Astronomi

İlk ötegezegen nasıl tespit edildi?

İlk ötegezegen nasıl tespit edildi?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

İlk ötegezegen nasıl keşfedildi? Bunu tespit etmek için hangi yöntem kullanıldı?


Bu soru biraz zor, çünkü bir ötegezegeni "keşfetmek" olarak sayılan şeyin ne olduğu belirsiz. Bugün, iki ayrı teknikle veya üç ayrı geçişle (geçiş yöntemiyle bulunursa) tespit edilebiliyorsa, bir ötegezegeni keşfedilmiş sayıyoruz. Çok erken dönemdeki ötegezegen avlarından bazıları gerçekten onları buldu, ancak ilk sonuçlarının çoğu şüpheli veya şüpheliydi (ve bazen yanlıştı) ve çok sonrasına kadar gerçekten doğrulanmadı. Öyleyse, bir gezegeni potansiyel olarak ilk tespit edildiğinde keşfedilmiş olarak mı sayıyorsunuz yoksa tamamen doğrulanana kadar onu saymıyor musunuz?

İlk Dış Gezegen Tespiti

Birinin bir ötegezegen keşfettiğini iddia etmesi ilk kez 1988'deydi. Gökbilimciler Bruce Campbell, G. A. H. Walker ve Stephenson Yang, radyal hız yöntemini kullanarak Gamma Cephei yıldızının etrafında bir gezegen keşfettiklerini açıkladılar. Ancak, sonuçları o kadar iyi değildi, çünkü o zamanlar algılama, teknolojik yeteneklerinin eşiğindeydi ve sonuçları tamamen inandırıcı değildi. Bu gezegenin gerçekten var olduğu yıllar sonra doğrulandı. Bunu ilk gerçek ötegezegen keşfi olarak kabul edip etmemeniz, gerçek doğrulamanın ilk tespitten yıllar sonrasına kadar gelmediği göz önüne alındığında, keşif olarak tanımladığınız şeye bağlıdır.

İlk Onaylanmış Ötegezegen Tespiti

1992'de Aleksander Wolszczan ve Dale Frail, yine radyal hız yöntemiyle bir pulsar PSR B1257+12 etrafında bir gezegen bulmayı ve doğrulamayı başardı. Şu anda, ölçümleri inanılacak kadar iyiydi ve bu nedenle "onaylanmış" olarak kabul edildi.

Bir Ana Dizi Yıldızı Çevresinde İlk Teyit Edilen Ötegezegen Tespiti

Bu olay, normal bir anakol yıldızının etrafında bir ötegezegenin ilk kez tespit edilmesi ve doğrulanması nedeniyle özellikle çağrıldı. Bu, 1995 yılında 51 Pegasi yıldızının etrafında meydana geldi. Bu keşif Michel Mayor ve Didier Queloz tarafından yapılmıştır. Birçok insan bunu ilk "gerçek" ötegezegen keşfi olarak kabul eder ve ilk ötegezegen keşfinin ne zaman yapıldığını sorarsanız, bu davadan alıntı yapacaktır.


Keşfedilen ilk ötegezegenler, nötron yıldızları ve özellikle pulsarlar etrafında yörüngede dönüyor.

Gezegenleri olmayan ve çoklu yıldız sisteminin parçası olmayan pulsarlar son derece düzenli bir frekans sergilerler. Bu frekans, bir pulsar içeren ikili sistemlerde yörünge frekansı tarafından modüle edilir. Gezegenleri olan bir pulsar, benzer (ancak azaltılmış) bir frekans modülasyonu sergileyecektir, çünkü pulsar ve gezegenler birbirlerinin yörüngesinde dönerler. Pulsarların ikili sistemlerin üyeleri olup olmadığını belirlemek için kullanılan zamanlama teknikleri, 1992'de ilk ötegezegenlerin keşfini mümkün kıldı.


İlk olarak, gökbilimciler bir ötegezegen üzerinde kuvvetli rüzgarlar tespit ediyor

İlk ötegezegen - güneş sistemimizin dışında bir gezegen - 1995'te keşfedildiğinden beri, 460'tan fazla kişi bulundu. Gökbilimciler, bazı ötegezegenlerin atmosferlerini oluşturan moleküllerin boyutunu, yörünge özelliklerini ve hatta bazılarını ölçebilmiş olsa da, bunların oluşumu ve evrimi hakkında pek çok gizem devam etmektedir.

MIT'nin Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Enstitüsü'nden bir araştırmacı da dahil olmak üzere bir gökbilimci ekibi, bir ötegezegenin atmosferinde rüzgarı ölçen ilk kişi oldu. Araştırmacılar, 150 ışıkyılı uzaklıkta bulunan ve Jüpiter'in kütlesinin yarısından biraz daha fazla olan devasa bir ötegezegen olan HD209458b'de şiddetli rüzgarları tespit ederek, gezegenin ev sahibi yıldızının yörüngesinde dönerken hareketini ölçebildiler - aynı zamanda ötegezegen araştırmaları için bir başka ilk.

24 Haziran'da yayınlanan bir makalede detaylandırılan çalışma, Doğa, bir gezegenin atmosferinin özelliklerini anlamak, o gezegenin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini karakterize etmek için kritik bir ilk adım olduğundan, ötegezegenler üzerine gelecekteki araştırmalara rehberlik edecektir.

Gezegenin yörünge hareketini ölçmek de önemlidir, çünkü bu hareketin hızı, hem gezegenin hem de ana yıldızının kütlesinin daha kesin bir tahminini elde etmek için Newton'un evrensel yerçekimi yasasıyla kullanılabilir. Bundan önce, gökbilimciler, ötegezegenin kütlesini belirlemek için, bir ötegezegenin ev sahibi yıldızının ötegezegenin yerçekimi çekimine tepki olarak sallanmasıyla meydana gelen ışıktaki değişikliklerin yanı sıra karmaşık matematiksel modellere güvenmek zorundaydı. Araştırmacıların HD209458b'yi incelemek için kullandıkları yeni bir teknik sayesinde, gökbilimciler artık bazı ötegezegenlerin ve yıldızlarının kütlesine ilişkin tahminlerini iyileştirebilecekler.

Gökbilimcilerin bir ötegezegen hakkında çok şey öğrenebilmelerinin bir yolu, onu Dünya'dan görüldüğü gibi ev sahibi yıldızının önünden geçerken gözlemlemektir. Gökbilimciler, bir geçiş olarak bilinen bu olay sırasında bir ötegezegen tarafından gizlenen ışığı ölçerek, gezegenin boyutu ve atmosferinde ne tür moleküllerin bulunduğu gibi gezegenle ilgili ayrıntıları öğrenebilirler. Bugüne kadar keşfedilen 463 ötegezegenden 80'den fazlasının geçiş yapan gezegenler olduğu biliniyor. (1999'da tanımlanan HD209458b, keşfedilen ilk geçiş yapan ötegezegendi.)

Araştırmacılar, karbon monoksit üzerinde çalışarak HD209458b'nin atmosferindeki şiddetli rüzgarları tespit etti. Leiden Üniversitesi ve Hollanda Uzay Araştırmaları Enstitüsü'nden (SRON) araştırmacılarla işbirliği yapan ortak yazar ve Kavli postdoc Simon Albrecht'e göre, sonuçlar “astronomi topluluğunun, nokta, Dünyamızın ikizleri olan ötegezegenlerdeki atmosferik koşulları ölçün.”

Yerden yapılabilir

Kısmen Hollanda Bilimsel Araştırma Örgütü tarafından finanse edilen çalışmayı "potansiyel olarak çığır açan" yapan şey, University of the University'de gezegen bilimcisi olan Adam Showman'a göre HD209458b'nin rüzgarlarını ve yörünge hareketini tespit etmek için kullanılan zemin tabanlı tekniktir. Arizona. “Bunun yerden yapılabilir olması bile muhteşem” dedi.

Araştırmacılar, uzaktaki gezegeni incelemek için NASA'nın Spitzer Uzay Teleskobu gibi uzaya dayalı bir araç kullanmak yerine, Şili'deki Avrupa Güney Gözlemevi'nde yer tabanlı, yüksek çözünürlüklü bir spektrograf kullandılar. gezegen yıldızının önünden geçiyor. Geçen Ağustos ayında HD209458b geçişi sırasında, ana yıldızı, Hollanda'daki Leiden Gözlemevi'nden baş yazar Ignas Snellen'in gezegenin atmosferinden süzülen ışığın "parmak izi" olarak tanımladığı şeyi bıraktı. Araştırmacılar daha sonra atmosferdeki karbon monoksit moleküllerini tespit etmek için bu ışığın izini analiz etmek için spektrografı kullandılar. Snellen, "H209458b'nin aslında Jüpiter ve Satürn kadar karbon açısından zengin olduğu görülüyor ve bu da aynı şekilde oluştuğunu gösterebilir" dedi.

Araştırmacılar daha sonra, bir şey hareket ettiğinde ışığın dalga boylarında ince renk değişiklikleri yaratan bir fenomen olan Doppler kayması sayesinde karbon monoksitin hareketinin spektrografik ölçümlerini analiz etmek için birkaç ay harcadılar. Bir cisim bize doğru hareket ettiğinde biraz daha mavi, uzaklaştığında biraz daha kırmızı görünür. Spektrograf, ötegezegen tarafından emilen ışıkta bir şeyin gazı hareket ettirdiğini gösteren renk kaymalarını ortaya çıkardı. Araştırmacılar, bir şeyin, gezegenin atmosferinde saatte 10.000 kilometreye kadar karbon monoksit üfleyen şiddetli rüzgar olduğuna inanıyor (güneş sistemimizde başka bir gezegende şimdiye kadar tespit edilen en hızlı rüzgarlar Neptün'de saatte 2.000 kilometreye kadar esiyordu, önceki araştırmalara göre). Gökbilimciler, karbon monoksitin hareketini izleyerek, gezegenin ev sahibi yıldızının yörüngesinde dolanırken hareketini ölçebildiler.

Showman, sonuçların dikkate değer olmasına rağmen, gelecekteki araştırmaların şiddetli rüzgarlara neden olabilecek şeyleri ele alması gerektiğini söyledi. Şu anda, spektrograf, bu ayrıntı seviyesini ayırt etmek için yeterli spektral çözünürlüğe sahip değil.

Ekip, bu araştırmada kullanılan yer tabanlı tekniği geliştirmeye devam ederken, Albrecht, kendisinin ve meslektaşlarının, su gibi karbon monoksitten daha zayıf spektral sinyallere sahip moleküller için ötegezegensel atmosferleri analiz etme konusunda "daha iyi bir iş" yapması gerektiğini söyledi. Bir sonraki adım, bu mesafenin tespit edilebilir karbon monoksit ve diğer molekül konsantrasyonlarını nasıl etkilediğini görmek için ev sahibi yıldızlarından biraz daha uzakta bulunan ötegezegenlerin atmosferlerini ölçmektir.


Gökbilimciler, Subaru Teleskobu kullanarak bir dış gezegenin atmosferinde yeni kimyasal imza tespit ettiler

Şekil 1: Güneş sistemimizin (üstte) ve WASP-33 gezegen sisteminin (altta) karşılaştırması. Güneş Sistemindeki gezegenlerin uzaklıkları ölçülü değildir. WASP-33b, ana yıldızına Merkür'ün Güneş'e olduğundan çok daha yakındır, ana yıldızından gelen aşırı radyasyon nedeniyle 2500 santigrat derece yüksek bir sıcaklığa sahiptir. WASP-33b'nin bir tarafı, Ay'ın aynı tarafının her zaman Dünya'ya dönük olmasına benzer şekilde, sürekli olarak ev sahibi yıldıza dönüktür. Kredi: WP, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons (üstte), Astrobiyoloji Merkezi (altta))

Astrobiyoloji Merkezi'nden bir araştırmacı ve Belfast Queen's Üniversitesi'nden bir araştırmacı tarafından yürütülen uluslararası bir gökbilimci işbirliği, güneş dışı bir gezegenin, yani güneşimiz dışında bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegenin atmosferinde yeni bir kimyasal imza tespit etti. Hidroksil radikali (OH), ötegezegen WASP-33b'nin gündüz tarafında bulundu. Bu gezegen, ev sahibi yıldızının yörüngesinde Merkür'ün yörüngesinden çok daha yakın bir yörüngede dönen gaz devi bir gezegen olan 'ultra-sıcak Jüpiter' olarak adlandırılan bir gezegendir (Şekil 1) ve bu nedenle 2500 derece C'den fazla (erimeye yetecek kadar sıcak) atmosfer sıcaklıklarına ulaşır. Astrobiyoloji Merkezi ve Belfast Queen's Üniversitesi'nde çalışan baş araştırmacı Dr. Stevanus Nugroho, "Bu, güneş sisteminin ötesinde bir gezegenin atmosferinde OH'nin ilk doğrudan kanıtıdır. Bu, yalnızca gökbilimcilerin bu molekülü ötegezegen atmosferlerinde tespit edebildiklerini değil, aynı zamanda bu gezegen popülasyonunun ayrıntılı kimyasını anlamaya başlayabileceklerini de gösteriyor."

Dünya atmosferinde, OH esas olarak su buharının atomik oksijen ile reaksiyona girmesiyle üretilir. Sözde 'atmosferik deterjan'dır ve yaşam için tehlikeli olan kirletici gazları (örneğin metan, karbon monoksit) temizlemek için Dünya atmosferinde çok önemli bir rol oynar. WASP-33b gibi çok daha sıcak ve daha büyük bir gezegende (gökbilimcilerin daha önce demir ve titanyum oksit gazı belirtileri tespit ettiği Şekil 2) OH, su buharı ve karbon monoksit ile etkileşimler yoluyla atmosferin kimyasını belirlemede kilit bir rol oynar. WASP-33b'nin atmosferindeki OH'nin çoğunun, aşırı yüksek sıcaklık nedeniyle su buharının yok edilmesiyle üretildiği düşünülmektedir. Belfast Queen's Üniversitesi'nden ortak yazar Dr. Ernst de Mooij, "Verilerimizde, suyun bu aşırı ortamda hidroksil oluşturmak üzere yok edildiği fikrini destekleyecek olan, su buharından yalnızca geçici ve zayıf bir sinyal görüyoruz," diye açıklıyor. bu çalışmada.

Ekip, bu keşfi yapmak için Hawaii'deki Maunakea'nın zirve bölgesinde (deniz seviyesinden yaklaşık 4.200 m yükseklikte) bulunan 8.2 metre çapındaki Subaru Teleskobu'nda Kızılötesi Doppler (IRD) cihazını kullandı. Bu yeni araç, atomları ve molekülleri, yıldızlar ve gezegenler tarafından yayılan renklerin (veya tayfın) gökkuşağı üzerine bindirilmiş benzersiz karanlık absorpsiyon özellikleri kümesi olan "spektral parmak izleri" aracılığıyla algılayabilir. Gezegen, ev sahibi yıldızının yörüngesinde dönerken, hızı görecelidir. Tıpkı bir ambulansın sireninin veya bir yarış arabasının motorunun kükremesinin yanımızdan hızla geçerken perdeyi değiştirmesi gibi, bu spektral parmak izlerinin ışık frekansları (yani rengi) gezegenin hızıyla değişir. Bu, modern teleskopların bu tür 'sıcak Jüpiter' ötegezegenlerinin doğrudan görüntülerini alacak kadar güçlü olmamasına rağmen, gezegenin sinyalini, normalde bu tür gözlemleri alt üst eden parlak yıldız yıldızından ayırmamızı sağlar.

Şekil 2: Sanatçının 'ultra-sıcak Jüpiter' ötegezegeni WASP-33b'ye ilişkin izlenimi. Kredi: Astrobiyoloji Merkezi

"Güneş dışı gezegenler bilimi nispeten yenidir ve modern astronominin temel amacı, bu gezegenlerin atmosferlerini ayrıntılı olarak araştırmak ve sonunda "Dünya benzeri" ötegezegenleri - bizimkine benzer gezegenler - aramaktır. Keşfedilen her yeni atmosferik tür, ötegezegenler hakkındaki anlayışımızı ve atmosferlerini incelemek için gereken teknikleri daha da geliştiriyor ve bizi bu hedefe daha da yaklaştırıyor" diyor Trinity College Dublin'de yardımcı doçent ve bu çalışmanın yazarlarından Dr. Neale Gibson. IRD'nin benzersiz yeteneklerinden yararlanan gökbilimciler, gezegenin atmosferindeki hidroksilden gelen küçük sinyali tespit edebildiler. "IRD, bir ötegezegenin atmosferini kızılötesinde incelemek için en iyi araçtır" diye ekliyor Prof. Motohide Tamura. IRD'nin baş araştırmacıları, Astrobiyoloji Merkezi Direktörü ve bu çalışmanın ortak yazarı.

"Ötegezegenlerin atmosferik karakterizasyonuna yönelik bu teknikler hala yalnızca çok sıcak gezegenlere uygulanabilir, ancak bu yöntemleri daha soğuk gezegenlere ve nihayetinde ikinci bir Dünya'ya uygulamamızı sağlayan araçlar ve teknikler geliştirmek istiyoruz" diyor Dr. Hajime Kawahara, Tokyo Üniversitesi'nde yardımcı doçent ve bu çalışmanın ortak yazarı.

Bu çalışmanın ortak yazarlarından biri olan Queen's University Belfast'tan Prof. Chris Watson (QUB) şöyle devam ediyor: "WASP-33b dev bir gezegen olsa da, bu gözlemler Otuz Metrelik Teleskop ve Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, insanlığın en eski sorularından biri olan "Yalnız mıyız?"

Bu sonuçlar dergide yayınlandı. Astrofizik Dergi Mektupları 23 Mart 2021'de.


İnsanlığın geleceği: felaketi önleyebilir miyiz?

İklim değişikliği ve yapay zeka, insanlığın çözmesi gereken önemli - ve muhtemelen varoluşsal - sorunlar ortaya koyuyor. Bilir miyiz?

  • Sadece günlük hayatımızı yaşayarak, bir felakete doğru ilerliyoruz.
  • İnsanlık felaketi önlemek için uyanabilir mi?
  • Belki de COVID hepimizin ihtiyacı olan uyandırma çağrısıydı.

İnsanlığın daha iyi bir gelecek için bir şansı var mı, yoksa kendimizi uçurumdan atmaktan alıkoyamıyor muyuz? başlıklı bir konferansa katıldığımda aklıma gelen soru buydu. İnsanlığın Geleceği Marcelo'nun Disiplinlerarası Katılım Enstitüsü tarafından ev sahipliği yaptı. Konferans, bazıları şansımız konusunda umutlu, bazıları ise daha az umutlu olan bir dizi dikkate değer konuşmacıya ev sahipliği yaptı. Ancak, uygarlık projemizin karşı karşıya olduğu tehlikelere gelince, hemen hemen herkesin konuşmalarında iki tema belirdi.

Ve işte bu tehlikeleri birleştiren kilit nokta: Bunu kendimize yapıyoruz.


Dış Gezegenin Atmosferinde İlk Kez Helyum Tespit Edildi

Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, Başak takımyıldızında yaklaşık 200 ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir süper-Neptün ötegezegeni olan WASP-107b atmosferinde hidrojenden sonra Evrendeki en bol ikinci element olan helyumu tespit etti. Bu, bir güneş dışı gezegenin atmosferinde bu soy gazın ilk kez tespit edilmesidir.

Bir sanatçının WASP-107b izlenimi. Resim kredisi: NASA / ESA / Hubble / M. Kornmesser.

Helyum ilk olarak 1868'de güneş ışığında bilinmeyen bir sarı tayf çizgi imzası olarak tespit edildi. İngiliz astronom Norman Lockyer, bu çizginin yeni bir elementten kaynaklandığını öne süren ilk kişiydi ve ona Güneşin Yunan Titanı Helios'un adını verdi.

Exeter Üniversitesi'nden gökbilimci Jessica Spake liderliğindeki araştırma ekibi, WASP-107b atmosferinde bu elementi keşfetmek için NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu üzerindeki Geniş Alan Kamerası 3 cihazını kullandı.

“Helyum, hidrojenden sonra Evrendeki en yaygın ikinci elementtir. Aynı zamanda Güneş Sistemimizdeki Jüpiter ve Satürn gezegenlerinin ana bileşenlerinden biridir” dedi.

"Ancak şimdiye kadar, aramalara rağmen ötegezegenlerde helyum tespit edilmedi."

WASP-107b bilinen en düşük yoğunluklu gezegenlerden biridir: gezegen Jüpiter ile hemen hemen aynı büyüklükte iken, Jüpiter'in kütlesinin sadece %12'sine sahiptir.

Son derece aktif K-tipi ana dizi yıldızı WASP-107 —'nin altı günde bir ev sahibi yıldızının yörüngesinde dönen WASP-107b, 932 derece Fahrenheit (500 derece) olmasına rağmen keşfedilen tüm ötegezegenler arasında en havalı atmosferlerden birine sahiptir. Celsius) hala Dünya'dan radikal biçimde daha sıcak.

Gökbilimciler, "WASP-107b'nin atmosferinde tespit edilen helyum miktarı o kadar büyük ki, üst atmosferi uzaya on binlerce mil uzanmalıdır" dedi.

“Atmosferi çok geniş olduğundan, WASP-107b atmosferik gazlarının önemli bir miktarını uzaya kaybediyor —

Her milyar yılda bir, atmosferinin toplam kütlesinin %0,1-4'ü."

Spake ve ortak yazarlar, ötegezegenin atmosferinin üst kısmından geçen ışığın spektrumunu analiz ederek, heyecanlı bir durumda helyumun varlığını tespit edebildiler.

Ölçülen sinyalin önemli gücü, üst ötegezegen atmosferlerini incelemek için tarihsel olarak kullanılmış olan UV ölçümlerine dayanmayan yeni bir teknikten yararlandı.

Gökbilimciler, kızılötesi ışık kullanan bu yeni tekniğin, Evrenin daha uzak noktalarında bulunan Dünya büyüklüğünde daha fazla ötegezegenin atmosferlerini keşfetmek için yeni yollar açabileceğine inanıyorlar.

Spake, "Ölçtüğümüz helyumdan gelen güçlü sinyal, daha geniş bir gezegen yelpazesinde ötegezegen atmosferlerinin üst katmanlarını incelemek için yeni bir teknik gösteriyor" dedi.

“UV ışığını kullanan mevcut yöntemler, en yakın ötegezegenlerle sınırlıdır. Dünyanın üst atmosferinde helyum olduğunu biliyoruz ve bu yeni teknik, mevcut teknolojiyle çok zor olan Dünya büyüklüğündeki ötegezegenlerin etrafındaki atmosferleri tespit etmemize yardımcı olabilir.”

Ekip üyesi Dr. David Sing, “NASA/ESA/CSA James Webb Uzay Teleskobu gibi gelecekteki teleskoplarla birlikte yeni yöntemimiz, ötegezegenlerin atmosferlerini her zamankinden çok daha ayrıntılı bir şekilde analiz etmemizi sağlayacak” dedi. Exeter Üniversitesi.

"Tespit ettiğimiz helyum, gezegeni çevreleyen ince bir bulut olarak uzaya kadar uzanıyor. Daha küçük, Dünya boyutundaki gezegenlerin benzer helyum bulutları varsa, bu yeni teknik, çok yakın bir gelecekte üst atmosferlerini incelemek için heyecan verici bir yol sunuyor” dedi yine Exeter Üniversitesi'nden ekip üyesi Dr. Tom Evans.

Bulgular bu hafta dergide çevrimiçi yayınlandı Doğa.


K2-18 b

K2-18 b, 2015 yılında keşfedildi ve NASA'nın Kepler uzay aracı tarafından bulunan, Dünya ile Neptün arasında kütleye sahip yüzlerce "süper Dünya"dan biri. Güneş'ten çok daha soğuk olan "kırmızı cüce" ​​denilen bir yıldızın yörüngesinde dönen Dünya'nın sekiz katı kütleye sahip bir gezegendir.

Ancak K2-18b, yıldızının "yaşanabilir bölgesinde" bulunur, bu da sıvı suyu desteklemek için doğru sıcaklığa sahip olduğu anlamına gelir. Kütlesi ve yarıçapı göz önüne alındığında, K2-18 b gazlı bir gezegen değildir, ancak kayalık bir yüzeye sahip olma olasılığı yüksektir.

Hubble Uzay Teleskobu tarafından sağlanan verilerle geçiş spektroskopisini kullanarak bu gezegen tarafından filtrelenen yıldız ışığını analiz etmek için algoritmalar geliştirdik.

Hubble uzay teleskobu. NASA

Bu, aynı zamanda yıldızının yaşanabilir bölgesinde yer alan gaz olmayan bir gezegenin etrafındaki su buharlı bir atmosferin ilk başarılı tespitini yapmamızı sağladı.

Bir ötegezegenin yaşanabilir olarak tanımlanabilmesi için karşılanması gereken uzun bir gereksinimler listesi vardır. Birincisi, gezegenin suyun sıvı halde bulunabileceği yaşanabilir bölgede olması gerektiğidir. Gezegenin, ev sahibi yıldızından gelen herhangi bir zararlı radyasyondan gezegeni korumak için bir atmosfere sahip olması da gereklidir.

Bir diğer önemli unsur, bildiğimiz gibi yaşam için hayati önem taşıyan suyun varlığıdır. Atmosferde oksijen varlığı gibi yaşanabilirlik için başka birçok kriter olmasına rağmen, araştırmamız K2-18b'yi bugüne kadarki en iyi aday yaptı. Yaşanabilirlik için üç gereksinimi karşılayan tek ötegezegendir: doğru sıcaklıklar, atmosfer ve su varlığı.

Ancak mevcut verilerle gezegenin yaşamı destekleme olasılığının tam olarak ne kadar olduğunu söyleyemeyiz. Verilerimiz, spektrumun bir alanıyla sınırlıdır - bu, ışığın dalga boyuna göre nasıl parçalandığını gösterir - suyun hakim olduğu yerde, bu nedenle diğer moleküller ne yazık ki doğrulanamaz.


İki Nobel Ödülü Sahibi İlk Dış Gezegeni Nasıl Gördü?

Bu makaleyi tekrar gözden geçirmek için Profilim'i ve ardından Kayıtlı hikayeleri görüntüle'yi ziyaret edin.

Michel Mayor ve Didier Queloz, 1995 yılında Pegasus takımyıldızındaki uzak bir yıldızın etrafında dönen bir gezegen keşfettikleri için Nobel Ödülü'nü kazandılar. İllüstrasyon: NASA

Bu makaleyi tekrar gözden geçirmek için Profilim'i ve ardından Kayıtlı hikayeleri görüntüle'yi ziyaret edin.

2019 Nobel Fizik Ödülü, Salı günü kısmen Michel Mayor ve Didier Queloz'a 1995'te yaptıkları inanılmaz bir keşif için verildi: Güneşimize benzer uzak bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegenin ilk tespiti. Ondan önce, haritadaki tek gezegen kendi güneş sistemimizdeki sekiz gezegendi. Evrende gezegenlerin yaygın mı yoksa nadir mi olduğunu bile bilmiyorduk - bu, uzaylı yaşamının olası varlığı için büyük etkileri olan bir soru.

Bu oldukça bilimsel bir hafiyelik başarısıydı. Mayor ve Queloz, 50.45 ışıkyılı uzaklıktaki Pegasus takımyıldızında 51 Pegasi adlı bir yıldıza baktılar. Yıldızın yaydığı ışığı görebiliriz, ancak bu mesafede kaynağın açısal boyutu teleskopların çözemeyeceği kadar küçüktür. Başka bir deyişle, yıldızın kendisini gerçekten göremeyiz. Ve eğer yıldızı göremiyorsanız, kesinlikle etrafında dönen çok daha küçük bir gezegen göremezsiniz.

Peki nasıl yaptılar? Tabii ki fizik ile. Her şeyde olduğu gibi, bunu anlamanın en iyi yolu bir model oluşturmaktır. Öyleyse, şimdiye kadar tespit edilen ilk ötegezegenin basit bir modelini oluşturalım.

51 Pegasi yıldızı Güneş'imize çok benziyor - biraz daha büyük, ama eşit derecede yakınlarda olsalardı muhtemelen onları ayırt edemezdiniz. Kabaca 51 Pegasi b olarak adlandırılan gezegen, Jüpiter gibi bir gaz devidir, ancak yörünge yarıçapı sadece 0,05 AU olan yıldızına gülünç derecede yakındır. (AU, Dünya'dan Güneş'e olan ortalama mesafe olan astronomik birim anlamına gelir.) Sadece karşılaştırma için, Jüpiter'in yörünge yarıçapı yaklaşık 5 AU'dur.

Şimdi, geriye dönüp bakmanın faydasıyla bu konuya geri döneceğim. Bu yıldız-gezegen sisteminin davranışını modellemek için yıldızın ve ötegezegenin tahmini kütlelerini yörünge yarıçapı ile birlikte kullanacağız ve sonra onu nasıl tespit edebileceğinizi göstereceğim. Belediye Başkanı ve Queloz, elbette, bu tahminleri verilerden çıkarmak zorunda kaldı. Ama muhtemelen işlerini yönlendirmek için akıllarında benzer bir model vardı.

Tamam, herhangi bir güneş sisteminde, bir yıldızı ve gezegeni birbirine çeken bir yerçekimi kuvveti vardır. Bu çekici kuvvet, her nesnenin kütlesine bağlıdır (Ms ve mp) ve mesafe (r ) aralarında ve büyüklüğü şu şekilde verilir:


Dış Gezegenden Yansıyan Işık İlk Kez Tespit Edildi

ETH Zürih Astronomi Enstitüsü'nden Profesör Svetlana Berdyugina liderliğindeki uluslararası bir gökbilimciler ekibi, ilk kez bir ötegezegenin atmosferine saçılan görünür ışığı tespit edip izleyebildi.

Polaroid güneş gözlüklerinin parlamayı azaltmak için yansıyan güneş ışığını nasıl filtreleyip uzaklaştırdığına benzer teknikler kullanan bilim adamları ekibi, bir ötegezegenden yansıyan zayıf yıldız ışığı 'parlamasını' geliştirmek için polarize ışık çıkarmayı başardı. Sonuç olarak, bilim adamları şişmiş atmosferinin boyutunu tahmin edebilirler. Ayrıca, dolaylı yöntemlerle mümkün olmayan bir görselleştirme becerisi olan gezegenin yörüngesini doğrudan takip ettiler.

İncelenmekte olan transit ötegezegen, Vulpecula takımyıldızındaki cüce yıldız HD189733'ü çevreliyor ve dünyadan 60 ışıkyılı uzaklıkta yer alıyor. HD189733b olarak bilinen bu ötegezegen, iki yıl önce Doppler spektroskopisi yoluyla keşfedildi. HD189733b, ana yıldızına o kadar yakındır ki, atmosferi ısıdan dolayı genişler. Gökbilimciler, diğer gözlemlerden HD189733b'nin muhtemelen 'sıcak Jüpiter'e - ana yıldızına son derece yakın bir yörüngede dönen bir gezegene - benzediği sonucuna varmalarına rağmen, şimdiye kadar bir ötegezegenden yansıyan ışığı hiç görmediler. Bununla birlikte, Jüpiter'in aksine, HD189733b, Jüpiter'in güneşin bir yörüngesini yapması için gereken 12 yıl yerine, yıldızının yörüngesini birkaç günde tamamlar.

Svetlana Berdyugina, Dominique Fluri (ETH Zürih), Andrei Berdyugin ve Vilppu Piirola'dan (Tuorla Gözlemevi, Finlandiya) oluşan uluslararası ekip, 60cm KVA teleskopunu uzaktan kumandayla kullandı. İsveç Kraliyet Bilim Akademisi'ne ait olan teleskop, İspanya'nın La Palma kentinde bulunuyor ve Finlandiya'daki bilim adamları tarafından modernize edildi. Araştırmacılar, yıldızın ve gezegeninin polarimetrik ölçümlerini elde ettiler. Kutuplaşmanın, gezegenin yarısının dünyadan görüldüğü gibi yıldız tarafından aydınlatıldığı anların yakınında zirve yaptığını keşfettiler. Bu tür olaylar, yarım ay evrelerine benzer şekilde yörüngede iki kez meydana gelir.

Polarizasyon, saçılan atmosferin, geçişler sırasında görülen gezegenin opak gövdesinden önemli ölçüde daha büyük (>%30) olduğunu ve büyük olasılıkla yarım mikrondan daha küçük parçacıklardan, örneğin atomlar, moleküller, küçük toz tanecikleri veya belki de su buharından oluştuğunu gösterir. son zamanlarda atmosferde mevcut olduğu öne sürülmüştür. Bu tür parçacıklar, mavi ışığı etkili bir şekilde dağıtır - dünya atmosferinin mavi gökyüzünü yaratan tam olarak aynı saçılma sürecinde. Bilim adamları ayrıca ilk kez gezegenin yörüngesinin yönünü bulmayı ve gökyüzündeki hareketini izlemeyi başardılar.

Pro-fessor Svetlana Berdyugina, "Ötegezegenlerden yansıyan ışığın polarimetrik tespiti, atmosferlerindeki fiziksel koşulları keşfetmek için yeni ve geniş fırsatlar sunuyor" dedi. "Ayrıca, yarıçaplar ve gerçek kütleler ve dolayısıyla geçiş yapmayan gezegenlerin yoğunlukları hakkında daha fazla şey öğrenilebilir."

Referans: Svetlana V. Berdyugina, Andrei V. Berdyugin, Dominique M. Fluri, Vilppu Piirola: Bir ötegezegen atmosferinden polarize saçılmış ışığın ilk tespiti, Astrophys. J. Lett., çevrimiçi yayın 24. Aralık 2007.

Hikaye Kaynağı:

tarafından sağlanan malzemeler ETH Zürih/İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü. Not: İçerik, stil ve uzunluk açısından düzenlenebilir.


İlk Dış Gezegen 25 Yıl Önce Keşfedildi

İnsanlığın Dünya'nın tüm evren olduğuna inandığı bir zaman vardı. Evrendeki yerimiz netleştikçe, diğer yıldızların etrafında gezegenler olup olmadığını merak etmek doğaldı. Bugün, bu sorunun cevabının kocaman bir “evet” olduğunu biliyoruz ve her şey tam 25 yıl önce başladı. Bu, gökbilimcilerin güneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dönen ilk ötegezegenin keşfini duyurduğu zamandı. 51 Pegasi b olarak biliniyordu ve evreni çalışma şeklimizi sonsuza dek değiştirdi.

Gökbilimciler, 6 Ekim 1995'te 51 Pegasi b'nin keşfini duyurdular. 11 yaşında bir inekken bununla ilgili bir haber izlediğimi çok iyi hatırlıyorum. Duyurudan sonraki bir hafta içinde, başka bir ekip gözlemi doğrulayarak 51 Pegasi b'nin tarihteki yerini sağlamlaştırdı. O zamanlar büyük bir olaydı ve keşfin önemi, ötegezegen tespitinin altın çağında olduğumuz şimdi daha da netleşti. 51 Pegasi b, keşifçilerine 2019'da Nobel Fizik Ödülü bile kazandırdı.

51 Pegasi b yıldızının yörüngesinde 51 Pegasi Dünya'dan yaklaşık 50 ışıkyılı uzaklıkta. Cenevre Üniversitesi'nden Michel Mayor ve Didier Queloz, şimdi radyal hız yöntemi olarak bildiğimiz yöntemi kullanarak 51 Pegasi b'yi tespit etti. Yıldıza doğrultulmuş çok hassas bir spektroskop, saniyede 70 metrelik küçük hız değişiklikleri gösterdi. Çift, yalpalamanın bir ötegezegen-51 Pegasi b'nin yerçekiminden kaynaklandığını doğruladı. Tespitlerin çoğu geçiş yöntemiyle yapılsa da, yine de aynı temel yöntemi kullanarak bazı ötegezegenler keşfediyoruz. Kepler teleskopunun ve daha yeni TESS uydusunun kullandığı şey budur.

Araştırmacılar, 51 Pegasi b'nin Jüpiter'in yaklaşık yarısı büyüklüğünde bir gaz devi olduğunu ve daha sonra gezegenin yeni adının temelini oluşturduğunu belirledi. 2014 yılında Uluslararası Astronomi Birliği (IAU), çoğu için kullandığımız garip harf düzeni yerine önemli yıldızlara ve ötegezegenlere uygun isimler vermek için bir proje başlattı. Yıldız için Helvetios'a ve gezegen için Dimidium'a yerleşti, ikincisi Latince'den “yarı”.

Bir ötegezegeni tespit etmek için radyal hız yöntemi.

51 Pegasi b, güneş sistemi dışında keşfedilen ilk planetoid olmasa da, “gerçek” gezegen olarak düşüneceğimiz ilk gezegendi. İlk ötegezegen tespitleri 1992'de gökbilimciler PSR B1257+12 olarak bilinen bir pulsarın yörüngesinde dönen (muhtemelen harap olmuş) bir çift dünya gördüklerinde yapıldı. Ancak 51 Pegasi, güneşe benzeyen bir “ana dizi” yıldızıdır ve gezegenini çok daha ilginç bir nesne haline getirir. Gezegen ayrıca 1.000 derece Fahrenheit'i aşan bir sıcaklığa sahip yıldıza çok yakın bir yörüngede dönüyor. Bu, 1995'teki güneş sistemi oluşumuyla ilgili teorilerimizle uyumlu değildi, ancak artık “sıcak Jüpiter”'in oldukça yaygın olduğunu biliyoruz.

Dimidium bizi evreni daha iyi anlama ve takip eden 25 yılda kaydedilen tüm ilerlemeleri düşünme yoluna koydu. 1995'te bir ötegezegen hakkında bilgimiz vardı. Şimdi, kitaplarda 4.000'den fazla var. Proxima Centauri'nin hemen yanında bir tane bile var. 25 yıl sonra nerede olacağız? Galaksi dışı gezegenler mi? Uzaylı yaşamı destekleyen gezegenler? Tahminin bizimki kadar iyi.