Daha önceki bazı yazılarımızda ötegezegenlerden söz etmiş, bunların nasıl keşfedildiklerini ve nasıl gözlendiklerini anlatmıştık (http://www.haberekspres.com.tr/otegezegen-arastirmalari-makale,3305.html). Hatta bağlantısını verdiğim bu yazıda, bugünkü keşifle ilgili çalışmaların sürdüğünden de söz etmiştik. O yazılarımızdan da anımsayacağınız gibi, bu konuda en önemli keşifler Kepler Uzay Teleskobu ile yapıldı ve yapılmaya devam ediliyor.

Ülkemizde de bu konuda uzun zamandır, bireysel ya da ekip olarak farklı yöntemlerle ve farklı gözlem aletleri kullanılarak ötegezegen çalışmaları sürdürülüyor. Bu çalışmaların çoğu zaten bulunmuş, bilinen gezegenlerin özelliklerini ortaya çıkarmak ya da daha ayrıntılı ve duyarlı gözlemlerini elde ederek, onlarla ilgili bilinenleri daha iyiye götürmek amacıyla yapılıyor. Yeni ötegezegen keşfi ise biraz şansa kalmış bir çalışma. Yani bulup bulamayacağınızı bilmeden yapılan gözlemlerden keşif yapmaya dayalı. Bugün yerkonuşlu teleskoplarla bulunabilen ötegezegenlerin çoğu, gökyüzü taraması ile uzun zaman aralıklarıyla gözlenen gökyüzü bölgelerinde elde edilen verilerin değerlendirilmesiyle şans eseri bulunan gezegenler.

Ötegezegen gözlemlerinde birden fazla gözlem yöntemi kullanılıyor. Bunlardan en çok kullanılanı, doğrudan gezegenin, etrafında dolandığı yıldızın önünden geçmesi, yani onu örtmesiyle yıldızın ışığında ölçülen çok küçük ölçekli azalmayı ölçmeye dayalı. Buna geçiş gözlem deniyor. Yer atmosferinin olumsuz etkileri nedeniyle, bu tür verilerde uzay teleskobu gözlemlerine göre bir miktarı ek saçılma ortaya çıktığından, bu tür gözlemlerle Jüpiter gezegenimize benzer boyutlarda gezegenler belirlenebiliyor. Dünya boyutlarındaki gezegenleri belirlemek, ışık kaybının çok az olması nedeniyle oldukça zor.


Kullanılan bir diğer yöntem, gezegenin etrafında dolandığı yıldızın tayf gözlemlerini yaparak bu gözlemlerden sonuç çıkarmak. Ayrıntısını daha önceki yazılarımızdan birinde anlattığımız bu yöntemde, Doppler Kayması adı verilen ve tayfı elde edilen kaynağın hareketine bağlı tayf çizgilerinde görülen değişim ölçülüyor. Bir kaynağın, örneğin bir yıldızın tayfını aldığımızda, eğer bu kaynak bizden uzaklaşıyorsa, tayfında görülen bilinen çizgilerin tayfın kırmızı dalgaboylarına doğru kaydığını görüyoruz. Kaynak bize yaklaşıyorsa, bu durumda tayf çizgilerinin olması gereken yerde değil, mavi dalgaboyu tarafına kaydığını görüyoruz. Böylelikle laboratuarda ölçtüğümüz, örneğin hidrojenin belirli bir çizgisini kaynakta görüyorsak ve laboratuar dalgaboyuna göre kayma miktarını belirleyebiliyorsak, bu durumda kaynağın bize göre hareketini ve hızını belirleme şansımız oluyor. Ölçülen hız, gökyüzüne izdüşümden bulunduğu için de bu hıza dikine hız adı veriliyor.

İki gök cismi ortak kütle merkezi etrafında dönüyorlarsa, bunlardan birinin tayfını farklı zamanlarda elde edersek ve tayfytaki çizgilerin kayma miktarlarını ölçersek, bu gök cisminin ortak kütle merkezi etrafındaki hareketini ortaya çıkarabilir ve diğer cismin de tayfını ayrı olarak elde edebilmemiz halinde ve ölçülebilen bazı diğer nicelikleri kullanarak, ortak kütle merkezi etrafında dolanmakta olan bu iki cisimle ilgili hesaplamalar yapabiliriz.

Bu biçimde gözlenen kayma miktarları, etkiyi yapan cismin yörüngesinde nerede bulunduğuna bağlı olarak değişmektedir. Bir dolanma boyunca kimi zaman bizden uzaklaşırken kimi zaman da yaklaşan cisim etkisiyle, tayfını elde ettiğimiz gök cisminin çizgilerinin kimi zaman mavi kimi zaman da kırmızı dalgaboylarına kaydığını görebiliriz.

Ortak kütle merkezi etrafında dolanmakta olan iki gök cisminden biri bir gezegen diğeri de yıldız ise, bu durumda bir çok durumda yalnızca yıldızın tayfı elde edilebilmektedir. Gezegenin ışık katkısının yıldıza göre çok düşük olması yüzünden, yalnızca bu tayfı kullanmaktan başka seçenek yoktur. Yine de Dünya benzeri gezegenler bile, Güneş ya da daha büyük yıldızların hareketini etkileyerek, tayfta kaymaların ortaya çıkmasını sağlayabilmekte ve bu kaymalar kullanılarak bu kadar küçük gezegenlerin bile kütleleri belirlenebilmektedir.

Bu yöntemde tayf çizgilerinin kayma miktarlarının çok duyarlı bir biçimde ölçülmesi gerekir. Burada yapılacak hatalar, elde edilecek yaklaşma-uzaklaşma bilgisinin duyarlılığını azaltarak ölçümü olanaksız hale getirebilmektedir. Üstelik elde edilen tayf, kaynağın bir noktaya ulaşan ışığının bir yüzeye yayılmasıyla elde edildiğinden, bu yayılmanın eşit aralıklı olmaması halinde, tayfın farklı bölgelerinde farklı yayılma oranları göstermektedir. Bu nedenle, tayf çizgilerinde görülen kaymalar, tayfın farklı bölgelerinde farklı miktarlardaymış gibi ölçülebilmektedir. Kaymalar gök cisminin bir bütün olarak hareketi nedeniyle ortaya çıktığından, tayfta da tek bir hız değeri belirlenmesi gerekirken, bu durum bunu engellemektedir. Bunu aşmanın en iyi yolu, tayfın her bölgesindeki kayma miktarlarını duyarlı bir biçimde belirleyebilecek bir ölçek kullanmaktır. Bu ölçek için, ısıtıldığında çok sayıda tayf çizgisi veren bir maddenin tayfını kullanabiliriz. Özelliklerini, ve her çizgisinin oluşması gereken yeri çok iyi bildiğimiz bu tayfı kaynağın tayfı üzerine bindirerek, kaynağın tayfının her bölgesinde çok duyarlı bir ölçek elde etmiş oluruz. Bu ölçeği kullanarak, yani kaynağın tayf çizgilerinin, bu çizgiye en yakın ölçek tayfının çizgilerine göre kayma miktarlarını duyarlı bir biçimde ölçebiliriz. Böylelikle kaynağın tayf çizgilerini kayma miktarlarını çok duarlı bir biçimde ölçebiliriz.

Bundan 10 yıl önce, biz de ülkemizde bu anlattığımız yöntemi kullanarak ötegezegen arama gözlemlerini başlatma kararı verdik. Bunun için kullanılabilen İyot Hücresi adı verilen alet, Japon meslekdaşlarımız tarafından üretilmiş ve kendi teleskoplarında başarılı bir biçimde kullanılmaktaydı. Bunun bir örneğini ülkemize getirerek, TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi'nin RTT150 adı ile bilinen Türk-Rus ortak teleskobuna bağladılar. Rus meslekdaşlarımız da bu çalışmaya katılarak hem teknik hem de gözlemsel katkıda bulundular.

Bu çalışma için seçilen yıldızlar, Güneşimize benzeyen, etrafında gezegen barındırma olasılığının yüksek olduğunu düşündüğümüz yıldızlardı. Yaklaşık olarak 10 yıldır verilen her gözlem zamanını değerlendiren ekip, bir çok yıldızın uzun zaman aralıklarına yayılmış gözlemlerini yaptı ve yapmaya devam ediyor. Bu zaman çerçevesinde bazı yıldızların daha önceden bilinmeyen yıldız bileşenleri de bulundu ancak şimdi, ülkemizde ilk kez olan bir buluşa imza attık ve ilk ötegezegen keşfimizi yaptık.
Üzerinde çalıştığımız bazı yıldızların verilerinde de başka ötegezegenlerin izleri görülüyor ancak kesin sonuç için biraz daha gözlem yapmak, biraz daha veri elde etmek, verileri test etmek gerekli. O yüzden diğer ötegezegenlerle ilgili şu anda kesin bir şey söyleyemiyoruz.

Yaptığımız bu ötegezegen keşfi, cüce bir yıldız olan Güneşimizle hemen hemen aynı tayf özelliklerine sahip ancak dev bir yıldız olan HD 208897 adlı yıldızın İyot Hücresi kullanılarak elde edilen tayflarındaki çizgi kaymalarının duyarlı bir ölçülmesi ile yapılabildi. Üstelik, yalnızda TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi verileri değil, Japonya'da Okayama Astrofizik Gözlemevi teleskopları da kullanıldı.

Elde edilen kaymalardan, görülmeyen bileşenin Kepler yörüngesi belirlendi. Yörünge eğimini tam olarak belirleyemediğimiz için, bu durumda bulunan ötegezegenin kütlesinin olabilecek en düşük değerini hesaplayabiliyoruz. Bu ötegezegen için hesaplanan değer 1,50 Jüpiter kütlesine yakın. Gezegen hemen hemen çember sayılabilecek bir yörüngede, yıldızına yaklaşık olarak 1 Astronomik Birim uzaklıkta, yani Dünya ile Güneş arasındaki yaklaşık 150 milyon km uzaklıkta, yıldızın etrafında 353 günde dolanmakta.

Bu keşiften sonra Ankara Üniversitesi Kreiken Rasathanesinde yapılan ışıkölçüm gözlemleri ve 1990'ların sonunda gönderilmiş olan HIPPARCOS adlı uydu ile elde edilmiş ışıkölçüm verileri incelendiğinde, tayfyta belirlenen kaymalarla elde edilen dikine hız değişimi ile çakışan herhangi bir ışık değişimi belirlenemedi.

Çalışmaya konu olan makale kısa süre önce uluslararası, hakemli bir gökbilim dergisinde yayınlandı. Çalışmanın baş araştırmacısı Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü öğretim üyesi Yard. Doç. Dr. Mesut Yılmaz. Yine aynı bölümün başkanı Prof. Dr. Selim Osman Selam ve aynı bölümde doktora öğrencisi İbrahim Özavcı çalışmanın Türk ortaklarından. Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü öğretim üyesi olarak ben de bu çalışmanın bir üyesi olduğum için çok mutluyum. Ek olarak Japonya'dan üç, Rusya ve Tataristan'dan 5 araştırmacı da bu çalışmanın ortaklarından.
Umuyoruz ki yakın gelecekte bu konuda başka keşifler de duyurularak, gökbilimde ülkemizin katkılarını biraz daha arttırabileceğiz.