makalesiyle gözlemcilerin uzak bir gezegene yönelik umutları tarihin mezarına gömüldü.

1950’li yıllarda ise Swarthmore Kolejinden Peter van de Kamp, Ophiuchus takım yıldızında yer alan ve Dünya’mıza 6 ışık yılı mesafesiyle en yakın üçüncü yıldız konumunda olan Bernard’ın Yıldızı’nı gözlemleyerek çevresinde bir gezegen olabileceğine yorulabilecek –ve bugün hatalı olduğu kanıtlanan- bulgulara ulaştı. Bir süre sonra Hollandalı bilim adamının keşfettiği anormalliklerin teleskopun lensi çıkarılıp, temizlenip tekrar takıldığında oluştuğu ve hatta bu durumun sadece Bernard’ın yıldızında değil, lens her çıkarılıp temizlendiğinde diğer yıldızlarda da gerçekleştiği ortaya çıktı. Buna rağmen Kamp, 1980 yılına kadar iddiasından vazgeçmedi ama asla doğrulayamadı.

En son 1991’de PSR 1829-10 atarcası (pulsar) çevresinde bir atarca gezegen keşfedildiği iddia edilse de, bir süre sonra bu ekip kendi gözlemlerini çürüterek iddialarından vazgeçti.

Ve nihayet: Yalnız değiliz…

Atarcalar tıpkı bir deniz feneri gibi süresi belli bir döngüde uzaya radyo dalgaları gönderen nötron yıldızlarıdır. Nötron yıldızları süpernova patlaması sonucu ortaya çıkarlar. Arta kalan bulutsu (nebula) kalbinde bir nötron yıldızı bulunur ve bu artıklardan yeni gezegenler oluşarak bu nötron yıldızının çevresinde dönebilirler. (Animasyon: Wikipedia)

1991’de Lyne ve ekibi yukarıda bahsettiğimiz atarca gezegeninin varlığını doğrulamaya çalışırken aslında çok daha sağlam bir bulguya ulaşılalı 3 yıl olmuş ancak henüz doğrulanamamıştı. 1988 yılında Kanadalı astronomlar Campbell, Walker ve Yang, Cepheus takım yıldızında bulunan ve bize uzaklığı 45 ışık yılı olan Gamma Cephei yıldızı çevresinde var olan bir gezegene dair gözlemlerini yayınladılar. 1990’da bu keşfi destekleyecek yeni bulgular ortaya çıksa da zamanın gözlem teknolojisinin henüz kanıtları sunacak kadar gelişmemiş olması bu keşif hakkındaki kuşkuların sürmesine yol açacak, hatta gezegenin varlığı 2003 yılına dek doğrulanamayacak, araya başka bir çok gezegenin keşifleri girecekti.

Gözlemlenen ilk gezegen 1988’te gözlenen bu gezegen olsa da varlığı ilk doğrulanan gezegen 1992’de Aleksander Wolszczan and Dale Frail tarafından PSR 1257+12 atarcası çevresinde keşfedilen bir atarca gezegenidir.

Bir atarca gezegenin keşfi elbette bizim güneşimiz gibi bir anakol yıldızı çevresinde dönen bir gezegenin keşfiyle aynı tadı vermez, çünkü Dünya bir anakol yıldızı olan güneşin etrafında dönmektedir. Eğer içimizde bir yerlerde Dünya’mız gibi gezegenler olduğu ve bir gün o gezegenden bu gezegene cirit atacağımızı ya da gidip yeni bir yuva sahibi olacağımızı düşünüyorsak bir atarca gezegeni keşfetmeyle bitmemiştir bu iş. Uzaklardan bize gülümseyen, bizim yıldızımız gibi bir yıldız etrafında da gezegenler olduğunu gözlemleyebilmeliydik!

İşte bu gözlem haberi üç yıl sonra, yüksek çözünürlüklü spektroskopi teknolojisinin yardımıyla, 1995’te Cenevre Üniversitesi’nden geldi. Michel Mayor ile Didier Queloz, Dünya’mıza 50.9 ışık yılı uzaklıkta bulunan, güneşimizle aynı tipteki bir yıldız olan 51 Pegasi yıldızı çevresinde bir gezegenin varlığına parmak bastılar.

Bu keşiften sonra yöntemlerin gelişmesi ve çeşitlenmesi ile güneşötesi gezegenlerin yenileri bir çorap söküğü gibi geldi. Üniversiteler yeni gezegen keşfetmede birbirleriyle yarışır hale geldiler ve 20 yılda daha bir çok gezegenin keşfine imza atıldı. O kadar ki, bu yazının yazıldığı tarihte (24.06.2012) toplamda 778 güneş sistemi dışı gezegen keşfedilmiş ve kataloglarda yer almıştı.

Keşif yöntemleri

İnsanın varolmasından başlayarak, günümüzden50-60 yıl öncesine değin büyük ölçüde çıplak gözün esiri olan astronomi, fotoğraflama, görüntüleme ve en nihayetinde hassas ölçüm aletleri ve bilgisayarlar yardımıyla büyük bir sıçrama gerçekleştirdi. Başta spektroskopi teknolojisi olmak üzere, gözlem, ölçüm ve görüntü işleme teknolojilerindeki ilerleme, evrenin sırlarını ve evrendeki diğer coğrafyaları keşfetmemize büyük katkıda bulundu.

Güneş gibi çevresinde bir çok gezegen bulunan yıldızların merkezleri zaman içerisinde oldukça düzensiz bir biçimde konum değiştiriyormuş gibi bir görüntü verebilirler. Resimde, güneşin yıllar içindeki hareketi gösterilmektedir. (Kaynak: Wikipedia)

Güneş sistemi dışındaki gezegenlerin keşfi, bir ya da bir kaç yöntemin birlikte kullanılması ile gerçekleştirilir. Artık oldukça da kolaylaşmıştır. Bu yöntemlerin tamamının temelindeki teorik bilgiye on yıllardır sahip olduğumuzu da tekrar hatırlatmak isterim: 1992 yılına değin güneş sistemi dışında gezegen keşfedilmemiş olması bilgilerimizin yetersizliğinden değil, gözlemlerimizin imkansızlıklarındandır.

Gezegenlerin büyük çoğunluğu, kendi varlıklarının yansıttığı ya da yaydığı ışınların gözlemlenmesi ile değil, yarattıkları dinamik etkilerin ölçülmelerine dayanan yöntemlerle keşfedilmiştir. Dolaylı yöntemlerden bahsetmeden önce, bazı gezegenlerin güçlü teleskoplarla elektromanyetik spektrumun çeşitli bantlarındaki ışıklarının analiziyle doğrudan gözlenebileceğini, fakat ancak otuz kadar gezegenin doğrudan gözlemle görülebildiğini de ilave etmek gerekir. (Beta Pictoris sistemindeki bir gezegenin doğrudan gözlemine imkan veren fotoğrafı için tıklayınız).

Ancak büyük bir çoğunluğu, gezegenin yıldızı üzerinde ya da yıldıza ait ışık üzerinde yarattığı kinematik ya da optik etkiler sayesinde keşfedilmiştir. Bu etkileri kullanarak ortaya çıkarılan keşif yöntemleri aşağıdaki gibidir:

Açısal Hız ve Doppler Yöntemi: Hızla giden bir ambulansın bize yaklaşırken siren sesinin tizleşmesi ve bizden uzaklaşırken de pesleşmesi Doppler tarafından formülize edilmiştir ve bu yüzden “Doppler Etkisi” olarak anılır. Genelleştirilmiş bir tanım yapacak olursak, dalgalar onu yaratan kaynağın hızından etkilendikleri için, kaynak bize yaklaşırken dalga boyu kısalır (ışık için maviye kayma, ses için tizleşme), uzaklaşırken ise uzar (ışık için kırmızıya kayma, ses için pesleşme).

Şu halde bir yıldızı gözlemleyerek onun bizden uzaklaşma ya da bize yaklaşma hızındaki değişikliklerini, onun ışığının maviye ya da kırmızıya kayma oranlarından anlayabiliriz… İşte bu prensip, gözlenen bir yıldızın çevresindeki gezegenin yıldıza olan kütle çekimi etkilerini anlamamıza yardımcı olur. İyi bir spektrografla bir yıldızın açısal hızındaki 1m/s’lik değişim bile kolaylıkla tespit edilebilir.

Yüksek çözünürlüklü teleskoplar ve alınan görüntüyü işleyen spektrograflar sayesinde bu yöntem gezegenlerin keşfinde etkin olarak kullanılmıştır. 716 gezegen bu yolla keşfedilmiştir.

Geçişlerin Tespiti: Bir yıldızın çevresinde dönen gezegenlerin belli bir periyotta döndüğünü ve bu dönüşleri aynı sürede tamamlayarak “yıl” kavramını oluşturduklarını yüzyıllardır biliyoruz. Bu adet, bittabi güneş sistemi dışındaki gezegenler ve onların kendi gezegenleri için de geçerlidir.

Gözlemlediğimiz bir yıldızın çevresinde dönen gezegen her geçişinde bir tür “minik” tutulma yaratarak onun parlaklığında bir miktar azalmaya sebep olacaktır. İşte bu azalmanın periyodu ve miktarı anlaşıldığında artık elimizde bir adet gezegen gözlemi vardır. 205 adet gezegen bu yolla keşfedilmiştir. Yıldızın çevresinde birden fazla gezegen dönüyorsa eğer, yöntem biraz daha değişir ve adı “Geçiş Zamanlaması Değişim Ölçümü” adını alır.

Kepler 4-8b gezegenlerinin yıldızlarının önünden geçişi sırasında yarattıkları tutulma kaynaklı parlaklık kayıpları şekilde görülüyor. (Mikulski Archive For Space Telescopes, (1))

Bu yöntem aynı zamanda bize gezegen hakkında bilgi sağlar; zira gözlenen yıldızın bu gezegenin atmosferinden geçerek gelen ışığı da spektroskopi yöntemiyle incelenebilir ve gezegenin atmosferi hakkında hatırı sayılır bilgiler elde edilir.

Geçiş Zamanlaması Değişim Ölçümü: “Geçişlerin Tespiti” yönteminde anlatılanlar, yıldızı çevresinde tek başına dönen yalnız bir gezegen için uygun olsa da gezegenler birbirlerini de etkilediklerinden gezegen sayısı arttıkça durum farklı bir hal alır. İşte bir yıldızın çevresinde birkaç gezegen var ise, bunu da anlamamıza yarayan başka bir yöntem daha vardır.

Bu yöntem, alttaki videoda gösterildiği gibi, tek başına bir gezegenin sabit periyodu olmasına karşın, birden fazla gezegenin birbirlerine olan etkileri sebebiyle belli bir hesaplama ile erişilebilecek çoklu etki sonucu oluşan bir periyodu verir bizlere.

Örneğin tek başına bir gezegen 136 gün 12 saat 14 dakika 25 saniyede bir dönüş gerçekleştirirken, başka gezegenlerin varlığı sebebiyle bu durum her dönüşte dakikalar veya saniyeler mertebesinde bir fark yaratabilir. NASA’nın hazırladığı aşağıdaki video, söylenmek isteneni iyi bir şekilde açıklayacaktır.

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=zxDXT8qIqQ0&w=480&h=360]

Video: NASA, Tek ve çift gezegenli yıldızların geçiş zamanlamalarının ölçülmesi

Kütleçekimsel Mikromercekleme: Einstein fotonların da kütleçekiminden etkilendiğini iddia etmiş, bu iddiası bir süre sonra bir güneş tutulması sırasında ispatlanmıştı. Bugün pek çok gözlemle zaten kanıtlanan bu olayın varlığından şüphe etmiyoruz.

Gözlemlediğimiz yıldızlar da arka planda yer alan diğer yıldızların ışığında sapma meydana getirerek bir mikromercekleme durumu yaratırlar. İşte bu mikromercekleme durumu da bölgeden geçiyor olan bir gezegen tarafından küçük değişikliklere uğrar. Bölgenin sürekli izlenmesi halinde tespit edilen bu küçük değişimlerin ölçümü, bize orada yer alan gezegen hakkında fikir verir. Diğer yöntemlere göre daha az kullanılan bu yöntem sadece 16 adet gezegenin varlığını anlamada kullanılmıştır.

Atarca Zamanlaması: Atarcalar, döndükleri sırada periyodik olarak radyo dalgaları yayarlar. Tıpkı bir deniz feneri gibi. Bir atarca çevresinde yer alan bir gezegense, bu periyodik yayınlamada küçük zamanlama sapmalarına sebep olurlar ve bize orada var olan bir gezegeni keşfetmek için yeteri kadar bilgi verirler. 15 adet gezegen bu yolla keşfedilmiştir.

Yıldız Halkaları Ölçümü: Satürn benzeri gezegenlerde olduğu gibi, yıldızlar da yaşamlarının farklı evrelerinde çevrelerinde gaz, toz, göktaşları gibi atıklardan oluşan bir halka bulundurabilirler. Bu halkalar yıldızın ışığını emerek yaydıkları kızılötesi ışınlardan tanınır ve tespit edilirler. Bazı gezegenlerin varlıkları, bu kızılötesi ışınımlar gözlemlenerek anlaşılabilir. Bu yöntem bir gezegenin varlığını tespit etmede birincil bir yöntem olmasa da varlığının doğrulanmasına bir araç olarak kullanılabilir.

Astrometri, gezegen ve yıldız arasındaki kütleçekimi mekaniğine dayalı bir tespit yöntemidir.

Astrometri: Astrometri yöntemi bir yıldızın konumunun kesin olarak ölçülmesine ve bu yıldızın çevresinde bir gezegen var ise bu gezegenin dönüşü sırasında kütleçekiminden dolayı yıldızın konumunu bir miktar değiştireceği ilkesine dayanan bir yöntemdir. Bu yöntem gezegenlerin keşfinde çok sağlıklı sonuçlar vermez; zira hayalkırıklığı yaratan ilk keşifler de astrometrik gözlemlere dayanıyordu, ancak astrometri varlığı kesin olarak tespit edilmiş gezegenlerin kinematik özelliklerinin anlaşılmasında ve varlıklarının doğrulanmasında önem kazanır.

Gezegenin Evreleri: Keskin bir tespit yöntemi olmamakla birlikte iki gezegenin keşfinde ana yöntem olmuştur. Gezegenler de yıldızlar çevresinde dönerlerken konumlarına göre tıpkı ayın evrelerinde olduğu gibi evrelere sahip olurlar. Bugünkü teleskoplarımız bu evreleri kesin olarak tespit edemeseler de yıldızlan alınan ışınlardaki değişimler ve oluşan kombinasyonlar gezegenler hakkında fikir verir.

Polarimetre: Olası bir tespit yöntemi olan polarimetre ile henüz hiç gezegen keşfedilmemiştir ama yeri gelmişken teorisinden bahsedelim: Yıldızlardan gelen ışıklar düzensiz ve polarize edilmemiştir, ancak bu ışıklar bir gezegenin atmosferinden geçerek geldikleri zaman atmosferdeki moleküller sebebiyle polarize olurlar. Polarimetre yoluyla gezegenlerin keşfedilebileceği düşünülmektedir.

Fikri bir devrim!

Uzay canlılar için hiç de uygun bir boşluk değildir. Boşluğun bulunmadığı yerde de büyük ölçüde, şiddetli patlamaların meydana geldiği yıldızlar bulunur. Gezegenler, korkunç büyüklükteki uzayda, canlıların sığınabileceği nadir, ender bulunur güvenli limanlardır. Görece evrenin çok ama çok küçük bir hacmini kaplamaktadırlar. Tüm uzayı düşündüğünüz zaman canlıların var olabileceği ve yaşayabileceği alanların oranı, bir anlam ifade etmeyecek kadar küçüktür.

Şimdilik üzerinde canlı varlıkların yaşadığını bildiğimiz tek gezegen Dünya gezegeni. Belki de bu yüzden insanlığın kainatı anlamaya başladığı ilk andan bu yana Dünya’nın kainatta özellikli bir konuma sahip olduğu,başka bir gezegen olmadığı ve canlıların da sadece burada var olabileceği düşünüldü. Dünya’nın ayrıcalıklı konumu olduğuna karşı düşüncelerin her çağda can aldığını ya da sahiplerine acılar çektirdiklerini biliyoruz. Galileo ve Bruno bunun en bilinen örnekleri. Felsefe’nin altın çağında, Antik Yunan’da dahi bu görüşlerinden dolayı acı çeken filozoflar biliyoruz. Fakat bu inanç, önce kendi sistemimizdeki gezegenlerin varlığının anlaşılmasıyla, daha sonra da diğer yıldızlardaki gezegen sistemlerinin keşfiyle ciddi sarsıntıya uğradı. 1992 yılından bu yana 778 adet gezegen keşfedildi! Hatta Kepler 22b’nin keşfiyle, Dünya’ya ölçü ve özellik bakımından benzer gezegenlerin varlığı da keşfedildi ki, bu keşif başka gezegenlerin hayat barındırabileceği ihtimalini destekleyen önemli bir bulgu.

Keşfedilmiş ve daha keşfedilmemiş pek çok gezegenin muhtemelen bir kısmı Dünya’ya çok benziyor. Hatta bir kısmı Dünya’dan çok daha güzel manzaralara, dağlara, taşlara, yaylalara bile sahip olabilir. Artık bilimkurgu filmlerinde hayal edildiği ve arzulandığı gibi, bir ikili yıldız sistemine dahil olan, günde iki kez günbatımı manzarası veren gezegenler bile bulunduğunu biliyoruz. Biliyoruz ki, güneş de anakol yıldızlarından herhangi bir tanesidir ve daha onun gibi nice yıldız ve o yıldızlar çevresinde nice gezegenler var. Güneş sistemimizde olduğu gibi pek çok gezegen, evrende kendi yıldızlarının çevresinde milyarlaca yıldır dönüp durmaktadır.

Bu, ümit demektir. Bu hem evrendeki derin yalnızlığımızın geçerli olmadığı, hem de eğer ki yerküremiz bir felaketle karşılaşır ise, ve teknolojimiz de buna müsait olursa, başka gezegenlere göç etme deneyimini yaşayabileceğimiz anlamına gelmektedir.

Aslına bakarsanız bu adım, insan medeniyetinin en önemli adımlarından birisidir ve fikirlerde gerçekleşmiş bir devrimdir. Geçmişte insanın coğrafi keşifler gerçekleştirmesi ve en büyük atılımlarını da bu keşiflerden sonra yapmış olduğu gibi; biz de sıradaki büyük adımları bu keşifleri takiben atacak olabiliriz. Hele ki bir gün, evren denen sonsuzlukta bizden başka canlıların olduğunu öğrenirsek, ve hatta bir gün bu gezegenlerden birinde doğal olmayacak kadar anormal, gelişmiş bir uygarlığa ait bir mesaj keşfedersek, bu burnu büyüklüğümüzün ve kibrimizin de sonu olacaktır.

Yazımıza son verirken, daha önce Açık Bilim ekibi olarak hazırladığımız, bu konuda yazılmış en güzel metinlerden birini, Carl Sagan’ın “Soluk Mavi Nokta”sını da paylaşmak isteriz.

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=cqJQMPryBcY&w=480&h=360]

(Dış gezegenlerle ilgili başlatmış olduğumuz bu yazı dizisinin sıradaki bölümünde, bugüne dek yapılmış kaydadeğer gezegenlerden bahsedecek, bu gezegenlerin en küçüğünden en büyüğüne, özellik ve ebat olarak nasıl sıralandıklarını belirteceğim. Önümüzdeki sayıda görüşmek üzere.)

Açık Bilim, Temmuz 2012http://www.acikbilim.com/2012/07/dosyalar/uzak-gezegenler-1-ordaaa-bir-gezegen-var-uzakta.html

Kaynaklar ve Notlar:

(1) http://archive.stsci.edu/prepds/kepler_hlsp/
(2) Wikipedia ilgili makaleler
(3) The Extrasolar Planets Encyclopedia, http://exoplanet.eu/
(4) NASA, Kepler Programı – http://kepler.nasa.gov/