2019 yılında bize yakın bir yıldız üzerinde gerçekleştirilen gözlemler, yıldızın etrafında 5 farklı ötegezegenin olabileceğine dair izler bulmuştu. 12 Haziran 2021 tarihindeyse bu gezegenlerin varlığı doğrulanırken; kütle, çap ve yüzey sıcaklığı bilgileri de detaylı biçimde ortaya çıkarıldı.

2018 yılında uzaya fırlatılan TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), modern teknoloji ve gözlem ekipmanlarıyla donatılmış ötegezegen avcısı bir teleskop.¹ Teleskopta bulunan 16.8 megapiksel çözünürlüklü kamera, gökyüzünde 24 derecelik alan içerisindeki ötegezegenleri tespit edebiliyor. Bu alan, gökyüzünde bir takımyıldızının kapladığı alan kadar büyük bir alana tekabül ediyor. Üstelik TESS, bu kameralardan 4 tanesini kullanabildiği için gökyüzünde 96 derece gibi çok geniş bir alanı tarayabiliyor.

Bu teleskop, her 27 günde gökyüzünün belirli bir alanını taradıktan sonra yeni bir bölgeyi taramaya başlıyor. Hem güney yarımküre hem de kuzey yarımküre gökyüzünü tarayabilen teleskop, böylece kısa aralıklarla neredeyse tüm gökyüzünü taramış oluyor. Bu alan, daha önce binlerce ötegezegen tespit etmiş Kepler Uzay Teleskobu’nun taradığı alandan 350 kat daha büyük. Bugüne dek 2.000’in üzerinde gezegen adayı keşfeden bu teleskop bize yalnızca 35 ışık yılı uzaklıktaki yıldızın etrafında bir gezegen sistemi keşfetti.² Üstelik tespit edilen bu gezegenler, suyun sıvı hâlde bulunmasının mümkün olduğu Süper-Dünya'lardan oluşuyor. 

Kırmızı Cüce Yıldız: L 98-59

Kırmızı cüce olarak sınıflandırılan yıldızlar, evrenimizde sayıca en çok bulunan yıldız tipidir.³ Ancak bu yıldızların düşük parlaklıkları, onların Dünya’dan çıplak gözle gözlemlenmesini zorlaştırıyor. Kırmızı cüce yıldızlardan en meşhuru bize 4 ışık yılı uzaklığıyla en yakın yıldız olan Proxima Centauri... Proxima Centauri bile çıplak gözle görebilmek için fazlasıyla soluk bir yıldız. 35 ışık yılı uzaklığıyla bize yakın sayılabilecek L 98-59 yıldızı da kırmızı cüce yıldızlardan biri. Soğuk ve soluk bir kırmızı cüce olan bu yıldız, Güneş’in üçte biri kütleye ve boyuta sahip.

Yıldızın parlaklığı ise Güneş’in yalnızca %1’i kadar. 2019 yılında TESS teleskobuyla yapılan gözlemler, bu yıldızın etrafındaki 5 adet gezegenin varlığına dair önemli ipuçları bulmuştu. Devamında yapılan gözlemler; bu gezegenlerin 3 tanesinin varlığını doğrularken, 4. gezegene dair güçlü kanıtlar ve 5.'sine dairse bazı ipuçları bulunmasını sağladı. Üstelik bu gezegenlerden bazılarında okyanusların, dolayısıyla dünya dışı yaşama zemin hazırlayacak ortamın bulunma ihtimali epey yüksek görünüyor.

Gezegenlerin Kütleleri Nasıl Hesaplandı?

Gezegenler, başlangıçta transit fotometri, yani geçiş yöntemi sayesinde tespit edilebilmişti. Daha önceki bir yazımızda bu yöntemin, gezegenlerin çap bakımından büyüklüğünü ölçmek için etkili bir yöntem olduğunu anlatmıştık. Çünkü bir gezegen ne kadar büyükse geçiş sırasında yıldızın parlaklığında daha büyük bir azalmaya sebep oluyor.

Ancak gezegenlerin çapını ölçmek tek başına yeterli değil. Çünkü gezegenlerin Dünya gibi kayalık olup olmadığı ya da yaşama ne kadar elverişli olduğunu anlamak için gezegenlerin kütlesini de mutlaka ölçmek gerekiyor. Gezegenin kütle ölçümü, aynı zamanda gezegenin yoğunluğu hakkında da önemli bilgiler sağlıyor. Böylece gezegenin nasıl bir yüzeye sahip olduğunu daha iyi anlayabiliyoruz. Bu yüzden astronomlar, ötegezegenlerin kütlesini ölçmek için transit yönteminden çok daha farklı bir teknik kullanıyorlar.

Radyal Hızdaki Değişim Yöntemi

Ötegezegenler, etraflarında döndükleri yıldızlarla bir kütle-çekim mücadelesi içindedir. Elbette yıldızların kütlesi daha fazla olduğundan, bu mücadeleyi yıldızlar kazanır. Her ne kadar gezegenlerin kütlesi yıldızlara kıyasla çok daha az olsa da, gezegenler de yıldızın uzayda sergilediği hareketlere kütleçekimsel etkilerde bulunur. Diğer bir ifadeyle, ötegezegenler kütleleri nedeniyle sistemdeki ana yıldızın sallantı hareketi yapmasına neden olur.

Gezegenin nedeniyle yıldızın maruz kaldığı bu sallantı hareketi, yıldızın Dünya'ya göre olan mesafesinin de sürekli biçimde artıp azalmasına yol açar. Yıldız yaklaştıkça ışık, Doppler kayması nedeniyle mavi frekanslara yaklaşır. Uzaklaşırkense frekans kırmızıya doğru ilerler. İşte bu mantık ile bilim insanları, yıldızın etrafında bir gezegen keşfettikleri çıkarımını yapabilirler. Yıldızın radyal hızının referans alındığı bu yönteme Radyal Hızdaki Değişim Yöntemi adı veriliyor.⁴

Bu yöntem, gezegenlerin kütlesini hesaplamak için de harika bir yol; çünkü gezegenin kütlesi ne kadar yüksekse, kırmızı ve maviye kayma oranları da hissedilir oranda artıyor. Diğer bir deyişle, gezegenin kütlesi ne kadar fazlaysa yıldızın daha fazla yalpalanmasına yol açıyor ve astronomlar bu yalpalamanın oranı sayesinde gezegenin ne kadar kütleli olduğunu çıkarsayabiliyorlar. Doğası gereği bu yöntem ile yüksek kütleye sahip, büyük ve yıldızına yakın ötegezegenler keşfediliyor. Çünkü bir gezegenin kütlesinin dışında yıldıza ne kadar uzak veya yakın olduğu da yıldızın maruz kaldığı sallantı hareketine katkı sağlıyor. İşte L 98-59 yıldızının etrafında keşfedilen gezegenler de bu yıldıza epeyce yakınlar. Dolayısıyla kütleleri ölçülebiliyor ve gezegenlerin yüzey sıcaklığına dair de önemli veriler sağlıyorlar. 

Gezegenler Hakkında Elde Edilen Diğer Veriler

Yıldızına 3.3 milyon kilometre mesafeyle en yakın gezegen olan L 98-59b gezegeninin yüzey sıcaklığının 350 santigrat derece olduğu hesaplandı. Elbette bu sıcaklık, Dünya’daki sıcaklığa göre çok fazla olabilir ama yıldızın etrafında her 2 günde bir turunu tamamlayacak kadar yakın bir gezegen olmasına rağmen ancak 350 santigrat derece sıcaklığa sahip olduğu düşünüldüğünde, bu diğer gezegenlerdeki yaşama dair büyük umut veriyor. Üstelik b gezegeni yalnızca 0.4 Dünya kütlesine sahip. Yani bugüne dek keşfedilen en düşük kütleli ötegezegen!⁵ İşte radyal hızdaki değişim yöntemi, bu kadar hassas kütle ölçümleri yapabilmeye imkân tanıyor. 

İkinci ve üçüncü gezegenler olan L 98-59c ve L 98-59d gezegenleri Dünya’dan 2.32 kata kadar daha yüksek kütleli oldukları için Süper-Dünya’lar olarak sınıflandırılıyor. Üstelik d gezegeninde okyanusların bulunma ihtimali epey yüksek görünüyor. Yapılan yeni gözlemler; L98-59e gezegeni ve beşinci gezegene dair de önemli ipuçları sunuyor. Beşinci gezegen hala doğrulanmış değil ama şu ana kadar yapılan gözlemler, bu gezegenin Dünya’nın 2.5 katı kütleye sahip olması gerektiğini gösteriyor. Yıldızının etrafında her 23 Dünya gününde bir tur atan gezegenin yıldızına olan uzaklığı, gezegendeki sıcaklığın Dünya’dakiyle çok benzer olabileceğini gösteriyor. Çünkü bu gezegen her ne kadar 15 milyon kilometreyle uzaklığıyla yıldızına, bizim Güneş’e olduğumuzdan 10 kat daha yakın olsa da kırmızı cüce yıldızın oldukça soğuk oluşu, gezegenin yaşanılabilir bölgede olma ihtimalini artırıyor. 

Sonuç

Özetlemek gerekirse, 35 ışık yılı gibi gökbilimsel ölçekte bize yakın sayılabilecek bir mesafede tıpkı bizim Güneş Sistemimizde olduğu gibi farklı gezegenlerden oluşan bir sistem bulunuyor. Bu gezegenlerin Dünya’dan daha büyük ve yüksek kütleli olmaları ve heyecanlanmamıza sebep olsa da gezegenlerle ilgili daha isabetli detaylara erişmek için yeni verilerin incelenmesini bekleyeceğiz.

Eğer L 98-59 gibi bir kırmızı cücenin etrafında yaşamın izlerine rastlayabilirsek, bu bize kırmızı cücelerin etrafında akıllı yaşamın çok daha bol olabileceğine dair çok güçlü ve bilimsel kanıtlar olarak geri dönecek. İşte ötegezegenler ve keşif yöntemlerinin önemi tam da bu noktada daha belirgin hâle geliyor. Çünkü her ne kadar dünya dışı akıllı yaşama, yani uzaylı ihtimaline dair birçok paradoks ve fikir bulunsa da, bir gün bizi bu ihtimallerin gerçekliğine kavuşturacak bilgiler ötegezegenler ve keşif yöntemlerinden geçiyor.

Kemal Cihat Toprakçı

Kaynaklar ve Referanslar:

1. NASA. Exoplanets: Planets beyond our solar system. NASA. Alındığı Tarih: Kasım 2, 2021. Alındığı Yer: https://exoplanets.nasa.gov/tess/.
2. Aanda.org. Alındığı Tarih: Kasım 2, 2021. Alındığı Yer: https://aanda.org/articles/aa/pdf/2021/09/aa41034-21.pdf.
3. Wikimedia Foundation. (2021, Ekim 31). Red dwarf. Wikipedia. Alındığı Tarih: Kasım 2, 2021. Alındığı Yer: https://en.wikipedia.org/wiki/Red_dwarf.
4. Radial velocity method. Las Cumbres Observatory. Alındığı Tarih: Kasım 2, 2021. Alındığı Yer: https://lco.global/spacebook/exoplanets/radial-velocity-method/.
5. Plait, P. (2021, Ekim 22). Confirmed! A tiny nearby exoplanet with only 40% of Earth's mass. SYFY Official Site. Alındığı Tarih: Kasım 2, 2021. Alındığı Yer: https://www.syfy.com/syfy-wire/confirmed-a-tiny-nearby-exoplanet-with-only-40-of-earths-mass.