Güneş sistemindeki diğer gezegenler ve sahip oldukları uyduları, Dünya’da alışık olduğumuzdan çok farklı, oldukça ilginç koşullara sahipler. Bu nedenle, üzerinde barındırabilecekleri yaşam biçimleri de bir o kadar heyecan verici. Ama aslında Güneş sistemi dışındaki (örneğin galaksimizin geri kalanında ve hatta galaksimiz dışındaki) diğer gezegenleri düşününce, bu merakın sınırları oldukça genişliyor. Ötegezegen ismini verdiğimiz bu gök cisimleri, yakın geçmişte bir hayal ürünü olmaktan çıkıp, veri ışığında ve bilimsel yöntem ile inceleyebildiğimiz nesneler haline geldiler.
Güneş sistemimiz dışındaki ilk gezegenin keşfi aslında pek de kolay olmamış. 20. yüzyıl boyunca çeşitli iddialar ortaya atılmış olsa da, günümüzde doğrulayabildiğimiz ilk keşif, 1988 yılında Gamma Cephei A yıldızını inceleyen Bruce Campbell, Gordon Walker ve Stephenson Yang tarafından yapılmış. Topladıkları teleskop verisini kullanarak, yıldız ışığının (harekete bağlı) renk değiştirmesini inceleyen grup, yıldızın, ışığını gözlemleyemediğimiz başka bir cisim tarafından ileri geri savrulduğunu fark etmişler. Bu gözlem, daha sonraki yıllarda ötegezegenleri bulmak için düzenli olarak kullanılan bir keşif yöntemi olacaktı. Fakat renk değişimleri yıldızın kendi etrafındaki dönüşünden de kaynaklanabileceği için, bu keşfin astronomi toplumu tarafından genel olarak kabul görmesi için yıllar geçmesi gerekti. 2002 yılında ilgili gözlemin gerçekten de bir ötegezegenin varlığına işaret ettiği doğrulanabildi.
Daha çabuk benimsenen ilk keşif ise, 1992 yılında PSR B1257+12 atarcasının (kendi etrafında hızla dönen ve çoğunlukla nötronlardan oluşan bir ölü yıldız) yörüngesindeki iki ötegezegen oldu. Aslında ilk keşfin galaksimizdeki milyarlarca yıldız dururken, göreceli olarak nadir bulunan atarcaların etrafında keşfedilmiş olması kafanızı karıştırabilir. Bunun sebebi, yörüngelerinde olan cisimlerin atarcaların ürettiği periyodik radyo dalgalarının varış sürelerini oldukça hassas ama ölçülebilir bir şekilde değiştiriyor olması. Öyle ki, bu çalışmadan sonra aynı sistemde keşfedilen Draugr isimli ötegezegenin kütlesi, Ay'ın kütlesinin sadece yarısı!
Bu ilk keşifleri takip eden yıllar boyunca astronomlar zaman zaman yeni ötegezegenler bulmaya devam etmişler. Fakat, binlerce ötegezegen keşfedip, ötegezegenlerin istatistiğini yapmamızı mümkün hale getiren ve belki de günümüzde ötegezegenlerin bu denli popüler olmasını sağlayan deney ise NASA'nın 2009 yılında uzaya gönderdiği Kepler isimli uydu oldu. Fakat, Kepler'in keşifleri az öncekinden farklı olarak, yıldızların ışık akısındaki geçici azalmalara dayanıyor. Örneğin bir yıldızın ışık akısını uzun bir süre boyunca gözlemlerseniz, önünden bir cisim geçtiğinde, bu kısmi tutulma yüzünden bize ulaşan ışık akısında bir miktar azalma olduğunu fark edersiniz. Eğer bu azalma belirli aralıklarla ve yıldızın yüzeyindeki parlaklık dağılımı ile tutarlı ise, o zaman keşfettiğiniz cismin bir ötegezegen olduğu kanısına varabilirsiniz. Bu gözlemin bir örneğini Şekil 1'de görebilirsiniz. Önünden geçen ötegezegenin engellemesi nedeniyle bize ulaşan yıldız akısı bir miktar azalıyor. Bu azalmaya bakarak, yıldız ve ötegezegenin yarı çaplarının ne oranda olduğunu bulabiliyoruz.
Şekil 1 - Kaynak: NASA Ames
Günümüzde Kepler'in keşfettiği ötegezegenler sayesinde, Güneş benzeri yıldızların yaklaşık beşte birinin yaşanabilir bölgede, Dünya benzeri bir ötegezegene sahip olduğunu düşünüyoruz. Galaksimizde yüz milyarı aşkın yıldız olduğunu düşününce bu, hayal gücümüze sığmayacak sayıda yaşam biçiminin prensipte var olabileceği anlamına geliyor.
2018'e geldiğimizde ise artık yeni bir ötegezegen avcımız var. 18 Nisan 2018 tarihinde SpaceX tarafından uzaya fırlatılan Geçiş yapan Ötegezegen Tarama Uydusu (TESS), NASA'nın sponsor olduğu bir teleskop (bkz. Şekil 2). Dünya'nın etrafında dönen TESS, oldukça eliptik bir yörüngeye sahip. Bir başka deyişle, Dünya etrafında bir çember çizmek yerine, Dünya'ya en uzak olduğu mesafe en yakın olduğu mesafenin yaklaşık üç katı olacak şekilde bir elipsi takip ediyor. Bu, teleskop için oldukça faydalı bir seçim. Çünkü, Dünya'nın çevresinde, manyetik alanına hapsolmuş yüklü parçacıkların oluşturduğu Van Allen radyasyon kuşağı isimli bir bölge bulunuyor. Eliptik yörüngesi sayesinde TESS zamanının büyük bir kısmını bu kuşağın dışında geçiriyor ve elektronik aksamına gelecek olası bir zarardan olabildiğince kaçınıyor.
Şekil 2 - Kaynak: GSFC/NASA
Dünya'dan uzakta daha uzun zaman geçirmesi, aynı zamanda Dünya'dan yansıyıp kameralara ulaşan ışığın da azalmasını sağlıyor. Aksi taktirde bu istenmeyen yansıma, ötegezegenleri ararken ihtiyaç duyulan hassasiyete ulaşılmasına engel olabilirdi. Dünya'dan uzaktayken zamanının büyük bir bölümünü uzayı fotoğraflamakla geçiren TESS, Dünya'ya yaklaştığı zaman ise antenini yeryüzüne çevirip, topladığı verileri yerdeki alıcılara göreceli olarak az miktarda enerji harcayarak iletebiliyor.
TESS'in yörüngesinin bir başka özelliği de Ay ile yaptığı rezonans. TESS Dünya etrafındaki dönüşünü 13.7 günde tamamlıyor. Bu, Ay'ın Dünya etrafında döndüğü sürenin tam olarak yarısı. Ay'ın TESS'in yörüngesi üzerinde yaptığı etkiler uzun vadede birbirini götürdüğü için, TESS oldukça kararlı bir yörüngeye sahip. Şu ana kadar yapılan hesaplamalar bu kararlı yörüngenin 2030'lu yıllara kadar süreceği yönünde. Fakat, Güneş'ten gelip, teleskobun yüzeyinden yansıyan fotonların (ışık parçacıklarının) da bir momentumu var ve teleskobun doğrultusunu değiştirebilirler. Bu nedenle TESS'in yönünü aktif bir şekilde koruması gerekiyor. Bu amaçla, momentum depolayabildiği tepki tekerlekleri kullanıyor ve yönünü oldukça hassas bir şekilde belirleyebiliyor.
TESS'in 25 Temmuz 2018'de başlayan bilimsel gözlemleri en az 2 sene boyunca devam edecek. Bunun ilk senesinde Güneş sisteminin yörünge düzleminin (ekliptik) Güney yarım küresini, ikinci senesinde ise Kuzey yarım küresini tarayacak ve bu gözlemler sonunda gökyüzünün yaklaşık %90'ı kapsanmış olacak. Fakat, görevin tasarımı gereği gökyüzündeki her bölge eşit miktarda taranmıyor. Bir başka deyişle TESS, gökyüzünün çoğunu toplamda yaklaşık bir ay gözlemlerken, bazı bölgelerine bütün bir yıl boyunca bakacak. Ekliptik düzlemin kutuplarına denk gelen bu "sürekli gözlem" bölgelerinin önemli bir amacı var. Bu bölgeler aynı zamanda önümüzdeki senelerde fırlatılması beklenen James Webb Uzay Teleskobu'nun (JWST) gözlem yapacağı bölgeler. Bu nedenle, bu bölgelerde keşfedilecek uzun periyotlu ötegezegenler (örneğin Dünya gibi yıldızlarının etrafında yaklaşık senede bir dönen), daha sonra JWST ile daha detaylı incelenebilecek ve atmosferleri hakkında bilgi edinilebilecek.
Geçtiğimiz aylarda TESS ilk-ışık fotoğrafını yayımladı. Şekil 3'te görebileceğiniz üzere, teleskobun 4 adet kamerası ve her kamerada 4 adet dedektör bulunuyor. Bu dedektörlerden bir tanesinin çektiği fotoğraftaki binlerce yıldızı ve fotoğrafın sağında ise Büyük Macellan Bulutu'nu görebilirsiniz. Soldaki parlak yıldız ise R Dor. Bu kırmızı dev yıldız o denli büyük ki, Güneş'i R Dor ile değiştirseydik, asteroid kuşağını bile kısmen içine alırdı!
Şekil 3 - Kaynak: NASA/MIT/TESS
TESS sayesinde önümüzdeki yıllarda ötegezegen çalışmalarında büyük ilerlemeler kaydetmeyi planlıyoruz. Bunun en önemli parçası, Güneş'e yakın, Dünya benzeri ötegezegenlerin bir haritasının çıkarılması. TESS için yaklaşık olarak 200 milyon dolar harcandığını düşünecek olursak, astrofizikteki ortalama bir deneyle karşılaştırınca mütevazı bir bütçesi olmasına rağmen, bilimsel sonuçları evren hakkındaki algımızı kökten değiştirme potansiyeli olan, oldukça önemli bir deney. TESS’in görevi tamamlandıktan sonraki yüzyıllar boyunca bu keşfedilen ötegezegenler hakkında daha fazla bilgi toplamaya, hayaller kurmaya, üzerlerinde yeşermiş olma ihtimali olan yaşam biçimleriyle iletişim kurmaya ve hatta belki de onlara ulaşmaya çalışacağız. Yeni ötegezegen keşifleri için beklemede kalın!