Nobel Fizik Ödülü 2019: Ötegezegenlerin Keşfi

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
Okunma Süresi: 5 dakika
Print Friendly, PDF & Email

Bu sene Nobel Fizik Ödülü, evrene bakış açımızı değiştiren iki konuda üç astrofizikçiye verildi. İlki, evrenin oluşumunda maddenin birleşerek galaksileri oluşturması ve kara madde konusunda çalışmalar yapan James Peebles’a ve diğeri de ötegezegenlerin kâşifi iki astrofizikçi Michel Mayor ve Didier Queloz’a verildi.

Evrendeki ölçekler bakımından iki ayrı konu; biri devasa galaksiler, diğeri de toz parçası kadar ufak olarak düşünebileceğimiz ötegezegenler olduğundan, bu yazımızda ötegezegenler konusunu tartışıp, galaksilerin oluşumunu da bir sonraki yazıya bırakalım. Eminim ki, insanlık tarihi içinde “Acaba evrende yalnız mıyız?”, “Güneş sisteminden başka yerlerde gezegenler var mı, varsa o gezegenlerde canlılar var mı?” diye düşünen çok kişi olmuştur. Her ne kadar yıllarca filozoflar buna kafa yorsa da Güneş Sistemi dışındaki ilk ötegezegen, bundan sadece çeyrek yüzyıl önce gözlem tekniklerinin ilerlemesiyle keşfedildi. Bugün neredeyse bütün astronomi camiası, kozmoloji ve ötegezegenler gibi iki büyük konu çerçevesinde yoğunlaşmış olsa da, o zamanlarda ötegezegenler konusu neredeyse kimsenin çalışmadığı, dünyada sadece birkaç takımın çalıştığı bir konuydu.

İlk keşif

9 Ocak 1992’de Arecibo Radyo Gözlemevinden iki astrofizikçi, Aleksander Wolszczan ve Dale Frail, PSR B1257+12 pulsarının çevresinde dolanan iki ötegezegen keşfi yaptıklarını açıkladılar. Pulsarlar ölmüş yıldız kalıntıları olduğundan dolayı, bu ötegezegenlerin büyük ihtimalle yıldız ölürken süpernova patlamaları sırasında etrafa saçılan materyalden ikincil süreçte oluşan gezegenler olduğu tahmin ediliyor. Ya da eğer ilk yıldız oluşurken birincil olarak oluşmuş ise, o sıralar çok büyük bir gezegen olup, şiddetli süpernova patlamasından bir şekilde kurtulup, arta kalan katı çekirdeği gözlenmiş olabilir. Bu keşif astronomi dünyasında çok büyük yankı uyandırmıştı.

51 Pegasi b

Bundan sadece 3 yıl sonra, 6 Ekim 1995’te Cenevre Üniversitesi astrofizikçileri Michel Mayor ve Didier Queloz, bir anakol yıldızı (yani Güneş gibi gençliğini yaşayan bir yıldız) olan 51 Pegasi’nin etrafında dolanan ilk ötegezegenin varlığını yayınladılar. Bu ötegezegen, Fransa’nın güneyindeki Haute-Provence Gözlemevinin 1,93 metrelik teleskobuyla yapılan gözlemler sayesinde keşfedildi. Dünyayı değiştiren keşfin yapılmasına sebep, bu teleskoba takılan ELODIE isimli bir yıldızın, çevresindeki gezegenlere uyguladığı kütle çekim etkisini tespit etmeye yarayan küçük titreşimleri ölçebilecek derecede hassas bir tayfçekere sahip olmasıydı. Yıldıza ait ilk gözlemler Eylül 1994’de yapılmaya başlanmış ve Ocak 1995’te de yıldızın çevresinde 4,23 günlük periyoda sahip bir cismin varlığı hesaplanmış.

O sıralarda dev gezegenlerle ilgili bilgiler, karşılaştırma yapacak başka bir sistem olmadığından dolayı sadece Güneş Sistemi’ndeki dev gezegenlere aitti. Örneğin dev bir gezegenin yıldızına çok uzak olması bekleniyordu. Biliyoruz ki Jüpiter, Güneş’e ortalama 780 milyon km uzaklıkta ve Güneş’in çevresinde dolanması 11,86 yıl sürüyor. İşin asıl ilginç yanı, 51 Peg yıldızının ilk gözlemleri yapıldığında bir dev ötegezegenin varlığını tespit ediyorlar ancak bu ötegezegen, 51 Peg yıldızına o kadar yakın bulunuyor ki, yıldızın çevresindeki dolanma süresini sadece 4,23 gün olarak ölçüyorlar. Doğal olarak Jüpiter büyüklüğündeki bir ötegezegenin, yıldızının çevresinde dolanma süresinin beklenenden 1000 kat daha düşük olması büyük bir sorun ortaya çıkarıyor. Çünkü bu ya ölçümler yanlış, ya da bildiğimiz doğa, başka şekilde işliyor demek oluyor. Ölçümlerin kontrolü ve teyidinden sonra acaba büyük bir yıldız lekesi (Güneş’teki kara lekeler gibi) mevcut olabilir mi diye düşünülmüş, ancak Güneş benzeri bir yıldızın 4,2 günlük bir dönme süresinin olması için kromosfer aktivitesinin çok yüksek olması gerektiğinden bu teori kenara atılmış. Kromosfer ya da renkküre, yıldızın atmosfer katmanlarından birisidir. Diğer bir hipotez de, yıldızın puls/atım ya da zonklama yaparak böyle bir etki bırakması olmuş ancak Güneş tipi düşük kütleli yıldızlarda bu tür 4 gün süren bir zonklamaya rastlanması pek olası olmadığından bu da elenmiş. Nihayetinde bu keşif evrene bakış açımızı gerçekten değiştirebilecek derecede büyük bir önemde olduğundan, doğruluğundan iyice emin olmak için daha fazla gözlem yapılmasına ve kesin olarak teyit edilmesine karar verilmiş.

Astronomların hayatı 

Burada astrofizikçilerin yaşamından küçük bir kesit anlatabilirim. Malum teleskoplar on milyonlarca dolar değerinde ve birçok astronom gözlem yapmak için hazırda bekliyor. O nedenle teleskoplardan gözlem zamanı alabilmek için genelde 6 aylık dönemlerde bir gözlem başvurusu yapılır. Eğer projeniz iyi ise gözlem zamanınızı alırsınız. Tabii bu gözlem süresi çok uzun olmayabilir; bazen birkaç saatlik gözlem zamanı alınabilirken, dev projelerde aylar süren gözlem zamanı kazanma olasılığı olur. Buradaki dezavantaj ise, eğer size verilen gözlem süresinde hava kötü olur ya da bir şekilde kötü veri alırsanız, gözlemi yenileme şansınız kolay kolay olmaz. Eğer ki projeye çok güveniyorsanız 6 ay sonra yeniden başvurur ve yeniden gözlem zamanı peşinde koşturabilirsiniz. Bir kimyacı, fizikçi, ya da biyolog, veri toplama ortamı olan laboratuvarlarda aynı deneyi belki birçok kez yapma şansına sahip olabilir, ancak astronomlarda böyle bir şans olmaz.

Her ne kadar çok büyük bir keşif de olsa, bir sonraki gözlem sezonu beklenmiş ve Temmuz ve Eylül 1995’de sekizer gün art arda gözlemler yapılmış. Yeni gözlemlerin ardından her şey teyit edildikten sonra dünyaya açıklama zamanı gelmiş ve sonuçlar Ekim ayında Nature dergisinde yayınlanmış. Michel Mayor bir röportajında, doğru zamanda doğru işi yaptığından bahsediyor. Bu tür bir keşfi yapabilecek teknoloji yeni icat edilmiş olduğundan ve astrofizik o tarafa doğru yöneldiğinden dolayı kendisi bu çalışmayı yapmamış olsa bile yine 90’larda ilk ötegezegen keşfinin illa ki yapılacak olduğunu söylüyor. Örneğin Kanadalı bir grup 10 yıl boyunca bu konu üzerinde çalışıyor olsa da yılda sadece 6-8 gece gözlem zamanı olduğundan bu keşfi yapacak fırsatı bulamamışlar. Yine de NASA takımının o sırada birkaç ay ya da en geç birkaç yıla bu keşfi yapacağını söylüyor.

Yakın geçmişte Kepler Uzay Teleskobu ve şu anda da TESS uzay teleskobu ile çok sayıda ötegezegen bulundu. Bugün NASA’nın ötegezegen keşiflerinin bilgilerini tuttuğu Ötegezegen Arşivi (Exoplanet Archive: https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/) ile anlık ötegezegen sayısını ve bu ötegezegenlerin özelliklerini takip edebilirsiniz. Arşivden aldığım bu aya ait verilere göre 4073 adet teyit edilmiş ötegezegenin yanında binlerce ötegezegen adayı da bulunuyor. Bugün ötegezegen araştırmaları aslında herhangi bir yıldızın çevresinde yeni bir ötegezegen bulmayı aşmış durumda. Çünkü artık eminiz ki, neredeyse hangi yıldıza bakarsak bakalım bir ya da daha fazla ötegezegen bulacağız. Sadece gözlem tekniği ve teleskop gücünün gelişimine bağlı olarak, bugün olmasa da gelecekte bunlardan çok daha fazla sayıda bulacağımıza eminim, tıpkı günümüzde milyarlarca galaksinin varlığını bildiğimiz gibi. O nedenle bugünkü araştırmaların, ötegezegenleri istatistiksel olarak genelleme ve özellikle kayalık ve yaşam bulundurabilen bölge içinde ilginç ve farklı yapılarda ötegezegenler keşfetme üzerine yoğunlaştığını söyleyebiliriz.

Bu keşif gerçekten de evrene bakışımızı değiştiren büyük keşifler arasında nitelendirilebilir. Görünen evrenimiz içindeki 2 trilyon galaksiden biri olan Samanyolu galaksisi içinde Güneş adı verilen yıldızın etrafındaki küçücük bir gezegen olan Dünyamızın artık tek olmadığını biliyoruz. Bundan sonra beklenen en büyük keşif, belki de bu alandaki Nobel ve verilebilecek bütün ödüllere aday olabilecek şey; evrenin herhangi bir yerinde Dünyamız dışında yaşam olduğunu keşfetmektir. Yakın zamanda inşaatı bitecek dev teleskoplar ve JWST uzay teleskobu belki de bize bu cevabı verebilecek.

Bu yazı Popular Science Turkiye Dergisi için yazılmıştır, dergi sayfalarını indirmek için pdf’i tıklayınız.

(Yıldız Günlükleri – Kasım 2019)

İLGİLİ