İnsanlığın henüz Dünya benzeri bir ötegezegenin resimlerini görmemiş olmasının iyi bir nedeni var. Böyle bir görüntü elde etmek, bir teleskopu uzak bir yıldıza doğrultup fotoğraf çekmek kadar kolay değildir. Bu güneş sisteminin dışındaki bir gezegenin net bir görüntüsünü izole etmek için muazzam miktarda bilimsel çalışma yapılıyor.
Dünyalılar aslında kendi güneş sistemimizdeki gezegenler gibi dış gezegenleri insan gözbebeklerinin görebildiği ışıkta hiç görmediler. Ancak bilim adamları, kızılötesinde uzak, genç gaz devlerinin birkaç görüntüsünü elde ettiler. Genç gaz devlerini fotoğraflamak daha kolaydır çünkü kayalık gezegenlerden çok daha büyüktürler ve oluşumdan soğudukça ışık verirler.
İşte HR 8799 sisteminin Keck teleskobu tarafından görülen kızılötesi görüntüsü. Yıldızın etrafında dönen dört gezegen görebilirsiniz.
Basit görünse de, gerçekte, bilim adamlarının verileri elde etmesinden sonra böyle bir görüntünün üretilmesi muhtemelen haftalar veya aylar aldı. Bu süre boyunca, gökbilimciler sinyalleri gürültüden ayırmaya çalışarak veri dağlarını elediler. Araştırmacıların bu parlak küçük noktaların gerçekten de gezegenler olduğunu güvenli bir şekilde belirlemesi sayısız saatler alacaktı.
Tüm bu gürültüye ne sebep oluyor? Teleskopunuzun uzaya mı yoksa yere mi dayalı olduğuna bağlıdır, ancak her tür kendi zorluklarını beraberinde getirir.
Arizona Üniversitesi’ndeki Steward Gözlemevinde çalışıyorum. Uzmanlık alanım, temel olarak resimleri daha net hale getirmekle ilgili bilim olan uyarlanabilir optiktir. Uzaktaki nesnelere bakarken, gerçekten yüksek çözünürlüklü görüntülere ihtiyacımız var. Çoğu insan çözünürlüğü ekrandaki piksel sayısı olarak düşünür. Ancak astronomide çok spesifik bir tanımı vardır. Yani: Dünya’nın perspektifinden birbirine yakın iki farklı nesneye bakıyorsanız, bu iki nesneyi birbirinden ayırabilir misiniz? Geniş uzayda, güneş ve gezegenleri gibi birbirinden çok uzak olan nesneleri bile çözmek zor olabilir.
Aslında, Dünya’dan çıplak gözle bakıldığında , Alpha Centauri sisteminin iki yıldızı soluktur ve genellikle gökyüzünde tek bir yıldız olarak görünür. Herhangi bir teleskop size bunların gerçekten ayrı yıldızlar olduğunu gösterebilir, ancak çok daha zorlu bir görev olan yörüngedeki gezegenleri ortaya çıkarmak için çok, çok daha yüksek çözünürlüklü bir görüntüye ihtiyacımız var.
Peki buradaki zorluk nedir? Yer tabanlı bir teleskop için, Dünya atmosferindeki türbülanstır. Bu, yıldızların parıldamasıyla aynı nedendir. Uzayda yıldızlar basit ışık noktaları olarak görünürler; o kadar uzaktalar ki en büyükleri bile bir noktadan başka bir şey değil. Ama onların ışığı Dünya’nın atmosferinden geçerken, bu ışık bozulur. Gözünüze veya teleskopa ulaştığında, temelde parıldayan bir damladır. Bozulmayı düzeltmediğiniz sürece yörüngedeki bir gezegeni belirlemek imkansız.
Adaptif optiklerin devreye girdiği yer burasıdır . Deforme olabilen ayna denen bir şey kullanıyoruz. Türbülansı düzeltmek için eğdiğimiz bir ayna. Bu, görüntüyü az çok uzayda olduğu gibi görmemizi sağlar. Uyarlanabilir optikteki amacımız, mümkün olan en büyük teleskoplar için mümkün olan en keskin görüntüleri elde etmektir. Atmosferik türbülans nedeniyle, 10 santimetre (4 inç) arka bahçe teleskopu, Hawaii’deki 10 metrelik (33 fit) Keck teleskopuyla (dünyanın en büyük optik teleskoplarından biri ) aynı çözünürlüğe sahiptir . Ancak uyarlanabilir optiklerle, daha büyük, daha güçlü teleskoplar, uzaktaki nesneleri çözmede çok daha iyidir.
Peki ya uzaydaki teleskoplar? Orada, sorun daha incedir. Atmosferden kaynaklanan bozulma sorununuz yok ve bu da nesneleri daha net görebileceğiniz anlamına geliyor. Alpha Centauri görüntüleme girişimi Project Blue’nun yaptığı gibi, parlak bir yıldızın yaşanabilir bölgesinde çok sönük, küçük, kayalık bir gezegeni çözmeye çalışıyorsanız bu çok önemlidir .
Ancak ödül bu kadar küçük olduğunda, teleskop aynasındaki ve lenslerindeki çok küçük kusurlar bile görüntüyü bozabilir. Teleskop Dünya’yı çevrelerken, güneş tarafından ısıtılacak ve Dünya’nın gölgesi tarafından tekrar soğuyacaktır. Bu, teleskopun parçalarının çok hafif bir şekilde genişlemesine ve büzülmesine neden olacak – yine optikte küçük değişikliklere neden olarak, gözlemcilerin bir gezegenin küçük soluk parıltısını görmesini engelleyebilecek. Reklamcılık
Şu anda Şili’deki Magellan Teleskobu ile çalışıyorum ve Alpha Centauri A ve B gibi yakın yıldızların yakın yörüngelerde gaz devleri olup olmadığını belirlemeye çalışıyorum. Bir gezegen yıldıza yeterince yakınsa – yüzeyde sıvı suyun bulunabileceği yaşanabilir bölge içinde – böyle bir gaz devi oldukça sıcak olacaktır. Kızılötesi ışıkta büyük, sıcak gezegenlerden gelen ısıyı görebiliriz.
Ama olay şu: Gaz devleri o kadar büyük ki, yerçekimleri kayalık gezegenleri yoldan çekiyor, dev bir kozmik yaprak üfleyici gibi. Bu, Alpha Centauri A veya B’ye yakın yörüngede dönen gaz devleri varsa, çok uzun zaman önce Dünya benzeri gezegenleri sistemden temizleyecekleri anlamına gelir.
Bu nedenle umarım boş döneriz. Yaşanabilir bölgede gaz devleri olmadığını gösterebilirsek, bunun yerine orada başka bir Dünya gizleniyor olabilir.