DERS 27: BAŞKA DÜNYALARIN ARAŞTIRILMASI

Dersin Konuları

• Dışarıdan Bakıldığında Güneş sistemimiz
• Yıldızların çevresindeki gezegenlere nasıl bakacağız.
• Yöntemler
• Güneş sistemi örneği (hatalı bir örnek?)

Yaşam İçin Nereye Bakacağız

• Bildiğimiz anlamda bir yaşam için:
• F, G ve K türü yıldızların çevresine bakılmalı
• Bu tür yıldızlar gezegenleri araştırmak için en iyi yıldızlarmıdır?

Dışarıdan Bakıldığında Güneş Sistemimiz

• Alpha Cen yakın bir yıldız ( 1.3 pc = 4.3 Iy uzaklıkta )
• G2 V türünde bir yıldız, m_v = 0.0
• Eğer bu yıldızın üzerinde bulunsaydık güneş sistemimiz nasıl görülecekti?

Başka Gezegenleri Nasıl Bulabiliriz?

Dört Olası Yöntem

1. Doğrudan gözlemlerle
• Yıldızlardan yansıyan ışık ile
• İçsel kırmızıöte ışınımı ile
2. Parlaklık değişimlerinin araştırılması ile
3. Gökyüzündeki hareketlerin ölçülmesi ile
4. Doppler Spektroskopisi ile

Analogy to Binary Stars

• Bu yöntemler çift yıldızların keşfedilmesi için kullanılan yöntemlere çok benzerdir.

Dikkatli Olmak Gerekmektedir

• Gezegeni yeterince süre ile izleyerek yörünge hareketini gözlemek zorundayız.
• Düşük kütleli yıldızlar daha büyük dönemlere sahiptirler.

Doğrudan Gözlem

• Çok güçtür, çünkü yıldız çok parlak ve gezegen ise çok sönüktür.
• Hubbel Uzay Teleskobu m_v ~ 29 kadire kadar olan cisimleri gözleyebiliyor.
• Jüpiter gezegenini ~30 pc (G2 türü bir yıldıza yakındır) uzaklıkta iken sadece 0.16" bir ayrıklıkla görebilir!

IR Dalgaboylarında Gezegenler Daha İyi Bulunabilir

• Gezegenler yıldızlardan çok daha soğuk olduklarından saldıkları enerjinin tepe noktası kırmızıöte bölgeye düşer.
• Kırmızıöte bölgede neden bakmıyoruz? Çünkü çok zordur.
• Kırmızıöte bölgede gözlem yapan teleskopların açısal ayırma gücü iyi değildir.
• 
• Çok daha sönük cisimleri görsel bölgede görebiliriz..

Neler Yapılabilir?

• Girişim araçları (Interferometreler) - yüksek ayırma gücü sağlarlar.
• Kırmızıöte ölçümleri uzaydan yapıldığında çok daha iyi yapılabilir.
• Bu iki özelliği içeren programların hayata geçirilmesi düşünülmektedir.

Parlaklık Değişimleri

1. Geçişler: (yörünge düzlemi üzerinde bulunması gerekiyor)
• Dünya benzeri gezegenler yıldızın önünden geçebilir.
• Son birkaç saat içindeki değişimi < 0.01% olur.
• Güneş flareleri ile karışabilir, vb.

 

 



2. Çekimsel Microlensing
• Yıldız arkafondaki bir yıldızın ışığını artırabilir
• Gezegen ışık eğrisini değiştirebilir (modify)
• Bir anlık bir olaydır ve istatistiksel incelemeye ihtiyaç vardır

 

 

Parlaklık Değişimi (devam)

• Çok sayıda yıldızın sürekli olarak gözlenmesi gerektiği için zordur.
• Çekimsel microlensing izole edilmiş bir gezegenimsi-kütle cisminin araştırılması için tek yöntemdir.
• MACHO'lar: Massive Compact Halo Objects (Büyük Kütleli Halo Cisimleri)
• Olaylar görülmüştür fakat MACHO'ların kütlesi ve sayısı için daha fazla veriye ihtiyaç vardır.

Yıldız Haraketlerinin Yansıması

• Gezegen yıldız etrafında dolanırken yıldız bir yansıma hareketi yapar.

Yansıma Hareketi (Reflex Motion)

• Yansıma hareketi şunlara neden olabilir
• yıldızın gökyüzünde hareket etmesine.
• yıldız tayfında periyodik Doppler kaymalarının olmasına.
• Bu tür etkiler gezegenin yıldızın kütlesine oranı büyüdükçe daha fazla artacaktır.
• Bunun neticesinde gezegenleri kolaylıkla keşfedebilmek için:
• büyük gezegenler daha iyidir
• küçük kütleli yıldızlar daha iyidir

Gökyüzünde Hareket

• Yıldızlar normal düzgün bir doğru üzerinde hareket ederler.
• Fakat görülemeyen bir bileşen yıldızın doğrusal hareketini bozar.
• Bu bozulma yıldızın yansıma hareketinden kaynaklanır.

• Eğer güneş 10 pc uzaklıkta olsaydı bu hareket bozulması aşağıdaki gibi olacaktı:

• Daha küçük kütleli yıldızlarda daha büyük hareketler olmasına rağmen bu tür yıldızlarda hareketin dönemide büyüktür.
• Keck teleskopu ile10^-4 yay-saniyesi duyarlılıkta ölçüm yapmak mümkündür.

• Yıldızın hareketini Doppler kayması olarak yansıtır ki yörünge düzlemi doğrultusunda bakılıyorsa bu daha da iyi görülür.
• Örnekler (~5 m/sn duyarlılıkta ölçülebilmektedir):

Nereye Bakmak Gerekir?

• Gezegenleri daha parlaktır.
• Gezegenler ile yıldız arasındaki açısal ayrıklar daha büyüktür.
• Yıldızlar daha parlak görülür
• Doppler kaymaları daha kolay ölçülebilir
• Gökyüzündeki hareketleri daha kolay ölçülebilir.

• r_max = m_v < 10 için bu tür bir sınıfa ait bir yıldızın maksimum görülebilme uzaklığı.

Sonuç

• Gezegenlerin araştırılması bir düşüncedir ve zamana birakılmasayı gerektir.
• Fakat bilimsel masrafı çok büyüktür!
• Bir sonraki derslerimizde:
• Gezegenler Bulundu!