İlk ötegezegeni keşfettiğimiz yıl olan 1995'ten bugüne dek 4.000’in üzerinde ötegezegen keşfettik. Bunların aralarında Dünya’ya benzer gezegenler de var, bilim-kurgu filmlerinden fırlamış gibi gözüken gök cisimleri de... Çünkü ötegezegenlerin sayısının bu kadar fazla oluşu, zaman zaman fantastik sayılabilecek gezegenlere rast gelme olasılığımızı da artırıyor. Bugün de kulağa oldukça fantastik gelen, fakat gerçekten de var olduğunu bildiğimiz bir ötegezegenden, diğer bir deyişle evrende bildiğimiz en karanlık gezegen olan TrES-2b'den bahsedeceğiz.
Gök Cisimlerinin Yansıtabilirlik Düzeyleri: Albedo Kavramı
Evrende her bir cismin bir yansıtabilirlik seviyesi, daha bilimsel bir deyişle “albedo oranı” bulunur. Cisimlerin albedo değerleri 0 ve 1 sayıları arasında gösterilir.1 Bir cismin albedo değeri sıfıra yakınsa bu, cismin yansıtabilirlik oranının düşük olduğunu ifade eder. Tam tersine 1’e yakın değerler ise cismin iyi bir yansıtıcı olduğunu belirtir. Örneğin beyaz gibi açık renklere sahip cisimlerin albedoları yüksektir, dolayısıyla Albedo değerleri 1’e daha yakındır.
Albedo kavramını, gök cisimlerinin görünür parlaklığını ifade etmek için kullanılan kadir değeriyle de karıştırmamak gerekiyor. Çünkü örneğin Ay’ın kadir değeri, Dünya’dan bakıldığında Ay’ın oldukça parlak biçimde görüldüğünü belirtir. Ancak Ay’ın albedo değeri, yani yansıtabilirlik seviyesi 0.12’dir.2 Yani Ay, Güneş ışığının %12’sini yansıtması sebebiyle, aslında oldukça kötü bir yansıtıcıdır ama gökyüzünde özellikle Dolunay evresinde çok parlak görünür.
Daha çarpıcı bir örnek olarak, Güneş Sistemi’nde en yüksek albedoya sahip gök cismi Satürn’ün uydusu Enceladus’u gösterebiliriz. Enceladus, %99’luk albedo oranıyla ışığın neredeyse tümünü geri yansıtıyor.3 Enceladus’un çok iyi bir yansıtıcı olmasının sebebi, yüzeyinin oldukça pürüzsüz olmasıyla birlikte yüzeyindeki su buzlarının varlığından kaynaklanıyor. Bu kadar parlak bir gök cismini, teleskoplarla gözlemlemek ya da fotoğrafını çekmek de işleri kolaylaştırıyor elbette.
Ancak yaklaşık 750 ışık yılı mesafede bulunan TrES-2b gezegeni, Enceladus’ta olduğunun tam tersine üzerine gelen ışığın %99’unu soğuran gaz devi bir gezegen.4 Başka bir deyişle üzerine gelen ışığın yalnızca %1’ini geri yansıtıyor. Peki, Güneş Sistemi’mizden çok uzakta yer alan ve neredeyse hiç ışık yaymayan bu gök cismi, nasıl oluyor da tespit edilebiliyor? Üstelik gezegenin yalnızca keşfetmekle kalmayıp; atmosferi, çapı, sıcaklığı gibi kompleks bilgileri de edinebildiğimizi düşünürsek, bunun nasıl mümkün olduğu sorusunu mutlaka sormamız gerekiyor.
Hiç Işık Yaymayan Bir Gök Cismi Nasıl Keşfedilebilir?
Tahmin edebileceğiniz üzere bu kadar karanlık bir gök cismini teleskoplarımızı ona doğrultup fotoğrafını çekerek tespit etmek olası değil. Dolayısıyla bilim insanları bu tür ötegezegenleri tespit etmek için akıllıca bir yöntem kullanıyorlar. Transit Fotometri ya da Türkçe adıyla Geçiş Yöntemi, en verimli ötegezegen keşif tekniklerinden biri...5
Bu teknikte basitçe yıldızların parlaklığındaki ani ya da sistemli değişiklikler takip ediliyor. Çünkü Güneş Sistemi dışında keşfettiğimiz ötegezegenler, tıpkı bizim Güneş Sistemimizde gezegenlerin Güneş etrafında dönmesinde olduğu gibi yıldızların etrafında bir yörüngeyi takip ediyorlar. Bu durum, tüm ötegezegenlerin önünde sonunda yıldızın önünden geçiş yapacağı anlamına geliyor. Gezegen, yıldızın önünden geçiş yaptığındaysa tıpkı bir tutulmada olduğu gibi yıldızın parlaklığında azalma meydana geliyor.
Ancak gezegen geçişinin sebep olduğu yıldızın parlaklığındaki bu azalma, tutulmaların aksine öylesine düşük oluyor ki parlaklıktaki değişime gerçekten bir ötegezegenin sebep olduğundan emin olunması için gözlemlerin uzun süreler boyunca devam etmesi gerekebiliyor. Aslında bunu, uzaklarda yanan bir sokak lambasının önünden geçen küçük bir cismin, lambanın parlaklığını algılaması zor bir boyutta azaltmasına benzetebilirsiniz. İşte en karanlık gezegen TrES-2b de 2011 yılında Kepler Uzay Teleskobu tarafından Geçiş Yöntemi sayesinde keşfedilebildi.
Geçiş yönteminin en önemli avantajlarından biri, keşfedilen gezegenin büyüklüğünü yani çapını da hesaplayabilmemize imkân tanıyor oluşu. Mantık aslında epey basit; eğer bir gök cismi küçükse, yıldızın parlaklığına olan etkisi de oldukça düşük olacaktır. Büyük bir gökcismi ise yıldızın parlaklığında daha büyük bir etki yaratacaktır. Ama belki de daha ilginç olan; geçiş yönteminin gezegenin içerdiği elementler ya da kompozisyonu hakkında da isabetli veriler sunabiliyor oluşudur.6 Çünkü gezegen, yıldızın önünden geçerken yıldızdan gelen ışıkların bir kısmı önce gezegenin atmosferi içerisinden geçiyor ve Dünya'ya ulaşıyor. Bu yıldız ışığının dalgaboyları, atmosferdeki elementlere bağlı olarak değişim gösteriyor. Basitçe ifade etmek gerekirse; gezegen atmosferinin içerisinden geçip bize ulaşan yıldız ışığı, atmosfer hakkında önemli bilgileri beraberinde taşıyor. İşte bu ışığın spektrum çizgilerini inceleyen bilim insanları, gezegende ve atmosferinde bulunması muhtemel elementlere dair fikir yürütebiliyorlar.
TrES-2b Gezegeni Neden Bu Kadar Karanlık?
TrES 2b, Sıcak Jüpiter tipi bir ötegezegen. Sıcak Jüpiter sınıfı gezegenler, fiziksel olarak Jüpiter’le benzerlikler gösteriyorlar. Ancak Sıcak Jüpiterlerin ayırt edici özellikleri, bu gök cisimlerinin yıldızlarının etrafında çok kısa yörünge periyotlarına sahip olmaları. Daha anlaşılır bir ifadeyle TrES-2b, 4 milyon kilometre uzaklıkla yıldızına çok yakın bir mesafede yer alıyor. 4 milyon kilometre kulağa oldukça büyük bir mesafe gibi geliyor olabilir ama bu gezegenin yıldızına ne kadar tehlikeli bir yakınlıkta seyrettiğini anlamak için hemen bir kıyas yapalım. Gezegenimiz Dünya, Güneş’e 150 milyon kilometrelik uzaklıkta yer alıyor. Yani TrES-2b gezegeni yıldızına, bizim Güneş’e olan uzaklığımıza kıyasla 37.5 kat daha yakın. Güneş’e en yakın gezegen olan Merkür bile yaklaşık 58 milyon km uzaklıkta... Diğer bir deyişle TrES-2b, yıldızına Merkür’ün Güneş’e olan uzaklığına oranla 14.5 kat daha yakın.
İşte TrES-2b de, yıldızına bu kadar yakın olduğu için yüzeyinde Jüpiter’de olduğu gibi ışığı yansıtabilen amonyak bulutları oluşamıyor. Ayrıca gezegenin yüzeyinde yer alan sodyum, potasyum ve titanyum oksit gibi ısıyı çok iyi emen elementler, gezegeni fazlasıyla karanlık yapıyor ve sıcaklığın 1000 santigrat dereceye kadar yükselmesini sağlıyor.
TrES-2b, keşfedilen en karanlık gezegen olması sayesinde dikkat çeken bir gök cismi olsa da yazımızın başında da belirttiğimiz üzere farklı yöntemlerle keşfedilen 4.000’den fazla gezegen var. Üstelik bu sayı, yapılan yeni gözlemler ve farklı yöntemlerle her geçen gün artmaya da devam ediyor.
Kemal Cihat Toprakçı
- Thermodynamics: Albedo. Thermodynamics: Albedo | National Snow and Ice Data Center. Alındığı Tarih Ekim 5, 2021, Alındığı Yer: https://nsidc.org/cryosphere/seaice/processes/albedo.html.
- How bright is the Moon? Asterism.org. Alındığı Tarih: Ekim 5, 2021, Alındığı Yer: https://asterism.org/2019/04/12/how-bright-is-the-moon/.
- Enceladus. The Nine Planets. (2019, Ekim 17). Alındığı Tarih: Ekim 5, 2021, Alındığı Yer: https://nineplanets.org/enceladus/.
- NASA. Exoplanet-catalog – exoplanet exploration: Planets beyond our solar system. NASA. Alındığı Tarih: Ekim 5, 2021, Alındığı Yer: https://exoplanets.nasa.gov/exoplanet-catalog/1716/tres-2-b/.
- NASA. (2019, Haziran 20). 5 Ways to Find a Planet. NASA. https://exoplanets.nasa.gov/alien-worlds/ways-to-find-a-planet/
- Down in front!: The Transit Photometry Method. The Planetary Society. Alındığı Tarih: Ekim 5, 2021, Alındığı Yer: https://www.planetary.org/articles/down-in-front-the-transit-photometry-method.
