İnsanlık olarak en eski çağlardan bu yana gökyüzünü merak ettik ve inceledik ancak elimizdeki yetersiz teknoloji nedeniyle Güneş Sistemi dışındaki gezegenleri gözlemlemek neredeyse imkansızdı. Zamanla gelişen teknoloji ve bilimsel keşifler ile 20. Yüzyılın sonlarına doğru kendi sistemimiz dışındaki dünyalara gözümüzü diktik ve araştırmaya başladık. Bu gezegenlerden bazıları tıpkı yeryüzü gibi taş ve bazen buzdan oluşan dünyalar iken bazıları da tıpkı Jüpiter gibi gaz devleridir. Ancak ister gaz devi olsun ister karasal, ötegezegenler çoğunlukla görünür veya görünmez, herhangi bir dalga boyunda ışık yaymaz ve bu durum onları gözlemlenmesi hayli zor bir duruma düşürür. Bilim insanları ötegezegenleri gözlemlemek ve keşfetmek için farklı yöntemler geliştirmiştir.
Ötegezegen Keşif Yöntemleri
1. Transit Geçiş Yöntemi
En önemli ötegezegen keşif yöntemlerinden biri Transit Geçiş yöntemidir. Bu yönteme göre eğer bir yıldızın önünden bir gezegen geçiyorsa yıldızdan dünyaya ulaşan toplam ışık akısında geçici bir azalma olur. Gezegenin kendi yıldızı etrafındaki dönüş hızına bağlı olarak bu azalma periyodik olarak tekrarlanır. Bu periyot uzunlunluğundan gezegenin kendi yıldızı etrafında attığı bir turun uzunluğu hesaplanır. Gelen ışık miktarındaki azalma ile de gezegenin yarıçapı hakkında kabaca bir bilgi edinilir. Gezegenden dünyaya gelen ışık analiz edilerek yabancı dünyaların atmosfer içeriği de öğrenilebilir, bu bilgi keşfedilen gezegenin “yaşanılabilir gezegen” kategorisine alınıp alınmamasında büyük rol oynar. Kısacası, uzun süreli gözlemler sonucunda bilim insanları gezegenin yarıçapı, periyodu, atmosferi gibi spesifik konular hakkında bilgi edinir.
Bu yöntemin önemli dezavantajlarından biri sadece Yıldız-Ötegezegen-Dünya hizalanmasının gerçekleştiği durumlarda çalışmasıdır. Yani böyle bir hizalanma gerçekleşmediğinde ( Gerçekleşme ihtimali yaklaşık olarak %0.47) ötegezegenin gözlemlenebilmesi de mümkün değildir. Bir diğer önemli dezavantaj ise bu yöntem ile büyük oranda Jüpiter gibi gaz devlerinin keşfedilebilir olması. Sonuç olarak ne kadar gelişmiş cihazlar kullanılsa bile günümüz teknolojisi ile saptanabilecek en olası yapılar en büyük ve gözlemlenebilir olanlardır.
Transit geçiş yöntemi bugüne kadar en çok gezegen keşfinin yapılabildiği yöntemdir ve bu yöntem ile yaklaşık olarak 3000 tane ötegezegen keşfedilmiştir.
2. Radyal Hız Yöntemi
Bilindiği üzere yıldızların, gezegenlerin üzerindeki kütleçekim etkisi sayesinde gezegenler, adına yörünge denilen belirgin bir çembersel hareket yapar. Gezegenler de yıldızlara eş değer bir büyüklükte kütleçekim kuvveti uygular ve gezegen-yıldız ikilisi ortak bir kütle etrafında döner ancak Yıldızın kütlesi gezegenin kütlesinden çok daha fazla olduğu için yıldız ortak kütle merkezine daha yakın bir yörüngede yalpalama hareketi yapar. Dünyadan gözlem yapıldığında bu yalpalama esnasında yıldız uzaklaşırken yıldızdan gelen ışık da Doppler Etkisi ile kızıla kayar. Benzer şekilde yıldız yaklaşırken yıldızdan gelen ışık maviye kayar. Bu ışık analiz edilerek yıldızın etrafındaki gezegenin kütlesi ve yörüngesi hakkında bilgi edinilir. Bu bilgiler ile Transit Geçiş yöntemi sayesinde elde edilen veriler birleştirilerek ötegezegenin yoğunluğu bile hesaplanabilir.
Gezegenlerin yıldıza olan uzaklıkları arttıkça yıldız üzerindeki etkisini gözlemlemek zorlaşır. Bu nedenle Radyal hız yöntemi ile yıldıza uzak bir yörüngede dönen gezegenlerin gözlemi zorlaşır.
Keşfedilen ilk ötegezegen 1995 yılında Radyal hız yöntemi ile gözlemlenebilmiştir. Dünyadan yaklaşık olarak 51 ışık yılı uzaklıkta, Pegasus takım yıldızı sınırları içerisinde yer alan bu gezegene 51 Pegasi b ismi verilmiştir.
3. Doğrudan Gözlemleme Tekniği
Yazımızın başında ötegezegenlerin doğrudan gözlemlenmesinin zor olduğundan bahsetmiştik. Bu zorluğu aşmak için koronograf denilen bir teknik ile yıldızdan gelen ışık büyük ölçüde engellenir ve bu sayede gezegenden gelen ışığı saptamak kolaylaşır. Bu yöntem ile genellikle Jüpiter büyüklüğünde gezegenler keşfedilebilir.
Yıldızından gelen ışığı engellemek zor olduğu için bu yöntem ile oldukça az sayıda (yaklaşık olarak 60) gezegen keşfrdilmiştir.
4. Kütleçekimsel Merceklenme Yöntemi
Çok uzak yıldızlardan gelen ışığın yolu üzerinde başka bir yıldız veya karadelik gibi yüksek kütleli bir gök cismi var ise gelen ışık Einstein’ın genel görelilik ilkesi gereği kütleçekim etkisi ile bükülmeye uğrar. Bükülme sonucu gelen ışık merceklenmeye uğramış gibi görünür. Bu etkiye kütleçekimsel merceklenme denir. Uzaktaki yıldızın etrafında dönen bir gezegen oradan geçtiği süre boyunca bu kütleçekimsel merceklenmeye belirgin bir katkıda bulunarak gözlemlenmesini kolaylaştırır.
Kütleçekimsel merceklenme sayesinde gözlemlenmesi zor olan çok uzak sistemlerdeki küçük kütleli gezegenlerin keşfi mümkün olur. Ancak böyle bir hizalanma çok düşük olasılıkla ve tek seferlik olarak gerçekleşebildiği için bu yöntemle oldukça az sayıda gezegen keşfedilebilmiştir.
Yazar: Hayrünisa Özkarabulut