Araştırmacılar Dış Gezegenlerin Keşfi İçin Özel Yöntemleri Araştırıyor

Max Planck Güneş Sistemi Araştırma Enstitüsü’nden René Heller’ın oluşturduğu bilimsel ekip, Kepler Uzay Teleskobu verilerinde daha önce gözden kaçan en az  18 gezegeni keşfettiklerinin farkına vardılar.  Güneş benzeri bir yıldızın etrafında dönen bir şekilde Dünya benzeri bir gezegen bulmayı başardılar. Dr. Heller ve ekibinin yeni yöntemi hakkında bu kadar özel olan ne?

Gezegenlerin çoğu, şimdiye kadar transit adlı yöntemi kullanılarak bulunmuştur. Bu yöntem nasıl çalışır ve neden bu kadar başarılı?

René Heller: Geçiş yöntemini kullanarak, Dünya’dan bakıldığında yıldızın önünden geçen bir gezegenin neden olduğu bir yıldızın tekrarlayan kısa solukluklarını ararız. Bu olaya transit adı verilir. Bununla birlikte, rastgele seçilen bir yıldıza baktığınızda, genellikle bir geçiş gezegenine, hatta bir gezegene sahip olup olmadığını bilmezsiniz. Yeni geçişler bulmak için, genellikle bir yıldıza çok uzun bir süre ve duraklamadan, tipik olarak haftalarca ve bazen yıllarca bakmak zorundayız. Ama bu yeterli değil: Geçiş yönteminin çalışması için, Dünya’dan bakıldığında, yıldızının etrafında gezegenin yörünge düzleminde olmamız gerekiyor. Ortalama olarak, bu sadece yaklaşık her yüzüncü dış gezegen için geçerlidir. Bu yüzden yüzlerce ve binlerce yıldızı sürekli olarak gözlemlememiz gerekiyor.

Bu nedenle geçiş yöntemi diğer yöntemlerden daha umut verici değildir aksine samanlıkta bir iğne için meşhur aramaya benzemektedir. Başarısı öncelikle NASA’nın Kepler Uzay Teleskobu tarafından çok sayıda yıldızın sürekli olarak gözlemlenmesine dayanmaktadır. Kepler, 2009 yılından bu yana, bugün bilinen tüm dış gezegenlerin yarısından fazlasını, binlerce dış gezegen keşfetti.

Son yıllarda, normal transit yöntemini geliştirmeyi başardınız. İşin sırrı ne?

Birkaç yıl öncesine kadar, teleskoplar tarafından bize iletilen büyük miktarda veri, burada ve orada bilgisayar destekli arama algoritmalarımızı basitleştirmeyi gerekli kıldı. Aslında, bazı standart arama algoritmaları ilk önce veri “binning” denilen verileri kullanarak verilerin kalitesini düşürmüş ve daha sonra düşük çözünürlüklü verilerde geçişleri aramıştır. Sadece bu, her biri birkaç gün veya hafta gibi tolere edilebilir zaman aralıklarında yıllarca sürekli parlaklık ölçümüne sahip büyük miktardaki yıldızların analiz edilmesini mümkün kıldı. Ancak son birkaç yılda, hesaplama gücündeki ilerleme, rafine bir algoritma kullanmamıza izin verdi.

Meslektaşım ve BT uzmanı Michael Hippke ve ben, şimdi sadece veri gruplamadan kaçınarak gezegen dışı transit aramalar için standart prosedürü geliştirdik. Artan bilgisayar iş yükünün bir kısmı, modern CPU gücü tarafından emilebilir ancak aynı zamanda mümkün olduğunca verimli hale getirmek için bilgisayar kodunu sıfırdan tasarlamak zorundaydık. Artık standart bir dizüstü bilgisayarda bile çalışıyor. Böylece dizlerinizde bir dizüstü bilgisayar ile tren yolculuğunda bir dış gezegen bulabilirsiniz.

Gözden kaçmış kaç dış gezegenin izini arayabilirsiniz?

Şimdiye kadar Kepler verilerinde 18 keşif yayınladık. KOI-456.04 şimdi tanımladığımız ve daha önce standart arama teknikleri tarafından gözden kaçmış 19. dış gezegen. Aslında, topluma rapor etmeden önce daha ayrıntılı olarak çalıştığımız birkaç düzine aday daha tespit ettik. Sonuçta, gezegen olarak bir ölçüm hatası satmak istemiyoruz. Yükseltilmiş algoritma ile kendi aramalarımızın ötesinde, kodumuzu indiren ve bunları kendi aramaları için kullanan başka araştırma ekipleri bile gördük. Algoritmamız, dış gezegen transit aramaları  için yeni standart olsaydı şaşırmazdım.

Kepler Uzay Teleskobu’ndan elde edilen veriler muhtemelen şimdiye kadar kapsamlı ve kesin olarak analiz edilmiştir. Yine de, belki Dünya kadar büyük olan daha küçük gezegenlerin keşiflerini bekler misiniz?

Geleneksel yöntemleri kullanarak, Kepler verilerinde dış gezegenleri bulma olasılıklarının tükendiğini düşünüyorum. Bununla birlikte, yeni algoritmamızla yaptığımız ilk aramalar, bu yöntemle verilerde hala heyecan verici keşifler olduğunu gösteriyor. Sanki herkes süpürgelerini  verilerle süpürdü ve şimdi kalan kırıntıları titiz bir faraş ve fırça seti ile topluyoruz. Ancak yerden alacağınız atıklardan farklı olarak, bu küçük kırıntılar, dünya dışı gezegenler. Bu da dış gezegen bilimdeki en değerli bulgular.

Dokuz yıllık çalışma sırasında, Kepler yaklaşık 150.000 yıldızdan ölçüm verileri kaydetti. Hangi yıldızların ikinci kez daha yakından bakmaya değer olduğuna nasıl karar verirsiniz?

Yeniden incelenecek yıldızların dikkatli seçimi önceki keşiflerimiz için çok önemliydi. Küçük ama değerli bir numara kullandık: Kepler görevinden sadece 150.000 yıldızdan birini rastgele seçmedik; bunun yerine, geçiş gezegenlerinin toplamda 517 yıldızın keşfedildiği K2 misyonu olarak adlandırılan görevin ikinci kısmına odaklandık. Yöntemimizin önceki yöntemlerden gerçekten daha iyi olup olmadığını kontrol etmek için, bu 517 yıldızın tüm parlaklık ölçümlerini tekrar gözden geçirdik ve şimdiye kadar kaçırılmış olabilecek ek gezegenleri aradık.

Sonuç olarak, daha önce bilinen tüm dış gezegenleri bulmakla kalmadık, aynı zamanda 18 yenisini de keşfettik. Bu 517 üzerinden 18, çok gibi gelmeyebilir. Ancak önemli olan sadece gezegen sayısı değil. Daha da önemlisi, yeni keşfedilen gezegenlerimizin Dünya ile aynı büyüklükte olması ve bu nedenle en bilinen dış gezegenlerden çok daha küçük olması. Tabii bu yüzden başlangıçta kaçırılmışlardı.

K2 verilerini gözden geçirdikten sonra, araştırmamızı 2009’dan 2013’e kadar ilk Kepler görevinden 4000’den fazla ışık eğrisine genişlettik. Ve yine başarılı olduk. Güneş benzeri yıldız Kepler-160’ın etrafındaki 1.9 Dünya yarıçapı gezegen adayı KOI-456.04 sadece ilk yayınımız.

Neden KOI-456.04’ten bir gezegen adayı olarak bahsediyorsunuz?

Resmi olarak konuşursak, bu varsayılan gezegenin sinyali yüzde 85 olasılıkla istatistiksel testlerimizden birini geçiyor. Bu, şansın 85:15 veya neredeyse altıya bir olduğu anlamına gelir; bu sinyale, verilerin rastgele istatistiksel varyasyonu veya enstrümantal bir etki değil, bir gezegen neden olur. Altıya bir, bunun iyi bir bahis olduğunu söyleyebilirim. Ancak gökbilimciler olarak, sinyalin resmen gezegensel statüsünü adaya vermeden önce sinyalin yüzde 99, bire doksan dokuz şansı olmasını istiyoruz. Şimdilik, KOI-456.04 iyi bir aday olmaya devam ediyor.

Tek bir yıldız sistemini bu kadar yakından incelemek neden önemlidir? Böyle bireysel bir vakadan ne öğreniyoruz?

İnsanlık, en ilginç dış gezegenlerin veya gezegensel adayların takip gözlemlerine hatırı sayılır miktarda fon ve çalışmaya yatırım yapar, aynı zamanda kalp ve ruha da yatırım yapar. Uzay araştırmalarına yapılan finansal yatırımlar askeri bütçenin sadece binde biri kadar olsa da, değerli gözlem zamanını boşa harcamak istemiyoruz. Bir anlamda, yer ve uzay tabanlı teleskobun gözlem süresi, milyarlarca euro veya dolar değerindedir ve kesinlikle bu zamanı ilginç bir gözlemsel hedefe harcamaktan kaçınmak istiyoruz ,sadece hedefin var olmadığını bulmak için.

Bu nedenle gezegensel durumu istatistiksel olarak belirlemek için çalışmamızda büyük emek harcadık. Açıkçası, gezegenin – ya da gezegenin adayının – bu karakterizasyonu açık ara en fazla zaman alan kısımdı. Meslektaşım Michael Hippke ve ben, Mayıs 2019’da KOI-456.04’ü sadece birkaç gün bilgisayar destekli arama yaptıktan sonra keşfetmeyi başardık. Bir sonraki adım, Kepler-160 yıldızı etrafındaki gezegen sisteminin son derece karmaşık karakterizasyonu uzun zaman aldı, ancak yöntemlerimizin otomasyonu ile ilgili çok şey öğrendik. Bir dahaki sefere daha hızlı olacağız ve ilk tespitin ardından adayın güvenlik incelemesi, bir yıl daha sürmeyecek. İyi haber şu ki, Kepler verilerinde zaten birkaç düzine umut vaat eden aday bulduk.

Kaynak: https://www.bizsiziz.com/researcher-discusses-discovery-of-exoplanets-and-his-special-method/

Çeviri: Simge Kara

113 Paylaşımlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Solve : *
3 + 8 =


This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.