gokyuzu.org

gokyuzu.org

ODTÜ Amatör Astronomi Topluluğu Web Sayfası

Menu
Menu
Menu

Yıldız Sistemleri ve Ötegezegenler

Ötegezegenler Tutulma Yöntemi ile Nasıl Gözlemlenir?

yazar

Güneş Sistemi Dışındaki Gezegenler Nasıl Gözlemleniyor?

Bundan 30 yıl öncesine kadar, keşfettiğimiz gezegenlerin hepsi yalnızca kendi güneşimiz çevresinde dolanıyorlardı. Ancak gezegen yalnızca Güneş’e ait bir cisim olamazdı. Samanyolu Gök adasında mutlaka bir yerlerde başka gezegenler, hatta o gezegenlerin bazılarında yaşam bile olmalıydı diye düşünmüştü bilim insanları. Henüz Dünya dışı bir yaşam bulamasak da evrenin başka gezegenler ile dolu olduğunu keşfettik yıllar içerisinde. Peki bunu nasıl başardık?

Güneş Sistemi Dışı Yıldız Avcılığı

Uzay teleskopları… Bu devrim yaratan cihazlar Dünya’nın atmosferinden kaynaklanan kirlilikten uzak olduğu için olağanüstü tutarlılıkta gözlemler yapabilmektedir. Bizlerin Güneş Sistemi’nin dışındaki diğer yıldızları tam tutarlılıkla içlerindeki materyale kadar görebilmemizi sağlayan yine bu robot dostlarımızdır. Yıldızın yansıttığı ışık tayfı sahip olduğu materyaller hakkında bizlere bilgi verir. (Kırmızı renk ışık tayfının demiri yansıtması gibi) Spektrometre adı verilen cihaz yardımıyla yıldızın gönderdiği ışığın renk oranınına bakılır ve buradan yola çıkarak yıldızın barındırdığı elementler ölçülür. Bu işlem Dünya’daki cisimlere Isaac Newton tarafından ilk defa ışığın bir prizma içinden geçirerek uygulanıyor. Ancak profesyonel anlamda spektroskopiyi astrofiziğe kazandıran kişi Dünya’daki ilk kadın astrofizikçilerden biri olan Cecilia Payne-Gaposckin’dir. Gaposckin, bu yöntem sayesinde yıldızların tamamının Helyum ve Hidrojen atomlarından oluştuğunu kanıtlamıştır.

Artık 21. Yüzyılda gökbilimcilerin kendi imkanlarıyla teleskop oluşturup kullandığı devirler sona erdi. Şu anda Dünya yüzeyinde de Dünya dışında devasa insansız teleskoplar var. Bu teleskoplar bir bakıma günümüzün kaşifleri ve bilim insanları bu kaşiflerin bizlere sunduğu verileri değerlendiren bir role büründüler. Bilim ve teknolojinin bu güzel ilişkisi de bizlere müthiş bir çocuk armağan etti: Güneş Sistemi dışındaki gezegenler, yani exoplanets….

Özellikle Kepler Uzay Gözlemevi’nin bizlere sunduğu gözlemler bizleri şok etti. Diğer yıldızların gezegenlerini görebiliyorduk ve onlardan gelen ışınları spektroskop ile ayırdığımızda içindeki elementleri de görebilmiştik. Birçoğundan mavi ve sarı ışınlar gelmişti. Sıvı halde su bulunduruyorlardı! Bu devrimin hemen ardından astrofizikçiler bu gezegenlerin boyutlarını ölçmeye koyuldular. Bunu yapmak için gezegenin, kendi Güneş’inin etrafında dolanmasını beklediler.

NASA’nın Carl Sagan Dünya Dışı Gezegen Araştırma Enstitüsü üyesi ve Washington Üniversitesi Öğretim Görevlisi Sarah Ballard yönetimindeki araştırma ekibi, tüm bu yöntemleri kullanarak Güneş Dışındaki gezegenlerin barındırdıkları elementleri ve boyutlarını araştırıp katalogluyor.

İnsanlık içinde bulunduğu yalnızlıktan kurtuluyor, yalnızca kendi galaksimizin kolundaki yıldızları bile araştırdığımızda yüzden fazla Dünya benzeri (Sıvı halde su barındıran, Oksijeni olan) gezegenler buluyoruz. Bu araştırmalarımız, o gezegenlere ulaşacak bir teknoloji keşfettiğimiz zaman tam anlamıyla sonuçlanacak. “Şimdi yalnızca kozmik okyanusta ayaklarımızı gezdiriyoruz.” demişti Carl Sagan. Yaşam, yaşamı aramaya devam edecek.

kaynak: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2014/18aug_sizeup/

Bu yazı, Uzay Çobanları Dergisi’nde Haziran-Temmuz-Ağustos 2014 sayısında yayımlanmıştır

Türk Bilim İnsanları İlk Kez Bir Ötegezegen Keşfetti!

yazar

Ankara ve Ege Üniversitesi’nden dört bilim insanı Rus ve Japon bilim insanlarıyla ortak yürüttükleri 10 yıllık bir çalışmanın sonunda, 212 ışık yılı uzaklıkta Jüpiter’in 1.5 katı  çapa sahip olan bir ötegezegen keşfettiklerini duyurdular. Bu keşif, Türk bilim tarihinde  keşfedilen ilk ötegezegen oldu.  Ankara Üniversitesi’nden Mesut Yılmaz’ın baş yazar olduğu makalede, Ege Üniversitesi Uzay Bilimleri Bölümünden Varol Keskin, Ankara Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümünden Selim Osman Selam ve doktora öğrencisi İbrahim Özavcı da bulunuyor.

TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi’nde yer alan 1.5 metre çaplı Rus-Türk teleskobu ile Japonya Okayama Gözlemevi’nde bulunan bir teleskop kullanıldı. TÜBİTAK tarafından desteklenen bu çalışmada yapılan analizlerin sonucunda gözlenen bu yıldızın hareketindeki değişimi incelediklerinde, kaynağın Jüpiter’e çok benzeyen bir gezegen olduğu ortaya çıktı. Jüpiter’den 1.5 kat daha büyük boyutlara sahip olan bu gezegen, yıldızı etrafındaki turunu neredeyse 365 günlük bir sürede  tamamlıyor. Yıldızına olan uzaklığı ise 1 astronomik birim( Dünya ile Güneş arasındaki uzaklığa verilen isim, 149,5 milyon km).

Mesut Yılmaz, 212 ışık yılı uzaklıkta bulunan  bu gezegene “Türk” ismini koymak istediklerini, bununla ilgili bir oylama yapabileceklerini belirtti. “Bildiğim kadarıyla Japonya, ABD, Fransa ve Kanada, keşfettikleri ilk gezegene bir isim verdiler. Bizde de neden olmasın? “Benim “Türk”, “Türk1” ve “Atatürk” isimleri aklımda geçti.” ifadelerini kullandı.

Kaynak:

1- http://aa.com.tr/tr/vg/video-galeri/turk-bilim-insanlari-ilk-kez-bir-gezegen-kesfetti

2-  http://www.ntv.com.tr/teknoloji/turk-bilim-insanlari-ilk-kez-bir-gezegen-kesfetti,OESjCo-Jr0S8Cx2Epp0qEQ

Yazan: İlkcan Erdem

Astronomlar Bilinen En Küçük Yıldızı Keşfetti !

yazar

Cambridge Üniversitesi’nde görevli astronomlar tarafından ölçülen en küçük yıldız keşfedildi. Boyut olarak Satürn’den çok az bir farkı bulunsa da, kütleçekimsel kuvveti Dünya’daki bir insanın hissetiği kuvvetten 300 kat daha güçlüdür.

Bu yıldız muhtemelen yıldızların oluşabileceği bir büyüklükte çünkü Hidrojen’i Helyum’a dönüştürecek nükleer füzyon için yeterli kütleye sahip. Eğer birazcık daha küçük olsaydı yıldızın merkezindeki basınç bu süreci devam ettirmeye yeterli olmayacaktı. Hidrojen füzyonu aynı zamanda Güneş’in ışıma gücünü sağlayan bir olaydır ve biz bu mekanizmayı Dünya’da bir enerji kaynağı olarak da kullanmaktayız.

Bu küçük yıldızlar Trappist-1gibi Dünya benzeri gezegenlerin olduğu yıldız sistemlerinin tespiti için de en iyi adaylardan biri.

 EBLM J0555-57Abolarak adlandırılan bu yıldızın Dünya’dan 600 ışık yılı uzaklıkta yer aldığı  tespit edildi.  Çift yıldız sisteminin bir parçası olan yıldız kendisinden daha büyük olan ”arkadaşının” önünden geçerken tespit edildi, ki bu method normalde yıldızların değil gezegenlerin tespitinde kullanılmaktadır. (Bkz: Kütleçekimsel Mercekleme Yöntemi) Bu konunun detayları Astronomy&Astrophysics  isimli dergide yayınlanacak.

Cambridge Cavendish Laboratuvarı ve Astronomi Enstitüsü‘nde yüksek lisans yapan ve çalışmanın baş yazarı olan Alexander Boetticher ”Bu çalışma bize yıldızların ne kadar küçük olabileceğini gösterdi” dedi ve ekledi: Bu yıldızın kütlesi biraz daha düşük olsaydı, çekirdeğindeki hidrojen füzyon reaksiyonu gerçekleşemezdi ve yıldız bunun yerine kahverengi bir cüce haline dönüşürdü.

EBLM J0555-57Ab, gezegen bulma projesi olan ve  Keele, Warwick, Leicester and St Andrews Üniversiteleri‘nce yürütülen WASP isimli çalışma ile keşfedildi.  EBLM J0555-57Ab, arkadaşı olan yıldızın önünden geçerken (çift yıldız tutulması) tespit edildi. Ana yıldız bu geçişte periyodik olarak karardı, ki bu onun yörüngesinde olan bir yıldızın imzasıydı. Bu olay sayesinde astronomlar cisimlerin kütleleri ve boyutlarını ölçebilmektedir, bu olayda ölçtükleri cisim küçük bir yıldızdı. EBLM J0555-57Ab’in kütlesi , CORALIE spektrografisinin verilerini kullanarak, Doppler, wobble yöntemi ile ölçüldü.

Von Boetticher: ”Bu yıldız,  bilinen diğer birçok gaz devi olan ötegezegenden daha ufak ve daha soğuk. Yıldızlararası fiziğin en etkileyici yanlarından biri, bu tür küçük yıldızların kütlesini ölçmek diğer büyük gezegenlere göre daha zordur. Neyse ki ötegezegen araştırmalarımızda bu tars çift yıldız sitemlerinde böyle küçük yıldızları keşfedebiliyoruz. Şaşırtıcı gelebilir ama yıldız bulmak bizi gezegen bulmaktan daha çok zorluyor” dedi.

Bu yeni ölçülen yıldız, TRAPPIST-1 için mevcut tahminle karşılaştırılabilir bir kütleye sahiptir; ancak, yarıçapı yaklaşık% 30 daha küçüktür. Cambridge Astronomi Enstitüsü^nün kıdemli araştırmacısı olan yazar Amaury Triaud, ”En küçük yıldızlar, Dünya benzeri gezegenlerin keşfi için en uygun koşulları sağlıyor. Bir ötegezegeni anlamak için önce yıldızını anlamak gerek, bu en temel şeylerden biri “diyor.

Evrende  çok sayıda yıldız olmasına rağmen, Güneş’in % 20’sinden daha küçük boyutta ve kütlede olan yıldızlar, düşük boyutları ve parlaklıkları nedeniyle algılanmaları zor olduğundan çok net anlaşılamamıştır. Bu çalışmada yıldızların anlaşılmasında kullanılan EBLM projesi bu bilginin açığa çıkarılmasını hedefliyor. Cambridge’in Cavendish Laboratuvarı’nın ortak yazarı Prof. Didier Queloz, “EBLM projesi sayesinde var olan yaygın yıldızların çevresindeki gezegenlerin , TRAPPIST-1’in etrafında dönen gezegenleri anladığımız gibi  anlayacağız” dedi.

Kaynak: https://phys.org/news/2017-07-smallest-ever-star-astronomers.html

İleri Okuma:Alexander von Boetticher et al. ‘A Saturn-size low-mass star at the hydrogen-burning limit.’ Astronomy & Astrophysics (2017). arXiv:  arxiv.org/abs/1706.08781

Çeviri: İlkcan Erdem

Görmek İnanmaktır

yazar

Bundan 13 yıl önce, 2004’te Erboğa Takımyıldızı’nda 2M1207 yıldızının yörüngesinde bulunan 2M1207b Ötegezegeni’nin keşfiyle Güneş Sistemi’nin dışındaki gezegenlerin(ötegezegenler) yıldızlarına olan küçük etkileri gözlemlenerek(transit fotometri) dolaylı yöntemler ile değil; direkt olarak da gözlemlenebildiği bir çağa girmiş bulunuyoruz.

Resim-1: 2M1207b gezegeninin (kırmızı) 2M1207 yıldızı (mavi) ile birlikte kızılötesi fotoğrafı.

Gezegenler yıldızlar gibi birer ışık kaynağı değildirler ve ancak kendi üstlerine gelen ışığı yansıtabilirler bu sebeple ve yıldızlara göre çok daha küçük cisimler olmalarından dolayı onlardan gelen ışık yıldızın parıltısı içinde kaybolup gider ve ayırt edilemez hale gelir. Dolayısıyla genel olarak gezegenleri ayırt edebilmek oldukça zordur. Ancak yıldız sistemi bize yaklaştıkça ve söz konusu gezegenin boyutu ile kendi yıldızıyla olan mesafesi arttıkça gözlem yapmak nispeten daha kolay olmaktadır. Bir cismi direkt olarak görebilmek dolaylı olarak görmekten çok daha tatmin edici olduğu için gözlem açısından apayrı bakış açıları kazandırmasının yanı sıra bu teknik bilim insanlarına gözlenen gezegen hakkında oldukça değerli bilgiler elde edebilme imkanı sunuyor. Ancak bu avantajların yanı sıra bu tekniğin dezavantajı sadece belli koşullar altında işleyebiliyor olmasıdır ve bu da haliyle büyük ölçekli çalışmalarda sınırlayıcı bir faktör haline geliyor.

2004 yılından bugüne kadar direkt gözlem tekniğiyle 20’den fazla ötegezegen keşfedilmiştir. Bunlar arasında en çok dikkat çekenler, keşfedilen ilk 10 gezegenin içerisinde olmalarıyla beraber aynı yıldız sisteminde bulunan tek ötegezegenler olma niteliği taşıyan HR 8799 b, c, d, e gezegenleridir.

İlk üç gezegen (b, c, d) 2008 yılında Herzberg Astrofizik Enstitüsü’nden Christian Marois ve ekibi tarafından (Bu üç gezegen 1998 yılında Hubble Uzay Teleskobu’nun NICMOS cihazı tarafından fotoğraflanmıştı ancak sadece daha sonra keşfedilen bir ek işlem sayesinde görülebilir oldukları için o tarihte açıklanmamıştı);  dördüncü gezegen ise (yıldıza en yakın konumda, yaklaşık 15 Astronomik Birim uzaklıkta) aynı ekip tarafından 2010 yılında Hawaii’deki Keck ve Gemini teleskopları yardımı ile keşfedildi.

Resim-2: Hubble tarafından çekilen fotoğrafta HR8799 yıldızı ve işlem gördükten sonra görünen gezegenleri.

Bu dört gezegenin hepsi gaz devi olmakla beraber kütleleri 7 ile 10 Jüpiter Kütlesi arasında, boyutları ise Jüpiter’in 1.2 ile 1.3 katı arasında değişmektedir yani birbirlerine oldukça benzemektedirler. Kütlelerinin oldukça büyük olmasından ötürü bu gezegenlerin birbirlerine olan mesafeleri de oldukça büyük, ayrıca sistemin stabil olup olmadığı da bilinmiyor yani yıllar sonra bu gezegenlerden biri diğerinin yanından ayrılıp bir “kaçak gezegen” olabilir.

Resim-3: Yetişkin bir insandan daha küçük boyutlu bir teleskobun, bir ötegezegenin direkt olarak fotoğraflanmasında ilk kez kullanılması özelliğini taşıyan ve HR8799 yıldızı ile beraber 3 gezegenini gösteren bir fotoğraf.

Bu gaz devlerinin yörüngesinde bulunduğu yıldız Pegasus Takımyıldızı’nda, bize 129 ışık yılı mesafede bulunan ve ~30 milyon yaşındaki yani nispeten genç bir yıldız olan HR 8799 yıldızıdır. Bu yıldız 1.5 Güneş Kütlesi’ne sahiptir ve parlaklığı Güneş’in 4.9 katıdır. Ayrıca bu yıldız tesadüfi olarak 1995 yılında ilk ötegezegenin keşfedildiği 51 Pegasi yıldızına oldukça yakındır.

Berkeley NExSS (Nexus for Exoplanet System Science) grubunun lideri James Graham’a göre bu sistemin oldukça ilginç ve kimisi bizim Güneş Sistemi’mize benzer bazı özellikleri var. Bunlardan bir tanesi gezegenlerin yörünge periyotlarının birbirlerine 1:2:4:8 sayıları ile orantılı olmasıdır, tıpkı Jüpiter’in Galilei uydularında olduğu gibi. (1:2:4 sırası ile Io, Europa ve Ganymede için geçerlidir ancak Callisto için böyle bir durum yoktur.)

Yine aynı gruptan (Berkeley NExSS) bir yüksek lisans öğrencisi olan Jason Wang yörünge rezonansı adı verilen bu olaydan ilham alarak 7 yıllık bir süre boyunca gezegenlerin dansını gösteren bir video hazırlama çalışması yürütmüş. Böyle bir video hazırlayabilmek için bu gezegenleri keşfeden isim olan Christian Marois Hawaii’deki 10 metrelik Keck teleskobundan alınan 7 yıllık veriyi 7 film karesi haline getirdi. Daha sonra Jason Wang’ın Beta Pictoris b gezegeni için yaptığı benzer bir projede kullanılan algoritma ile bu 7 kare 100 kareden oluşan akıcı bir video haline getirildi. “Motion Interpolation” adı verilen bu yöntemle gözlemler arasındaki zaman farkından dolayı görünen boşluklar gezegenin katettiği yol tahmin edilerek kapatılıyor böylece gezegenin 1 ay boyunca katettiği yolun bir yerden bir yere atlıyormuş gibi görünmesini engelliyor. 7 yıl gibi bir süre boyunca gözlem yapılmasına rağmen gezegenlerin yıldıza yakından uzağa doğru sırayla 49 yıl, 112 yıl, 225 yıl ve 450 yıl gibi oldukça uzun yörüngesel periyotları olduğu için videoda yörüngelerin ancak küçük bir kısmı görülebiliyor.

Resim-4: HR 8779 yıldızı ve dört gezegeni. Resmin ortasındaki siyah kısım gözlem esnasında yıldızın kendi ışığını kapatarak gezegenlerin görülebilmesini sağlıyor.

Bu kadar uzaktaki gökcisimlerinin bir nokta olarak bile olsa direkt olarak gözlemlenebildiğini bilmek oldukça etkileyici görünüyor. Şu an için sadece bir hayal bile olsa belki ileride gelişen gözlem teknikleri sayesinde ötegezegenlerdeki bulutları, denizleri bile görebiliriz.

Kaynaklar:

https://en.wikipedia.org/wiki/Methods_of_detecting_exoplanets#Direct_imaging

http://www.planetary.org/explore/space-topics/exoplanets/direct-imaging.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Fomalhaut_b#cite_note-Kalas2008-2

https://en.wikipedia.org/wiki/2M1207b#Discovery_and_identification

http://www.manyworlds.space

https://phys.org/news/2017-01-four-planet-imaged-motion.html

https://arxiv.org/abs/0902.3247https://en.wikipedia.org/wiki/HR_8799

Yazan: Alper Karasuer