Exoplanet-Hunting yöntemleri serimize tekrar hoş geldiniz! Bugün, Gravitational Microlensing olarak bilinen meraklı ve benzersiz yönteme bakıyoruz.
Ekstra güneş enerjili gezegenlerin avı son on yılda ısındı. Teknoloji ve metodolojide yapılan iyileştirmeler sayesinde, gözlemlenen dış gezegenlerin sayısı (1 Aralık 2017 itibariyle) 2.780 yıldızlı sistemde 3.710 gezegene ulaşmış ve 621 sistemi birden fazla gezegene sahiptir. Ne yazık ki, gökbilimcilerin uğraşmaya zorlandığı çeşitli sınırlar nedeniyle, büyük çoğunluk dolaylı yöntemler kullanılarak keşfedildi.
Dış gezegenleri dolaylı olarak tespit etmek için daha sık kullanılan yöntemlerden biri Gravitational Microlensing olarak bilinir. Esasen, bu yöntem, bir yıldızdan gelen ışığı bükmek ve odaklamak için uzak nesnelerin çekim kuvvetine dayanır. Bir gezegen gözlemciye göre yıldızın önünden geçerken (yani bir geçiş yapar), ışık ölçülebilir bir şekilde düşer ve bu daha sonra bir gezegenin varlığını belirlemek için kullanılabilir.
Bu açıdan, Gravitational Microlensing, Gravitational Lensing'in ölçeklendirilmiş bir versiyonudur; burada, bir galaksiden veya onun ötesinde bulunan başka bir nesneden gelen ışığı odaklamak için araya giren bir nesne (bir galaksi kümesi gibi) kullanılır. Ayrıca, yıldızların bir dış gezegenin varlığını göstermek için parlaklıktaki düşüşler için izlendiği, son derece etkili Transit Yöntemi'nin önemli bir unsurunu da içerir.
Açıklama:
Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi uyarınca yerçekimi, uzay-zaman dokusunun bükülmesine neden olur. Bu etki, bir nesnenin çekiminden etkilenen ışığın bozulmasına veya bükülmesine neden olabilir. Aynı zamanda bir mercek gibi davranarak ışığın daha odaklanmasına neden olur ve uzaktaki nesneleri (yıldızlar gibi) bir gözlemciye daha parlak gösterir. Bu etki sadece iki yıldız gözlemciye göre neredeyse tam olarak hizalandığında (yani biri diğerinin önüne yerleştirildiğinde) ortaya çıkar.
Bu “mercek olayları” kısa ama bol, galaksimizdeki Dünya ve yıldızlar her zaman birbirlerine göre hareket ediyorlar. Son on yılda, binin üzerinde olay görülmüştür ve tipik olarak bir seferde birkaç gün veya hafta sürmüştür. Aslında, bu etki Sir Arthur Eddington tarafından 1919'da Genel Görelilik için ilk ampirik kanıt sağlamak için kullanılmıştır.
Bu, 29 Mayıs 1919'da Güneş Tutulması sırasında gerçekleşti ve Eddington ve bilimsel bir keşif, Güneş'in çevresindeki bölgede görünür olan yıldızların fotoğraflarını çekmek için Batı Afrika sahilindeki Principe adasına gitti. Resimler, Einstein'ın tahminini, bu yıldızlardan gelen ışığın Güneş'in yerçekimi alanına tepki olarak biraz değiştiğini göstererek doğruladı.
Teknik aslen astronomlar Shude Mao ve Bohdan Paczynski tarafından 1991'de yıldızlara ikili arkadaşlar aramak için bir araç olarak önerildi. Önerileri 1992 yılında Andy Gould ve Abraham Loeb tarafından dış gezegenleri tespit etme yöntemi olarak rafine edildi. Bu yöntem, galaksinin merkezine doğru gezegen ararken en etkili olanıdır, çünkü galaktik çıkıntı çok sayıda arka plan yıldızı sağlar.
Avantajları:
Mikrolensing, Dünya'dan gerçekten çok uzak mesafelerde gezegenleri keşfedebilen ve en küçük dış gezegenleri bulabilen bilinen tek yöntemdir. Radyal Hız Yöntemi, Dünya'dan 100 ışık yılına kadar gezegen ararken etkilidir ve Transit Fotometri yüzlerce ışık yılı uzaklıktaki gezegenleri tespit edebilirken, mikrolensing binlerce ışık yılı uzakta olan gezegenleri bulabilir.
Diğer yöntemlerin çoğu daha küçük gezegenlere karşı bir sapma eğilimine sahip olsa da, mikrolensing yöntemi, Güneş benzeri yıldızlardan 1-10 astronomik birim (AU) civarında olan gezegenleri tespit etmenin en hassas yoludur. Mikrolensing, hem geçiş yönteminin hem de radyal hızın etkisiz olduğu daha geniş yörüngelerdeki düşük kütleli gezegenleri tespit etmenin kanıtlanmış tek yoludur.
Birlikte ele alındığında, bu faydalar mikrolensasyonu Güneş benzeri yıldızların etrafında Dünya benzeri gezegenleri bulmak için en etkili yöntem haline getirir. Buna ek olarak, mikrolensing araştırmaları yer tabanlı tesisler kullanılarak etkili bir şekilde monte edilebilir. Transit Fotometri gibi, Mikrolensing Metodu da on binlerce yıldızı aynı anda incelemek için kullanılabilmesinden yararlanır.
Dezavantajları:
Mikrolensing olayları benzersiz olduğu ve tekrarlamaya tabi olmadığı için, bu yöntem kullanılarak tespit edilen gezegenler tekrar gözlemlenmeyecektir. Ek olarak, tespit edilen gezegenler çok uzak olma eğilimindedir, bu da takip araştırmalarını neredeyse imkansız hale getirir. Neyse ki, mikrolensleme saptamaları genellikle çok yüksek bir sinyal / gürültü oranına sahip oldukları için takip anketleri gerektirmez.
Onay gerekli olmamakla birlikte, bazı gezegensel mikrolensleme olayları teyit edilmiştir. OGLE-2005-BLG-169 olayı için gezegen sinyali HST ve Keck gözlemleri ile doğrulanmıştır (Bennett ve ark.2015; Batista ve ark.2015). Buna ek olarak, mikrolensing araştırmaları sadece bir gezegenin uzaklığına ilişkin kaba tahminler üreterek hata için önemli marjlar bırakabilir.
Mikrolensing ayrıca bir gezegenin yörünge özelliklerine ilişkin doğru tahminler veremez, çünkü bu yöntemle doğrudan belirlenebilen tek yörünge özelliği gezegenin mevcut yarı ana eksenidir. Bu nedenle, eksantrik bir yörüngeye sahip gezegenler, yörüngesinin sadece küçük bir kısmı için algılanabilir olacak (yıldızından uzakta olduğunda).
Son olarak, mikrolensing nadir ve rastgele olaylara - bir yıldızın Dünya'dan görüldüğü gibi tam olarak diğerinin önüne geçişine - bağlıdır, bu da tespitleri hem nadir hem de öngörülemez hale getirir.
Gravitasyonel Mikro-Ölçüm Anketlerine Örnekler:
Mikrolensing Metoduna dayanan araştırmalar arasında Varşova Üniversitesi'ndeki Optik Yerçekimi Lensleme Deneyi (OGLE) bulunmaktadır. Üniversitenin Astronomi Gözlemevi müdürü Andrzej Udalski liderliğindeki bu uluslararası proje, galaktik çıkıntı çevresindeki 100 yıldızlık bir alanda mikrolensing olayları aramak için Şili'deki Las Campanas'taki 1.3 metrelik “Varşova” teleskopunu kullanıyor.
Ayrıca, Yeni Zelanda ve Japonya'daki araştırmacılar arasında ortak bir çaba olan Astrofizik (MOA) grubunda Mikrolensing Gözlemleri de bulunmaktadır. Nagoya Üniversitesi'nden Profesör Yasushi Muraki liderliğindeki bu grup, güney yarıküreden karanlık madde, güneş dışı gezegenler ve yıldız atmosferi için anketler yapmak için Mikrolensleme Yöntemini kullanıyor.
Ve sonra güney yarımküreye dağılmış 1 metrelik beş teleskoptan oluşan Prob Lensleme Anomalileri Ağı (PLANET) var. RoboNet ile işbirliği içinde bu proje, Dünya'nınki kadar düşük kütleli gezegenlerin neden olduğu mikrolensleme olayları için neredeyse sürekli gözlemler sağlayabilir.
Bugüne kadarki en hassas anket, Kore Astronomi ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (KASI) tarafından 2009 yılında başlatılan bir proje olan Kore Mikrolensing Teleskop Ağıdır (KMTNet). KMTNet, 24 saat sürekli izleme sağlamak için üç güney gözlemevindeki enstrümanlara güveniyor Galaktik şişkinlik, yıldızların yaşanabilir bölgeleriyle yörüngede dönen dünya kitlesel gezegenlere giden yolu gösterecek mikrolensing olaylarını arıyor.
Burada Uzay Dergisi'nde güneşdışı gezegen tespitiyle ilgili birçok ilginç makale yazdık. İşte Ekstra Güneş Gezegenleri Nedir ?, Transit Yöntemi Nedir ?, Radyal Hız Yöntemi Nedir ?, Kütleçekimsel Mercek Nedir? ve Kepler’in Evreni: Galaksimizde Yıldızlardan Daha Fazla Gezegen
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.
Astronomi Cast de konuyla ilgili bölümlere sahiptir. İşte Bölüm 208: Spitzer Uzay Teleskobu, Bölüm 337: Fotometri, Bölüm 364: CoRoT Misyonu ve Bölüm 367: Spitzer Dış Gezegenler Yapıyor.
Kaynaklar:
- NASA - Gezegen Bulmanın 5 Yolu
- Gezegen Derneği - Mikroişlem
- Wikipedia - Dış Gezegenleri Tespit Yöntemleri
