Exoplanet av yöntemleri hakkındaki serimizin son taksisine tekrar hoş geldiniz. Bugün Doğrudan Görüntüleme olarak bilinen çok zor ama çok umut verici bir yöntemle başlıyoruz.
Son birkaç on yılda, Güneş Sistemimizin ötesinde keşfedilen gezegenlerin sayısı hızla arttı. 4 Ekim 2018 itibariyle, 2.887 gezegen sisteminde toplam 3.869 dış gezegen, 638 sistem birden fazla gezegene ev sahipliği yapmıştır. Ne yazık ki, gökbilimcilerin uğraşmak zorunda kaldıkları sınırlamalar nedeniyle, bunların büyük çoğunluğu dolaylı yöntemler kullanılarak tespit edilmiştir.
Şimdiye kadar, yıldızlarının yörüngesinde görüntülendikleri için sadece bir avuç gezegen keşfedildi (Doğrudan Görüntüleme). Dolaylı yöntemlere kıyasla zorlu olsa da, bu yöntem, dış gezegenlerin atmosferini karakterize etmek söz konusu olduğunda en umut vericidir. Şimdiye kadar, bu yöntemi kullanarak 82 gezegen sisteminde 100 gezegen onaylandı ve yakın gelecekte daha birçok gezegen bulunması bekleniyor.
Açıklama:
Adından da anlaşılacağı gibi, Doğrudan Görüntüleme, bir gezegenin atmosferinden yansıyan ışığı kızılötesi dalga boylarında arayarak dış gezegenlerin görüntülerini doğrudan yakalamaktan oluşur. Bunun nedeni, kızılötesi dalga boylarında, bir yıldızın ışığı yansıtan bir gezegenden sadece 1 milyon kat daha parlak olması, milyar kez değil (tipik olarak görsel dalga boylarında durumdur).
Doğrudan Görüntüleme'nin en belirgin avantajlarından biri, yanlış pozitiflere daha az eğilimli olmasıdır. Transit Yöntemi, tek bir gezegen sistemini içeren vakaların% 40'ına kadar yanlış pozitiflere eğilimli iken (takip gözlemleri gerektirir), Radyal Hız Yöntemi kullanılarak tespit edilen gezegenler onay gerektirir (bu nedenle genellikle Transit Yöntemi ile eşleştirilir) . Buna karşılık, Doğrudan Görüntüleme, gökbilimcilerin aradıkları gezegenleri görmelerini sağlar.
Bu yöntemi kullanma fırsatları nadir olmakla birlikte, doğrudan tespitlerin yapılabildiği her yerde, bilim insanlarına gezegen hakkında değerli bilgiler sağlayabilir. Örneğin, gökbilimciler bir gezegenin atmosferinden yansıyan spektrumları inceleyerek, gökbilimciler bileşimi hakkında hayati bilgiler elde edebilirler. Bu bilgi, güneşdışı gezegen karakterizasyonunun ve potansiyel olarak yaşanabilir olup olmadığının belirlenmesine özgüdür.
Fomalhaut b durumunda, bu yöntem gökbilimcilerin gezegenin yıldızın protoplane diskiyle etkileşimi hakkında daha fazla bilgi edinmesine, gezegenin kütlesine kısıtlamalar koymasına ve büyük bir halka sisteminin varlığını doğrulamasına izin verdi. HR 8799 söz konusu olduğunda, dış gezegeninin atmosferinden (gezegen oluşumu modelleri ile birlikte) yansıyan kızılötesi radyasyon miktarı, gezegenin kütlesinin kabaca bir tahminini sağlamıştır.
Doğrudan Görüntüleme, geniş yörüngelere sahip ve özellikle büyük kütleli (gaz devleri gibi) gezegenler için en iyi sonucu verir. “Yüzü açık” konumdaki gezegenleri tespit etmek için de çok faydalıdır, yani gözlemciye göre yıldızın önünden geçmezler. Bu, gezegenlerin yıldızlarının geçişlerini gerçekleştirdiği “kenarda” olan gezegenleri tespit etmek için en etkili olan radyal hız için ücretsiz hale getirir.
Diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, Doğrudan Görüntüleme, bir yıldızın ışığının gizleyen etkisi nedeniyle oldukça zordur. Başka bir deyişle, ana yıldızı çok daha parlak olduğunda bir gezegenin atmosferinden yansıyan ışığın algılanması çok zordur. Sonuç olarak, mevcut teknolojiyi kullanarak Doğrudan Görüntüleme fırsatları çok nadirdir.
Çoğunlukla, gezegenler bu yöntem kullanılarak ancak yıldızlarından uzak mesafelerde yörüngede olduklarında veya özellikle büyük olduklarında tespit edilebilirler. Bu, yıldızlarına daha yakın yörünge (yani yıldızlarının yaşanabilir bölgesi dahilinde) olan karasal gezegenleri (yani “Dünya benzeri”) arama konusunda çok sınırlı hale getirir. Sonuç olarak, potansiyel olarak yaşanabilir dış gezegenleri arama konusunda bu yöntem özellikle yararlı değildir.
Doğrudan Görüntüleme Anketlerine Örnekler:
Bu teknik kullanılarak yapılan ilk dış gezegen tespiti, bir grup gökbilimcinin 2M1207'ye yakın bir yerde bir gezegeni birkaç kez görüntülemek için Avrupa Güney Gözlemevi'nin (ESO) Çok Büyük Teleskop Dizisini (VLTA) kullandığı Temmuz 2004'te gerçekleşti. Dünya'dan yaklaşık 200 ışıkyılı uzaklıkta bulunan kahverengi bir cüce.
2005 yılında, başka gözlemler bu dış gezegenin 2M1207 civarındaki yörüngesini doğruladı. Bununla birlikte, bazıları kahverengi cücenin düşük parlaklığı gezegenin algılanmasını mümkün kılan şey olduğundan, bunun ilk “Doğrudan Görüntüleme” vakası olduğuna kuşkuyla yaklaştı. Buna ek olarak, kahverengi bir cücenin yörüngesinde kaldığı için bazılarının gaz devinin uygun bir gezegen olmadığını iddia etmesine neden oldu.
2008 yılının Eylül ayında, Scorpius takımyıldızında 470 ışık yılı uzaklıkta bulunan ev sahibi yıldız olan 1RXS J160929.1? 210524 çevresinde 330 AU'luk bir ayrılıkla bir nesne görüntülendi. Ancak, 2010 yılına kadar bir gezegen ve yıldıza eşlik ettiği doğrulanmadı.
13 Kasım 2008'de bir gökbilimciler ekibi, Hubble Uzay Teleskobu'nu kullanarak yıldız Fomalhaut'un etrafında dönen bir dış gezegen görüntüsünü aldıklarını açıkladı. Keşif, Fomalhaut'u çevreleyen kalın gaz ve toz diski ve bir gezegenin yolundaki kalıntıları temizlediğini gösteren keskin iç kenar sayesinde mümkün oldu.
Hubble ile yapılan takip gözlemleri, astronomların gezegeni bulmasına izin veren diskin görüntülerini üretti. Bir başka katkıda bulunan faktör, Jüpiter'in kütlesinin iki katı olan bu gezegenin, Satürn'ün halkalarından birkaç kat daha kalın olan ve gezegenin görsel ışıkta oldukça parlak bir şekilde parlamasına neden olan bir halka sistemi ile çevrelenmesidir.
Aynı gün hem Keck Gözlemevinden hem de İkizler Gözlemevinden teleskoplar kullanan gökbilimciler, HR 8799 etrafında dönen 3 gezegen görüntülediklerini açıkladılar. Jüpiter'in kütlesinin 10, 10 ve 7 katı olan bu gezegenlerin hepsi kızılötesinde tespit edildi dalga boyları. Bu, HR 8799'un genç bir yıldız olması ve etrafındaki gezegenlerin oluşumlarının ısısının bir kısmını hala koruduğu düşünülüyordu.
2009 yılında, 2003 yılına dayanan görüntülerin analizi Beta Pictoris etrafında dönen bir gezegenin varlığını ortaya çıkardı. 2012 yılında Mauna Kea Gözlemevinde Subaru Teleskobu kullanan gökbilimciler, yıldız Kappa Andromedae'nin yaklaşık 55 AU mesafede (Neptün'ün yaklaşık iki katı mesafede) dönen bir “Süper Jüpiter” (12.8 Jüpiter kütlesi ile) görüntülediğini açıkladılar. Güneş).
Diğer adaylar yıllar içinde bulundu, ancak şimdiye kadar gezegen olarak onaylanmamışlar ve kahverengi cüceler olabilirler. Toplamda 100 dış gezegen, Doğrudan Görüntüleme yöntemi (doğrulanmış tüm dış gezegenlerin yaklaşık% 0,3'ü) kullanılarak doğrulanmıştır ve büyük çoğunluğu yıldızlarından büyük mesafelerde dönen gaz devleridir.
Ancak, gelecek nesil teleskoplar ve diğer teknolojiler kullanıma sunuldukça, bu durumun yakın gelecekte değişmesi beklenmektedir. Bunlar, Otuz Metre Teleskop (TMT) ve Magellan Teleskop (GMT) gibi uyarlanabilir optiklerle donatılmış yer tabanlı teleskopları içerir. Ayrıca, kronograflara dayanan teleskoplar (teleskopun içindeki bir cihazın bir yıldızdan gelen ışığı engellemek için kullanıldığı James Webb Uzay Teleskopu (JWST gibi) içerir.
Geliştirilmekte olan diğer bir yöntem, bir yıldızdan teleskopa girmeden önce ışığı yıldızlardan koruyacak şekilde konumlandırılmış bir cihaz olan 'yıldız gölgesi' olarak bilinir. Dış gezegenleri arayan uzaya dayalı bir teleskop için, bir yıldız gölgesi, yıldız astronomlarının gözlemlediği yıldız ışığını engellemek için kendisini sadece doğru mesafede ve açıda konumlandırmak için tasarlanmış ayrı bir uzay aracı olurdu.
Burada Uzay Dergisi'nde güneşdışı gezegen avcılığıyla ilgili birçok ilginç makalemiz var. İşte Transit Yöntemi Nedir ?, Radyal Hız Yöntemi Nedir ?, Kütleçekimsel Mikrolensleme Yöntemi nedir? Ve Kepler Evreni: Galaksimizde Yıldızlardan Daha Fazla Gezegen.
Astronomi Cast de bu konuda ilginç bölümler var. İşte Bölüm 367: Spitzer Gezegenler ve Bölüm 512: Gezegenlerin Doğrudan Görüntülemesi.
Daha fazla bilgi için, NASA'nın Dış Gezegeni Keşif sayfasındaki sayfasına, Gezegensel Topluluğun Güneş Dışı Gezegenler sayfasına ve NASA / Caltech Dış Gezegen Arşivi'ne göz atmayı unutmayın.
Kaynaklar:
- NASA - Bir Dış Gezegeni Bulmanın Beş Yolu: Doğrudan Görüntüleme
- Wikipedia - Dış Gezegen Tespiti Yöntemleri: Doğrudan Görüntüleme
- Gezegensel Toplum - Doğrudan Görüntüleme
- Las Cumbres Gözlemevi - Doğrudan Görüntüleme
