ESO - Avrupa Güney Gözlemevi (European Southern Observatory)

Yıldızların Etrafındaki Gezegenler İstisnadan Çok Kural

Gezegenler heryerde.(Planets everywhere.)

Aralarında Avrupa Güney Gözlemevi’nden (ESO) 3 gökbilimcinin de bulunduğu uluslararası bir grup, Samanyolu gökadasında gezegenlerin ne kadar yaygın olduğunu ölçmek için kütleçekimsel mikromercekleme tekniği adı verilen bir yöntem kullandı. Milyonlarca yıldız taramasının yapıldığı 6 yıllık bir araştırmadan sonra grup, yıldızların etrafındaki gezegenlerin varlığının istisnadan çok bir kural olduğu sonucuna vardı.

Geçtiğimiz 16 yıl içinde, gökbilimciler 700’den fazla ötegezegen tesbit etti [1] ve bu gezegenlerin tayflarını (ESO1002) ve atmosferlerini (ESO1047) araştırmaya başladı. Her bir ötegezegenin kendi özelliklerini çalışmak inkar edilemeyecek kadar değerli iken, geride çok daha temel bir soru kalmaktaydı: Samanyolu içerisinde gezegenlerin varlığı ne kadar olağan?

Bilinen pek çok ötegezegen ya gezegenin yıldızına uyguladığı kütleçekimsel etkinin saptanmasıyla ya da gezegenin yıldızının önünden geçerken ve yıldız ışığını sönükleştirirken yakalanmasıyla bulunmuştur. Her iki yöntem de gezegenlerin büyük kütleli ya da yıldızlarına daha yakın olduğu sistemler için daha duyarlı sonuçlar vermektedir, bu özelliklerden en az birini sergilemeyen sistemler, bu yöntemle gözden kaçırılmaktadır.

Uluslararası bir gökbilim ekibi, ötegezegenleri tamamen farklı bir yöntem kullanarak araştırdı - kütleçekimsel mikromercekleme. Bu yöntemle geniş bir kütle aralığındaki ve yıldızlarından uzakta bulunan gezegenler saptanabilmektedir.

Nature makalesinin baş yazarı Arnaud Cassan’ın (Paris Astrofizik Enstitüsü)’nin açıklamasına şöyle: “Altı yıl boyunca mikro mercekleme gözlemleriyle ötegezegenler için kanıt aradık. Bu gözlem verileri, dikkat çekici bir şekilde gezegenlerin gökadamızda yıldızlardan çok daha yaygın olduğunu göstermiştir. Ayrıca, süper dünyalar veya soğuk Neptünler gibi hafif kütleli gezegenler, ağır olanlarından daha çok yaygın olmalıdırlar.”

Gökbilimciler, PLANET [2] ve OGLE [3] ekiplerince sağlanan gözlemleri kullandı. Bu sistemlerde ötegezegenler, yıldızlarının kütleçekim etkisiyle tespit ediliyor. Ekip bu gözlemleri gezegenlerin arka plandan gelen yıldız ışığını büyüterek, mercek gibi davranan muhtemel gezegenlerle birleştirdiler. Eğer mercek gibi davranan yıldızın etrafında bir gezegeni varsa, gezegen arka plandaki yıldızın parlatma etkisinde tesbit edilebilir bir katkı yapabilmektedir.

PLANET grubunun lideri Jean-Philippe Beaulieu (Paris Astrofizik Enstitüsü) şu şekilde bir ekleme yapıyor: “PLANET grubu, Avusturalya ve Güney Afrika’dan Şili’ye, güney yarımkürede yer alan dünya geneli teleskoplar ağı üzerinden umut verici mikro mercekleme olaylarının takibi için kurulmuştur. ESO teleskopları bu araştırmaya büyük katkıda bulunmuştur.”

Mikromercekleme başka hiçbir yolla bulunamayan ötegezegenlerin tesbit edilmesi için potansiyeli olan çok güçlü bir yöntemdir. Fakat arka fonun ve mercekleyen yıldızın çok nadir rastlanır tesadüfi yönelimi görülebilir bir mikro mercekleme olayı için gereklidir. Ve bir olay sırasında gezegenin yerinin saptanması için gezegen yörüngesinin ek rasgele yönelimi ayrıca gerekmektedir.

Bu nedenle mikro mercekleme yöntemi ile bir gezegen bulmak kolay bir çalışma olmamasına rağmen, analizlerde 6 yıllık mikro mercekleme verileri kullanılmıştır, aslında PLANET ve OGLE araştırmalarında 3 ötegezegen gerçek anlamda saptanmıştır. Bunlar, süper-dünya [4] ve Neptün ve Jüpiter ile kıyaslanabilir kütledeki gezegenlerdir. Mikro merceklemenin standardlarına göre bu etkileyici bir mesafedir. 3 gezegenin keşfinde, ya gökbilimciler inanilmaz şanslılardı ve büyük oranda bulunmamalarına rağmen büyük ikramiyeyi yakalamışlardı ya da gezegenler Samanyolu gökadasında o kadar fazla sayıdalar ki gezegenlerin bulunması kaçınılmazdı. [5]

Gökbilimciler sonrasında saptanan 3 ötegezegeni, önceki çalışmalardan elde edilen 7 ilave gezegen hakkındaki bilgiyle birleştirdi, bununla beraber bu bilgiye 6 yıllık verilerdeki yüksek miktarda saptanamayan gezegenleri de ekledi. Saptanamayan gezegen bilgisi sadece istatistiksel analiz için önemlidir, ki bunların sayısı çok fazladır. Sonuçlara göre çalışılan 6 yıldızdan biri Jüpiter'in kütlesine yakın kütledeki bir gezegene, yarısı Neptün kütlesindeki gezegenlere, ve 3’te ikisi süper-dünyalara ev sahipliği yapmaktadır.

Tarama, yıldızlarından 75 milyon ila 1.5 milyar kilometre arasındaki bir uzaklıkta (bu aralık güneş sisteminde Venüs’ten Satürn’e tüm gezegenleri içerecektir) ve kütle olarak dünyanın beş katı büyüklüğünden Jüpiter’in 10 katı büyüklüğüne kadar ki aralıkta bulunan gezegenler için hassastır.

Birleştirilen sonuçlara göre bir yıldız etrafındaki gezegenlerin ortalama sayısı birden fazladır. Bunlar istisnadan ziyade kuraldır.

Makalenin diğer baş yazarı Daniel Kubas sonucu şöyle özetliyor: ‘’Dünya’nin gökadamızda eşsiz olabileceğini düşünürdük. Fakat şimdi görünen o ki Samanyolu Gökadası’ndaki yıldızların etrafında dünyanın kütlesine benzer kütleye sahip tam olarak milyarlarca gezegenin bulunduğu görülmektedir.”

Notlar:

[1] Kepler görevi bu gezegenlere dahil edilmeyen muazzam sayıda "ötegezegen adayları" keşfetmiştir.

[2] Mercekleme Anomalilerini Tesbit Etme Ağı (Probing Lensing Anomalies NETwork). Bu çalışmada kullanılan PLANET keşif tarama verilerinin yarısından fazlası, ESO'nun La Silla Gözlemevi'ndeki 1.54 metrelik Danimarka teleskobundan gelmektedir.

[3] Optik Kütlecekimsel Mercekleme Deneyi (Optical Gravitational Lensing Experiment)

[4] Bir süper dünya, Dünya kütlesinin iki ila on katı arasında bir kütleye sahiptir. Şu ana kadar farklı gözlemsel stratejiler kullanılarak toplamda 12 mikro mercekleme gezegeni hakkında makale yayınlanmıştır.

[5] Gökbilimciler mikro mercekleme olayları için milyonlarca yıldız taramıştır. Hassas yönelim çok da olası olmadığından, 2002-2007 arasında sadece bu tarzda 3247 olay saptanmıştır. İstatistiksel sonuçlar, 440 ışık eğrisinden oluşan temsili bir alt küme üzerinden saptanan ve saptanamayan verilerden çıkarılmıştır.

Kaynak:ESO Basın Açıklaması/Bilim Bülteni(11 Ocak 2012)

MsXLabs Üye Girişi