Ötegezegen keşiflerinin gündemde olduğu bugünlerde, bu yazımızda, bu konuda kullanılan yöntemlerden birini anlatacağız. Daha önceki bazı yazılarımızda, ülkemizin ilk ötegezegen keşfinin yapıldığı gözlem türü de dahil olmak üzere, ötegezegen bulma yöntemlerini anlatmıştık. Ayrıntısını anlatmadığımız mikromerceklenme yöntemini, farklı bir gözlem yöntemi olarak anlatmıştık. O yazımızda, merceklenmeyi sağlayan gökada sayesinde, arka planda ve çok uzakta olan sönük diğer gökadaların görünür hale geldiğini ve hatta merceklenme yoluyla farklı zamanlardaki görüntülerinin elde edilmesi sonucunda gökadanın evrimi ile ilgili önemli bulgular elde edilebildiğinden söz etmiştik. Burada anlatacağımız mikromerceklenme ise, çok daha küçük ölçekte yıldız ya da gezegen boyutlarındaki cisimlerle ilgili. Yine benzer bir yöntemle geçmişte bazı gezegenlerin halkalarının da bu tür gözlem yöntemiyle keşfedildiğini anlattığımız yazımızı, eski yazılar bölümünden bulabilirsiniz.


Mikromerceklenme ile gezegen algılama

Resimde sağdan sola kademeli olarak mikromerceklenme işlemi görülmektedir. Mercek yıldızı (beyaz), kaynak yıldızın (sarı) önünde hareket ederek görüntüsünü büyütür ve bir mikromerceklenme olayı yaratır. Sağdan dördüncü resimde, gezegen kendi mikromerceklenme etkisini ekleyerek ışık eğrisinde iki karakteristik parlama tepesi oluşturuyor.

Mikromerceklenme, Dünya'dan gerçekten çok uzak mesafedeki gezegenlerin keşfedilebildiği, bilinen tek yöntemdir. Bizim ötegezegen keşfini yaptığımız dikine hız yöntemiyle yapılan aramalar, gökadada yakınımızdaki, Dünya'dan 100 ışıkyılı kadar uzaklık içinde bulunan gezegenleri aramak için uygunken, geçiş ışıkölçümü ile gezegenler yüzlerce ışıkyılı uzaklıktan bulunabilir. Ancak mikromerceklenme ile binlerce ışıkyılı uzaklıktan, gökadanın merkezine yakın konumdaki yıldızların etrafında yörüngedeki gezegenler bulunabilir.

Mikromerceklenme, Einstein'ın Görelilik Kuramı tarafından öngörülen gökbilimsel bir olgudur. Einstein'a göre, bir yıldızdan çıkan ışık Dünya'daki bir gözlemciye giderken başka bir yıldızın çok yakınından geçtiğinde, bu yıldızın çekimi, kaynak yıldızdaki ışık ışınlarını hafifçe bükerek bu iki yıldızın normalde görülmesi beklenen uzaklıktan daha uzakta görünmesine neden olacaktır. Bu etki, Sir Arthur Eddington tarafından 1919'da Genel Görelilik için ilk deneysel kanıt sağlamak için kullanıldı. Etkiyi, Tam Güneş Tutulması sırasında Güneş'in bulunduğu doğrultuya çok yakın konumda bulunan ardalan yıldızlarının konumlarının beklenenden farklı ölçülmesi yoluyla denetlemek ya da hesaplamak mümkündür.

Kaynak yıldız, Dünya'dan bakıldığında, arada bulunan yıldızın yanında değil de, tam arkasında konumlanmışsa, etki katlanmaktadır. Kaynak yıldızdan gelen ışık ışınları, aradaki veya "merceklenen" yıldızının her yanından geçerek "Einstein Halkası" olarak adlandırılan bir halka biçiminde görülecektir. Aslında görülme tanımlaması çok doğru değildir. En güçlü yer konuşlu teleskopla bile, kaynak yıldız ve onların arasındaki lens yıldızının ayrı görüntüleri çözümlenemez.   Bunun yerine, yıldızların olması gereken konumda "Einstein Halkası" olarak adlandırılan tek bir dev disk ışığı görülür. Ortaya çıkan etki, mercek yıldızının parlaklığında 1.000 kat kadar artışa neden olan ani, çarpıcı bir parlamadır. Bu, kaynak yıldızın merceklenme yapan yıldızla aynı doğrultudan ayrılması ve parlaklığın azalması ile genellikle birkaç hafta veya ay sürebilir.

Bu, bir mikromerceklenme olayında gözlenen durumdur. Mercek etkisi yaratan yıldızın daha küçük bir yoldaşı varsa, bu durumda gözlenen oldukça farklıdır. Bir gezegen mercek etkisi yaratan yıldıza yeterince yakın konumdaysa, kaynak yıldızdan çıkan ışık gezegenin çekimi ile ek olarak bükülür ve geçici olarak kaynak yıldızın üçüncü bir görüntüsü üretilir. Dünya'dan ölçüldüğünde, bu etki, birkaç saat ile birkaç gün aralığında süren ve mikromerceklenme olayında gözlenen düzenli ışık değişimi biçiminin üzerine eklenen, geçici bir ek parlaklık artışı olarak görülür. Gezegen avcıları için böyle artmalar, bir gezegenin varlığının belirti göstergeleridir. Dahası, mikromerceklenme ışık eğrisinin kesin özellikleri, yoğunluğu ve uzunluğu, bilimadamlarına gezegenin kendisi hakkında çok şey anlatır. Gezegenin toplam kütlesi, yörüngesi ve dönemi, mikromerceklenme olayından yüksek bir doğruluk ve olasılık ile türetilebilir.

Avantajları

Mikromerceklenme, bilinen yöntemler içinde en uzaktaki ve en küçük ötegezegenleri bulabilecek bir yöntemdir. 2006 Ocak ayında biliminsanları, sadece 25.000 ışıkyılı uzaklıkta, gökadamızın merkezine yakın bir yerdeki bir yıldızın etrafında yörüngede bulunan, yalnızca beş Dünya kütlesi boyutunda bir gezegeni mikromerceklenme yöntemiyle keşfettiklerini açıkladılar. Bu, o zamana kadar keşfedilen en düşük kütleli ve aynı zamanda Dünya'dan en uzak ötegezegendi.

Mikromerceklenme, ayrıca, yıldızlarından orta ile uzak mesafelerde yörüngede bulunan gezegenler açısından daha duyarlıdır ve dikine hız ve geçişle algılama yöntemlerini tamamlar.

Son olarak, geçiş ışıkölçüm gibi, mikromerceklenme aramaları da on binlerce gezegeni aynı anda hedefler. Gözlenen yıldız alanının herhangi bir yerinde bir mikromerceklenme olayı gerçekleşirse belirlenecektir.
Mikromerceklenme ile Dünya kütlesine yakın kütlede olan ve uzak mesafelerdeki ötegezegenlerin bulunma olasılığı vardır.

Dezavantajları

Belirli yıldızlarla bağlantılı olan ve ardarda yinelenebilen diğer yöntemlerle saptanan gezegenlerin gözlemlerinin aksine, mikromerceklenme ile bulunan gezegenler bir daha asla gözlenemez. Bunun nedeni, mikromerceklenme olaylarının benzersiz ve kendisini yinelemez olmasıdır. Örneğin, bir mikromerceklenme olayı sayesinde, "OGLE-2005-BLG-390Lb" olarak bilinen gezegenin gökadanın merkezine yakın küçük bir soğuk yıldızın etrafında yörüngede bulunan kayalık bir gezegen olduğunu biliyoruz. Birkaç yıl geçtikten ve arka plan yıldızı uzaklaştıktan sonra, gökbilimciler bazen bu yıldızları yeniden mercek altına alıp izleyebilir ve daha fazla bilgi edinebilirler.
Mikromerceklenme ile ilgili bir diğer sorun, belirlenen gezegenin Dünya'ya olan uzaklığının yalnızca kaba bir yaklaşımla bilinmesidir. Bu, on binlerce ışıkyılı uzaklıktaki gezegenlerle uğraşırken, binlerce ışık yılı hata anlamına gelebilir.
Son olarak, mikromerceklenme, nadir ve rastgele bir olaya, yani yeryüzünden bakıldığında bir yıldızın bir diğerinin önünden geçmesine bağlıdır. Bu, bu yöntemle gezegenlerin keşfedilmesini hem zor hem de öngörülemez yapar. Sonuç olarak, yıllarca yapılan yoğun gözlemlere karşın, Ocak 2006'da duyurulan OGLE-2005-BLG-390Lb, mikromerceklenme ile belirlenen yalnızca üçüncü gezegendi.

Mikromerceklenme projeleri

OGLE - Varşova Üniversitesi'nden Andrzej Udalski tarafından yönetilen Optik Çekimsel Mercek Deneyi ile, mikromerceklenme yoluyla şimdiye dek üç ötegezegen bulunmuştur. Bu uluslararası proje, Şili'deki Las Campanas'taki 1,3 metrelik "Varşova" Teleskopu kullanılarak mikromerceklenme olaylarını araştırmaktadır. Teleskop her gece gökada şişimine yakın 100 milyon yıldızın bulunduğu aynı yoğun gökyüzü bölgesine yönlendirilmekte ve karmaşık CCD kameralar yıldız alanındaki herhangi bir noktadaki parlaklığın herhangi bir değişimini kaydetmektedir. Her yıl OGLE, yaklaşık 500 mikrolensing olayı belirlemektedir ancak gezegen algılamaları oldukça nadirdir.

OGLE herhangi bir mikromerceklenme olayını belirlediğinde, bir gezegenin varlığını gösteren işaretleri aramaya yönelik uzmanlaşmış bir teleskop ağıyla bağlantı kurar. Çok sayıda teleskoptan oluşan bu ağ, Dünya çapında 1 ve 2 metrelik teleskopları içerir. Birlikte bu teleskoplar, duyarlı bir ışık eğrisi sağlayarak ve bir gezegenin var olup olmadığını araştırırlar. Ülkemizde de kimi zaman bu tür gözlemler duyurluduğunda katılım sağlanmaktadır. Bu yolla, belirlenmiş mikromerceklenme olayında gözlenen olası gezegen için katkı sağlanmaktadır.

Kaynak: planetary.org