Olası bir şeyin keşfi “süper Dünya” Penn State’ten araştırmacıların da dahil olduğu uluslararası bir ekibe göre, kendi gezegenimize 20 ışık yılından daha yakın bir mesafe, bilim insanlarına yaşam barındırabilecek diğer dünyaları bulma konusunda yeni umutlar sunuyor. Dış gezegene GJ 251 c adını verdiler. “süper Dünya” Verilere göre Dünya’dan neredeyse dört kat daha büyük ve kayalık bir gezegen olması muhtemel.
“Bu tür gezegenleri arıyoruz çünkü başka yerlerde yaşam bulmamız için en iyi şansımız bunlar.” Penn State’deki Verne M. Willaman Astronomi Profesörü ve keşifle ilgili olarak 2013’te yayınlanan bir makalenin ortak yazarı Suvrath Mahadevan şunları söyledi: Astronomi Dergisi.
“Dış gezegen, eğer doğru atmosfere sahipse yüzeyinde sıvı suyun bulunabileceği, yıldızından doğru uzaklıkta, yaşanabilir bir bölgede veya ‘Goldilocks Bölgesi’nde bulunuyor.”
Onlarca yıldır, sıvı su ve belki de yaşam barındırabilecek gezegenlerin araştırılması, gökbilimcileri yıldız ışığından gelen en zayıf sinyalleri bile tespit edebilecek gelişmiş teleskoplar ve hesaplamalı modeller tasarlamaya ve inşa etmeye yöneltti.
Mahadevan, bu son keşfin yirmi yıllık gözlemsel verilerin sonucu olduğunu ve diğer gezegenlerde yaşam belirtileri aramak için şimdiye kadarki en umut verici olasılıklardan birini sunduğunu söyledi.
Dış gezegen, Teksas’taki McDonald Gözlemevi’ndeki Hobby-Eberly Teleskobu’na sabitlenmiş, yüksek hassasiyetli, yakın kızılötesi bir spektrograf (yıldız ışığından gelen sinyalleri ayıran karmaşık bir prizma) olan Habitable-Zone Planet Finder’dan (HPF) elde edilen veriler kullanılarak bulundu.
Penn Eyaleti araştırmacıları, yakındaki yıldızların yaşanabilir bölgelerindeki Dünya benzeri gezegenleri tespit etmek için inşa edilen HPF’nin tasarım ve yapımına öncülük etti.
“Buna Yaşanabilir Bölge Gezegen Bulucu adını veriyoruz çünkü yıldızlarından, yüzeyinde sıvı suyun bulunabileceği kadar uzakta olan dünyaları arıyoruz. Bu anketin temel hedefi bu oldu.” Mahadevan şunları söyledi.
“Bu keşif, önümüzdeki beş ila on yıl içinde başka yerlerde yaşamın atmosferik izini bulma arayışındaki en iyi adaylardan birini temsil ediyor.”
Mahadevan ve meslektaşları bu keşfi, 20 yılı aşkın süredir dünya çapındaki teleskoplar tarafından toplanan geniş bir veri koleksiyonunu analiz ederek, hafif harekete odaklanarak gerçekleştirdiler. “sallanmak,” gezegenin ev sahibi yıldızı GJ 251’in. “sallanmak” Yörüngedeki bir gezegenin yerçekiminin neden olduğu, yıldızın ışığındaki küçük Doppler kaymalarından oluşur.
İlk olarak durumu iyileştirmek için temel gözlemleri kullandılar. “sallanmak” Yıldızın etrafında her 14 günde bir dönen, önceden bilinen bir iç gezegen olan GJ 251 b’nin ölçümleri.
Daha sonra temel verileri HPF’den gelen yeni yüksek hassasiyetli verilerle birleştirdiler ve 54. günde ikinci, daha güçlü bir sinyali ortaya çıkardılar; bu, sistemde çok daha büyük başka bir gezegenin bulunduğunu gösteriyordu.
Ekip ayrıca Arizona’daki Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’ndeki bir teleskopa bağlanan Penn State araştırmacıları tarafından inşa edilen NEID spektrometresini kullanarak gezegenin sinyalini doğruladı.
“Bu sistemle teknolojinin ve analiz yöntemlerinin en ileri noktasındayız,” Irvine’deki California Üniversitesi’nden astrofizik alanında doktorasını alırken araştırmayı yürüten makalenin yazarlarından Corey Beard şöyle konuştu:
“Bu adayı doğrudan görüntüleyebilmek için yeni nesil teleskoplara ihtiyacımız var ama aynı zamanda toplumsal yatırıma da ihtiyacımız var.”
Mahadevan, uzak dünyaları bulmadaki en büyük zorluklardan birinin, gezegen sinyalini yıldızın kendi aktivitesinden, bir tür yıldız havasından ayırmak olduğunu açıkladı.
Yıldız lekeleri gibi yıldız etkinlikleri, bir gezegenin periyodik hareketini taklit edebilir ve hiçbir gezegenin olmadığı yerde yanlış bir gezegen izlenimi verebilir.
Sinyali gürültüden ayırt etmek için araştırmacılar, sinyallerin ışığın farklı dalga boylarına veya renklerine göre nasıl değiştiğini analiz etmek amacıyla gelişmiş hesaplamalı modelleme teknikleri uyguladılar.
“Bu, yıldız aktivitesinin üstesinden gelmeye çalışmak ve aynı zamanda onun ince sinyallerini ölçmek, yıldız yüzeyinin köpüren, manyetosferik kazanından gelen hafif sinyalleri çıkarmak açısından zor bir oyundur.” Mahadevan şunları söyledi.
GJ 251 c gibi dış gezegenleri keşfetmenin gelişmiş araçlar ve karmaşık veri analizi gerektirdiğini açıkladı. Bu çalışma, dünya çapında çok sayıda kurum ve uzmanlık arasındaki işbirliklerini içeriyor ve en önemlisi, araştırmayı finanse eden ülkelerin sürekli bir kararlılığını gerektiriyor; bu da genellikle eyleme geçirilebilir sonuçlar elde edilmesi onlarca yıl alabiliyor.
“Bu keşif, Penn State’teki çok disiplinli araştırmanın gücünün harika bir örneğidir.” dedi seçkin astronomi ve astrofizik profesörü ve Penn State Hesaplamalı ve Veri Bilimleri Enstitüsü’nün (ICDS) araştırma direktörü Eric Ford.
“Yıldız aktivitesi gürültüsünü azaltmak, yalnızca son teknoloji cihazlar ve teleskop erişimini değil, aynı zamanda veri bilimi yöntemlerinin bu yıldızın özel ihtiyaçlarına ve cihaz kombinasyonuna göre özelleştirilmesini de gerektiriyordu. Mükemmel veriler ile son teknoloji ürünü istatistiksel yöntemlerin birleşimi, disiplinler arası ekibimizin verileri, gelecekteki gözlemevlerinin güneş sistemimizin ötesinde yaşamın kanıtlarını aramasının önünü açan heyecan verici bir keşfe dönüştürmesini sağladı.”
Mahadevan, ekibin keşfettiği dış gezegenin mevcut cihazlarla görüntülenmesi mümkün olmasa da, yeni nesil teleskopların gezegenin atmosferini analiz edebileceğini ve bunun da potansiyel olarak yaşamın kimyasal işaretlerini ortaya çıkarabileceğini söyledi.
“Daima geleceğe odaklıyız,” dedi. “Bu, ister gelecek nesil öğrencilerin en ileri araştırmalara katılabilmelerini sağlamak, ister potansiyel olarak yaşanabilir gezegenleri tespit etmek için yeni teknolojiler tasarlayıp inşa edebilmek olsun.”
Yeni bulunan dış gezegen, daha ileri teknolojiyle doğrudan gözlem için mükemmel bir konuma sahip. Mahadevan ve öğrencileri, daha güçlü teleskopların, yeni nesil 30 metre sınıfı yer tabanlı teleskopların ne zaman devreye gireceğini şimdiden planlıyorlar. Gelişmiş cihazlarla donatılan yeni teleskopların, yaşanabilir bölgelerdeki yakındaki kayalık gezegenleri görüntüleme yeteneğine sahip olması bekleniyor.
“GJ 251 c’de bir atmosferin veya yaşamın varlığını henüz doğrulayamasak da, gezegen gelecekteki keşifler için umut verici bir hedefi temsil ediyor.” Mahadevan şunları söyledi.
“Heyecan verici bir keşif yaptık ama bu gezegen hakkında öğrenilecek daha çok şey var.”
