Gönderen: tkececi | 2010/04/23

Astronomi Günlüğü: Güneş dışı gezegen nasıl bulunur?


Astronomi ve Uzay Bilimi, genel olarak hemen pek çok kişinin merak ettiği, ama gene pekçok kişinin de hakkında nerdeyse hiç bilgi sahibi olmadığı özel bir bir alandır. Öyle ki, yaygın yanlış bir inanış olarak Astroloji ile denk sayılmakta ve bilimin aslının nasıl çalıştığı hakkında pek kafa yorulmamaktadır.

Astronomi, diğer bilim dallarıyla karşılaştırıldığında, araştırma alanı en geniş ama inceleme aracı en kısır olan tek bilimdir. Astronomi, sonsuz denecek kadar geniş bir alanı, sadece ışık ile araştırma yapmak zorunda kalan ilginç bir alandır.

Astronomik incemeleye dair NTVBilim sitesinde oldukça detaylı ve başarılı bir çalışma yayınlandı. Faydalı olması dileğiyle sizlere paylaşmak istedik:


Doğrudan gözlenemeyen gezegenler, başarıyla uygulanan dolaylı yöntemler sayesinde gezegen avcılarının ağına takılıyorlar.

Raşit GÜRDİLEK
ntvmsnbc
Güncelleme: 15:11 TSİ 16 Nisan. 2010 Cuma

Bundan 15 yıl öncesine kadar evrende tek tük bulunduğuna inanılan gezegenler, Güneş’in görece çok yakınlarında bile yüzlercesiyle ortaya çıkmaya başladı. Ancak bunların çoğu Jüpiter kütlesinde ya da daha büyük olsa da, yine de yıldızlarına göre çok küçük, kendileri ışık yaymıyor, yansıttıkları ışık da yıldızların kör edici parlaklıktaki ışığı içinde kayboluyor.

Ama tüm bunlar, kendilerini Güneş-dışı dünyaları arayan gökbilimcileri durduramıyor. Gezegen avcıları, şimdiye kadar belirlenen 450’nin üzerinde gezegeni ortaya çıkarmak için farklı yöntemlerden yararlandılar.

Bu yöntemlerden bazıları, keşfedilen gezegenlerin özelliklerini de ortaya koyuyor.

RADYAL HIZ YÖNTEMİ
Uzayda kütleçekimiyle bağlı iki cisim, ortak bir kütleçekim merkezinin etrafında dolanır. Yani gezegen yıldızın çevresinde dolanmaz, yıldız ve gezegen birbirlerinin çevresinde dolanırlar. Ama yıldızın kütlesi çevresindeki gezegen ya da gezegenlerden çok daha büyük olduğundan, bu ortak kütleçekim merkezi, yıldızın çapının içinde bir noktada kalır. Sonuçta yıldız da kendi içindeki bu ortak kütleçekim merkezi etrafında çok küçük çaplı da olsa bir yörüngeye sahiptir. Bunun somut etkisi, yıldızın hareketinde döngüsel bir “yalpa”. Bu yalpa bizim görüş yönümüzdeyse, yıldız gözlemciye göre düzenli aralıklarla hafifçe yaklaşıp uzaklaşır. Bu da, Doppler etkisi denen bir süreçle yıldızın saçtığı ışığın tayfında küçük değişimlere yol açar. Yıldız bize yaklaşırken, ışığının tayfı daha kısa dalga boylarına, maviye doğru kayar. Bizden uzaklaştığındaysa daha uzun dalga boylarına, yani tayfın kırmızı bölgesine doğru kayar. İşte çok duyarlı algılayıcılarla yıldızın ışığındaki bu düzenli “kaymaları” saptayan gökbilimciler, bir gezegenin varlığını belirlerler. Spektrometre (tayfölçer) denen bu aygıtların en gelişkinleri, saniyede 1 metre ölçeğindeki hız değişimlerini bile saptayabiliyor.

Şimdiye kadar keşfedilen gezegenlerin büyük bölümü bu yöntemle belirlendi.

Ancak yöntem en etkili biçimde Güneş’ten yalnızca 160 ışıkyılına (1 ışıkyılı, ışığın boşlukta bir yılda aldığı yol, yaklaşık 10 trilyon km) kadar uzaklıktaki yıldızların incelenmesinde kullanılabiliyor.

Bu yöntemle yıldızlarına yakın yörüngelerde dolanan büyük kütleli gezegenler (dev Jüpiterler) kolayca bulunabiliyor; ama uzaktakilerin belirlenebilmesi için yıllar boyu süren gözlemler gerekiyor.

Bir yıldızın kütlesi, yüzeyinden yaydığı ışığın tayfından belirlenebiliyor. Çünkü yaydığı ışığın rengi, yüzeyinin sıcaklığının bir türevi Yıldız oluşumu ve gelişmesiyle ilgili kuramsal modeller de yıldızın sıcaklığından, kütlesi, yaşı ve kimyasal içeriğinin hesaplanmasına olanak veriyor. Yıldızın kütlesi bilinince, gezegeninin yol açtığı yalpanın değeri de gezegenin kütlesinin hesaplanabilmesini sağlıyor.

ASTROMETRİ YÖNTEMİ
Peki yıldızın yalpası bize doğru değil de yanlara doğruysa?

Bu durumda gökbilimcilere düşen, izlenen yıldızın gerisinde ve yakınlarında sabit bir “referans” yıldız belirlemek. Bir gezegenin varlığına işaret eden yalpa, hedef yıldızın referans yıldıza düzenli olarak yaklaşıp uzaklaşmasıyla belirlenir ve derecesi ölçülür. Yine de yıldızın konumundaki değişim öylesine ufak oluyor ki, yeryüzündeki en gelişkin teleskoplarla bile yeterince duyarlı ölçümler yapılamıyor. Bu kısıtlara karşılık astrometri, yönteminin potansiyel bir avantajı, özellikle uzak yörüngelerde dolanan gezegenlerin belirlenmesi için elverişli olması. Ne var ki, yıldızlarından astrometri yöntemiyle saptanabilecek kadar uzak yörüngelerde dolanan yıldızlar, bir yörünge turunu çok uzun zamanlarda tamamlayabildiklerinden, yıllar, hatta on yıllar süren gözlemler gerekiyor.

Astronometri yöntemi

GEÇİŞ (TRANSİT) YÖNTEMİ
Önünden geçen bir gezegen, izlenen yıldızın ışığında azalmaya neden olur. Duyarlı ölçümlerle yıldızın ışığındaki döngüsel azalmalar incelenerek, çevresinde dolanan bir gezegenin varlığı belirlenebilir. Bu yöntemin, radyal hız ve astrometri yöntemlerine kıyasla avantajı, gezegenin büyüklüğünü (çapını) ortaya koyması. Bu, önemli bir parametre. Şöyle ki, büyüklük, radyal hız yöntemiyle belirlenen kütleyle bir arada ele alınınca gezegenin yoğunluğu belirlenebiliyor ve dolayısıyla da fiziki yapısı (kayalık mı, gaz devi mi, okyanusla mı kaplı vb.) hakkında bilgiler edinilebiliyor.

Yöntem, gezegenin atmosferindeki gazlar ve bileşimleri hakkında bilgiler de sağlayabiliyor. Gezegen, yıldızının önünden geçerken atmosferindeki gazlar, yıldızdan gelen ışığın tayfındaki çizgilerden bazılarını soğuruyor. Yıldızın ışığındaki bu soğrulma çizgilerinin yeri ve kalınlığı, gezegenin atmosferindeki gazlarla derişimlerini ortaya koyuyor. Ayrıca gezegen atmosferinden geçen ya da atmosferin üstünden yansıyan yıldız ışığının kutuplanması ölçülerek de bir gezegen atmosferinin (dolayısıyla da gezegenin) varlığı belirlenebilir.

Ek bir avantaj da, gezegenin ışınımının ölçülebilmesi. İkincil örtüş (gezegenin yıldızın arkasına geçtiği durum) sırasında yıldızın parlaklık değeri, ikincil örtüş öncesi ya da sonrası değerden çıkarılacak olursa, elde yalnızca gezegenden gelen değer kalır. Böyle olunca da gezegenin yüzey sıcaklığı, hatta üzerinde bulut oluşumunun olası izleri belirlenebiliyor.

Fransız Uzay Ajansı’nın geçiş yöntemiyle Dünya’dan birkaç kat büyük gezegenler bulmak üzere duyarlı gözlemler yapması için uzaya gönderdiği COROT aracı da yeni gezegenler keşfetti. NASA’nın 2009’da fırlattığı Kepler aracı da Kuğu Takımyıldızı bölgesinde Dünya-benzeri gezegenleri arıyor. Kepler’in gözlem araçları, Dünya benzeri gezegenleri de saptayabilecek kadar duyarlı olacak.

ATARCA KRONOMETRESİ YÖNTEMİ
Atarca, özel bir nötron yıldızı çeşidi. Nötron yıldızları, dev yıldızların kısa ömürlerini noktalayan süpernova patlamalarının bir ürünü. Dev yıldızın merkezi daha fazla enerji üretemeyip kendi üzerine çöküyor ve oluşan şok dalgası yıldızın dış katmanlarını süpernova patlamasıyla uzaya savuruyor. Yaklaşık 1,5 Güneş kütlesindeki merkez de öylesine sıkışıyor ki, 12-20 kilometre çapında (orta büyüklükteki bir kent çapı) bir küre haline geliyor.

Çöküş süreci yıldızın kendi ekseni etrafındaki dönüşünü öylesine hızlandırıyor ki, ortaya çıkan nötron yıldızı kendi çevresindeki bir turunu artık milisaniye düzeylerinde tamamlıyor. Bu dönüş, en hassas kronometrelerden bile düzgün bir periyotla oluyor. Nötron yıldızları, aynı zamanda çok güçlü manyetik alanlara sahipler. Bazılarının gücü, dünyanınkinden trilyonlarca, hatta katrilyonlarca kez güçlü olabiliyor. Nötron yıldızları, bu manyetik alanların kutuplarından çok güçlü radyo ışınımı yayıyorlar. Böyle radyo ışınımı yapan nötron yıldızlarına atarca (pulsar) deniyor. Nedeni, genelde manyetik kutupların ekseninin çoğu kez yıldızın dönüş ekseninden ayrı konumda olması (tıpkı Dünyamızdaki manyetik kutup ve coğrafi kutbun örtüşmüyor olması gibi). Böyle olunca da manyetik kutup, nötron yıldızının dönüşüyle coğrafi kutup etrafında bir daire çiziyor. Bu dairenin bir noktası da Dünyamızın yüzeyindeki güçlü radyoteleskoplardan birinin görüş çizgisine girdiğinde, dairenin o noktasından çok düzgün aralıklarla tekrarlayan radyo atımları (pulse) alınıyor. Son derece düzgün olan bu aralıklardaki küçük değişimlerin incelenmesiyle gezegen ya da gezegenlerin varlığı ve kütleleri belirlenebilir.

Bu yöntem öylesine duyarlı ki, Dünya’nınkinin onda biri kadar kütleye sahip gezegenlerin bile saptanmasına elverişli. 1992 yılında PSR 1257+12 adlı atarcanın çevresinde bu yöntemle gezegenler belirlendi.

DEVAMI: MASKELEME (OPTİK MÜDAHALE) YÖNTEMİ, YILDIZ ÇEVRESİNDEKİ DİSKLER, YOLDAKİ YÖNTEMLER

Kaynak:

http://www.ntvmsnbc.com/id/25082839/page/2/


Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Connecting to %s

Kategoriler

%d blogcu bunu beğendi: