Kepler’in ardından yeni bir öte gezegen arama teleskobu olan TESS (Öte gezegen Transit Tarama Teleskobu; Transiting Exoplanet Survey Satellite) 18 Nisan 2018’de Cape Canaveral’dan SpaceX’in Falcon 9 roketi ile fırlatıldı. Daha önceden hiç kullanılmamış, yüksek derecede elips olan farklı bir üst Dünya yörüngesine gönderildi. Dünya çevresindeki dolanımı 13.7 gün süren olan TESS, NASA’nın seri bir şekilde ötegezegen bulucu misyonu olarak planlandı.
TESS misyonu, Dünya’nın yarı boyutundaki küçük gezegenlerden, Jüpiter gibi dev gaz gezegenlere, yıldızının dibi kadar çok yakın olandan, çok uzak mesafelerde yörüngeleri bulunan ve özellikle parlak cüce yıldızlar başta olmak üzere çok farklı çeşitlerdeki yıldız tipleri çevresinde dolanan öte gezegenleri keşfedecek. Asıl amacı özellikle bizim Güneş’imize yakın mesafelerde bulunan daha önceden belirlenmiş 200 bin kadar yıldızın parlaklığını, görev süresinin ilk iki yılı içerisinde ölçüp, bunların parlaklıklarındaki değişimleri kaydedecek. Bu değişimi ölçmesinin sebebi, eğer yıldızın önünden bir gezegen geçerse kısa dönemli parlaklığı azalır, dolayısıyla bu yıldızın çevresinde bir öte gezegen olduğunu düşünebiliriz. Ama elbette kesin var diyemiyoruz, çünkü parlaklığın düşmesine neden olan başka sebepler de olabilir. Halen görevde olan diğer öte gezegen kaşifi Kepler Teleskobunun bulduğu adaylardan özellikle tek bir öte gezegen bulunduğu tahmin edilen sistemlerin yaklaşık %40’i hatalı çıkmıştı. O nedenle bu tür gözlemlerde ilk keşif ile o öte gezegenin adaylığı açıklanır, ardından bağımsız başka teleskoplardan da aynı bölgenin gözlemi yapılıp görüntülendiğinde de teyit edilmiş olur. O nedenle TESS’i ilk keşifleri yapacak öncü bir teleskop olarak nitelendirmek yanlış olmaz.
TESS görev süresi boyunca binlerce yeni öte gezegeni kataloglayacak, hatta bunların birçoğunu Dünyanın yarı boyutundan bile küçük olan öte gezegenler oluşturacak. Dolayısıyla önümüzdeki en az 20 yılda tek tek detaylı araştırılacak birçok yeni ve ilginç öte gezegenleri keşfetmiş olacağız. Her ne kadar Samanyolu galaksimizde tahminen 400 milyar yıldız olsa da, TESS misyonu ile bize yakın bölgedeki 200 bin yıldızın çevresinde dolanan öte gezegenler, galaksimizdeki her bakımdan birbirlerinden farklı öte gezegen çeşitliliğini gösterecek. TESS’in bu gezegenler içinde küçükten büyüğe, kayasaldan gazsal öte gezegenlere kadar birçok farklı yapıda öte gezegenlerin keşfini yapması bekleniyor.
Takdir edersiniz ki, 200 bin yıldızın çevresinde en az birkaç milyon gezegen bulunacağı beklenebilir. Ama yörünge eğimi ya da dönüş hızının çok uzun olması vs. gibi sebeplerle bu kadar öte gezegeni bir çırpıda keşfetmek pek de olanaklı değil. Misyon planlayıcılarının tahminlerine göre, ilk iki yıllık görev süresi içerisinde en az 50 Dünya boyutunda gezegen ile 500 civarı da Dünyanın iki katından daha küçük gezegen bulunabilir. Kepler keşifleri dahil, zaman içinde bulduğumuz birçok öte-gezegeni karşılaştığımızda görüyoruz ki, Dünya gayet küçük bir gezegen ve Dünya boyutunda öte gezegenlerin sayısının her ne kadar çok daha fazla olacağı tahmin ediliyor olsa da, bulunması gerçekten çok zor. Dünya boyutu öte gezegenler haricinde TESS’in toplamda yaklaşık 20 bin öte gezegen keşfetmesi bekleniyor. Bunlardan 17 binden fazlası Neptün’den daha büyük boyutlu olabilir.
TESS, yakın bölgedeki tüm yönleri inceleyecek olan ilk uzay gözlem misyonu olacak. Bugün itibariyle 2649 adet teyit edilmiş öte gezegen keşfeden NASA’nın Kepler misyonunun ana görevi, gökyüzündeki sadece küçük bir bölgeyi gözlemleyip, o bölgedeki öte gezegenlerin sayısını ve bulunabilirliğini keşfetmekti. TESS ise Kepler’in bakış alanından 350 kat daha büyük bir bölgeye bakıp, 2 yıl içerisinde gökyüzünün yüzde 85’ini tarayıp, yeni öte gezegenler arayacak. İlk etapta güney yarımküre gökyüzünü birinci yılında tarayıp, ikinci yılında da kuzey yarımküre gökyüzünü araştıracak. Öte yandan Kepler sadece belli bir bölgeye uzun süre baktığından dolayı yaptığı keşifler çok uzaklarda veya parlaklığı çok düşük olan yıldızlar çevresindeki öte gezegenler olabiliyordu. TESS’in farkı ise, bize yakın ve görece parlak yıldızları hedeflediğinden dolayı Kepler’in keşiflerinden 30 ile 100 kat daha parlak yıldızların çevresindeki öte gezegenleri keşfedebileceğiz.
TESS’in bilim enstrümanları dört adet geniş-alan CCD kamerası içeriyor. Bununla 24 derece x 24 derece büyüklüğünde bir alan taranacak. İki yıllık görevi boyunca, kameralar 24 derece x 96 derece büyüklüğünde bir sektörü tümüyle 27 günde tarayıp sonra sıradaki sektöre geçecek. Her bir yarımkürede 13 gözlem sektörü olmak üzere 2 yılda toplam 26 gözlem sektörünü tarayarak neredeyse tüm gökyüzünü taramış olacak. Ana hedefinde daha önceden belirlenmiş toplam 200 bin parlak yıldız olduğundan, örneğin bir gözlem sektöründe hedeflenen 15 bin yıldız varsa, her iki dakikada bir bu yıldızların parlaklıkları hassas bir şekilde kaydedilip, her 30 dakikada bir de 24 derece x 96 derece büyüklüğündeki alanın görüntüsü elde edilmiş olacak. Öte gezegenler de bu ardışık görüntülerin arasındaki parlaklık farkları ölçülerek bulunacak.
TESS misyonu her ne kadar gayet büyük bir misyon gibi görünse de aslında çok daha büyük öte gezegen araştırma konsorsiyumunun bir parçası. Geniş bir öte gezegen kataloğu oluşturmak için binlerce yıldızı tek tek incelemek gerekiyor. Özellikle TESS’in hedefinde bize yakın parlak yıldızlar olduğundan, keşfedilecek olan öte gezegenler sonradan yerdeki ve diğer uzay teleskoplarıyla daha uzun ve daha detaylı bir şekilde gözlemlenecek. Özellikle Hubble gibi uzay teleskoplarından yapılan tayfsal gözlemler ile atmosfer yapılarını anlayabileceğiz. Yersel teleskoplarla yapılan tayf gözlemleri ile de bu öte gezegenlerin kütlelerini hesaplayabiliyoruz. Boyut ve kütle hesabını bildiğimizde de yoğunluklarını ve dolayısıyla bu gezegenlerin hangi maddelerden oluştuğuna dair çıkarımlar yapmak olanaklı hale geliyor.
Yıllardır beklediğimiz James Webb Uzay Teleskobu (JWST) eğer bir aksilik çıkmazsa 2019’da uzaya fırlatılacak. JWST, çok amaçlı enstrümanları olan bir teleskop olduğundan TESS’in keşfettiği bazı öte gezegenleri çok daha derinden inceleme olanağı bulacak. Diğer yandan TESS’e benzer olarak, öte gezegen gözlemi amacıyla Avrupa Uzay Ajansı (ESA) da bu yıl CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) misyonunu fırlatacak. Görünen o ki, birkaç yıl içinde basın bültenleriyle takip edeceğimiz “Dünya-benzeri öte gezegenler keşfedildi” haberlerini bol bol duyacağız. Her ne kadar bizim ömür sürecimiz içerisinde bu öte gezegenlerin hiçbirisine gidemeyecek olsak da, bundan sonraki uzay gözlem ve keşif misyonlarının planlanmasına temel teşkil edeceğine eminim.
Bu yazı Popular Science Turkiye Dergisi için yazılmıştır, dergi sayfalarını indirmek için pdf’i tıklayınız.
Yıldız Günlükleri (Popular Science Turkiye – Nisan 2018)