Astronomlar, başka bir Dünya benzeri gezegen arayışında karşılaştıkları zorlukların üstesinden gelmek için yenilikçi çözümler geliştiriyor. Özellikle, hedef gezegenlerin atmosferini analiz etmek için gereken verilerin elde edilmesi, bazı durumlarda büyük sabır ve dikkat gerektiriyor.
Bir gezegen, yıldızının önünden geçerken, yıldız ışığının küçük bir kısmı gezegenin atmosferinden geçerek bize ulaşır. Bu sırada, atmosferdeki gazlar kendi karakteristik renklerini emer. Spektrumun dikkatli bir şekilde incelenmesiyle, havanın içeriği belirlenebilir; oksijen, ozon ve su buharı gibi yaşam belirtileri taşıyan unsurlar tespit edilebilir.
Ancak, Güneş benzeri bir yıldız etrafında dönen gerçek bir Dünya tipi gezegen için, bu sinyal yaklaşık bir milyon parçada bir oranındadır. Bu, çok parlak bir ışık üzerinde bile çok zayıf bir “parmak izidir”.
Astronomların zayıf sinyallerle başa çıkmak için kullandığı standart yöntem, aynı ölçümü tekrar tekrar almaktır, böylece gürültü ortalama olarak azalır. Bu yöntem, birkaç gün içinde yıldızlarının etrafında dönen “sıcak Jüpiterler” için çok uygundur, çünkü bu gezegenler haftada birkaç kez transit yapar ve düzenli olarak yeni veriler sağlar. Ancak, Dünya’ya benzer bir uzaklıkta bulunan bir gezegenin yörünge süresi bir yıldır. Bu nedenle, on yıl bekleyerek sadece on deneme elde edilir. Tek tek geçişlerin her birinin yeterince iyi olması gerektiği için, “yığınlama” artık uygun bir yöntem değildir.
Her bir noktanın, gezegenin atmosferinin belirli bir dalga boyunda ne kadar ışık emdiğini gösterdiği bir geçiş spektrumu ve tepe noktası karbondioksiti temsil ediyor. WASP-39 b, her dört günde bir transit yapan sıcak ve kabarık bir devdir; Dünya ikizi ise çok daha zayıf bir sinyal üretir, yılda sadece bir kez (Kaynak: NASA, ESA, CSA ve L. Hustak (STScI). Bilim: JWST Geçişli Ötegezegen Topluluğu Erken Yayın Ekibi)
Bu noktada, “apertür” yani ışığı toplayabilen teleskopun büyüklüğü devreye giriyor. Birkaç saat içinde yeterli sayıda foton yakalamak için, yaklaşık otuz metre çapında bir teleskopa ihtiyaç vardır ve bu da uzayda bulunmalıdır. JWST’nin aynası altı buçuk metre çaptadır; yapılması on yıllar sürdü ve yörüngeye ulaştığında kendiliğinden açılması gerekti.
Şanghay Astronomi Gözlemevi’ndeki Jian Ge ve meslektaşları, Çin ve İspanya’daki ortaklarla birlikte bu soruna alternatif bir çözüm önerdiler. “Life 2.0” olarak adlandırılan konseptleri, yüzlerce adet, bir metre çapında teleskopu dağıtılmış bir dizi halinde uçurmayı öngörüyor. Her bir cihazda minyatür bir spektrograf ve çok düşük gürültülü bir dedektör bulunuyor; her biri transit olayını bağımsız olarak gözlemliyor, her biri kendi kendine kalibre ediliyor ve spektrumlar daha sonra birleştiriliyor. Bu sayede, büyük bir teleskop inşa etmeden, ışığı toplama yeteneği elde ediliyor.
Bu konseptin avantajı, aynı dedektörlerin seri üretimiyle kolayca imal edilebilmesidir. Tek ve büyük bir ayna, karmaşık ve uzun süren bir üretim sürecini gerektirir ve düşürülme riski de taşır. Yüzlerce adet, bir metre çapında cihaz ise hafif silikon karbür aynalar ve CMOS dedektörlerle donatılmış bir seri üretim hattıdır. Kullanılan dalga kılavuzu spektrografları da prototip aşamasındadır ve %40 ila %66 verimlilik oranlarına ulaşmıştır.
WASP-39 b, bir sanatçının hayal ettiği haliyle. Güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen, Satürn kütlesinde bir gezegen ve Webb tarafından detaylı olarak incelenen bir atmosfere sahip. Ancak, aynı analizi yapmak, evimiz büyüklüğünde ve sıcaklıkta olan bir gezegen için çok daha zordur (Kaynak: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI))
Bu konseptin sadece bir konferansta sunulan bir makale olduğunu ve henüz bir misyon planı olmadığını belirtmek gerekir. Benim takdir ettiğim nokta, yazarların karşılaşılabilecek zorlukları açıkça ifade etmeleri; dedektör sistematikleri, cihaz stabilitesi ve yıldızların değişkenliği gibi sorunların, JWST döneminde öğrenilen tekniklerle çözülebileceği vurgulanıyor.
PLATO ve Çin’in “Earth 2.0” misyonları, potansiyel gezegenleri bulmak için inşa ediliyor. Bu nedenle, bu aday dünyaları doğru bir şekilde inceleyebilecek bir sisteme ihtiyaç duyuluyor ve bu öneri, tam olarak bunu sağlayabilecek bir çözüm olabilir.
Kaynak –
Kaynak: Universetoday
