Güneş ötesi gezegen sistemleri: Durum özeti

Abstract

Ötegezegen (extrasolar planets) çalışmaları gökbilim ve gezegen bilimlerinde geçtiğimiz on yılın tartışmasız en heyecanlı ve gelişime açık alanlarından biridir. Tüm gökbilimi etkilemesinin yanı sıra her ülkede en parlak gençleri de kendine çekmektedir. Doppler yöntemiyle 1995'lerde keşfedilen ilk dev ötegezegenlerden bugüne, 500'e yakın ötegezegen (extrasolar planet) bulundu. Bunlar arasında ilk kez yer kütlesi büyüklüğünde gezegenler de keşfedildi. Artık, ötegezegenleri kütleleri, yarıçapları ve ortalama yoğunlukları cinsinden ayırt edebiliyor ve böylece içyapı modelleri için ilk ham verileri elde etmeye başlamış bulunuyoruz. Bunlar arasında kısa dönemli bir kaç dev gezegenin aklık (albedo) derecesini, etkin yüzey sıcaklığını ve kimi atmosferik özelliklerini ölçebildik (Seager, 2008). Bu alanda çalışanlar, 20 yıl öncesine kadar, bu tür keşifleri hayal bile edemiyorlardı. Kayda değer önemli gelişmeler olduysa da, gezegen oluşum süreçlerini anlayabilmek ve kendi güneş sistemimizin nasıl oluştuğunu ve bu sistemin gezegenlerinden biri üzerinde yaşamın başlangıç koşullarının nasıl ortaya çıktığını öğrenebilmek için daha çok yol alınması gerekmektedir.Ötegezegen keşifleri, teknoloji ve yöntemlerin uç limitlere kadar zorlandığı farklı türlerde astronomik ölçümler gerektiren bir alandır. Örneğin: dikine hız duyarlılıkları 0,1 ? 1 m/s, birkaç mikro açı saniyesi mertebesinde astrometrik ölçümler, birkaç mili-açı saniyesi mertebesinde açısal çözünürlükler ve yaklaşık 10-10 mertebesinde parlaklık oranları söz konusudur. Ötegezegenler çalışma alanı yeni teknolojilerin geliştirilmesinde ve çoğunlukla pahalı uzay görevlerini gerektiren `aşırı` hassas ölçümlerin gerçekleştirilmesinde, yeni ve önemli bir etmen olarak yer almaktadır.Gezegen keşiflerinde kullanılan en temel yöntemlerden biri, uygun koşullara sahip gezegenlerin neden olacağı tutulmalar (yıldızın önünden geçişler) sırasında yıldızın ışığında gerçekleşen düzenli azalmanın büyük duyarlılıkla takibi ve bu yolla gezegenin yıldız çevresindeki dönemi, kütlesi, büyüklüğü, yoğunluğu ve hatta atmosferinin yapısı gibi parametrelerinin belirlenmesidir. Çalışmamızda gezegen keşiflerinin kısa tarihçesi ve kullanılan yöntemlerin açıklanması yanında, özellikleri belirlenebilen gezegenlere dayanarak yapılabilen sınıflandırmalar ve Güneş sistemimizle karşılaştırma olanakları özetlenmektedir. Ayrıca tutulma gösteren bazı gezegenlerin dönemlerine bağlı olarak farklı ülkelerden gözlemevleri arasında işbirliği yoluyla koordineli gözlemler ele alınmakta ve bu şekilde gerçekleştirme çabasına katıldığımız bir olayın detayları verilmektedir. HD 80606b gezegeninin İspanya'dan (Kanarya Adaları), Türkiye'ye uzanan ülkeler arasında, birbirini takip edecek gözlemlerin planlanması ve elde edilen verilerin ortak değerlendirilmesi projesi, bu tür çalışmaların içerdiği sorun ve evreleri ele almak açısından yararlı olmuştur. Bu proje ile ilgili bizim de katıldığımız çalışmalar ve projenin şimdiki durumu da özetlenmektedir.

The study of exoplanets is definitely one of the most exciting and newly developing fields in astronomy and planetary science in the last two decades. The new field attracts some many bright young scientist. The findings are enchanting the public as well. The recent progress in the field has been phenomenal. Only about 20 years have passed since the first discoveries of giant exoplanets with the Doppler method. Today we have discovered more than 500 planets in orbit around mostly nearby stars. The first terrestrial mass objects are also discovered in this retrival. We characterize exoplanets in terms of their mass, radius, and mean density and thus have been able to construct the first crude models of their internal structure. We have also measured the albedo, effective temperature, and some atmospheric features of several short period giant planets (Seager, 2008). In the middle of 1990?s these discoveries could not have even been imagined by researchers working in this, then unnoticed field. Although significant progress has been made, astronomers has to travel a long way before they can truly start comparative planetology, and fully understand the process of planet formation, and also know, ultimately, how our own solar system formed and how life originated on one of its terrestrial planets.The detection of exoplanets is a new field requiring a diverse range of astronomical measurements at their extreme limits: radial velocity precisions are of 0.1 ? 1 m/s, astrometric measurements, of a few micro-arcseconds, angular resolutions, of a few milli-arcseconds, and the measurement of contrast ratios of ~10-10. The needs of the exoplanet search community are also the drivers of new Technologies. Most of these ?extreme? measurements often require expensive space missions.Another, often applied method, the planetary eclipses make use of quite simple and in a way archaic technique much used in binary stars observations, in determining the eclipse duration and system periods. However, it need to be pushed to its limits mainly in terms of since the eclipsing body now is a planet, much smaller than any types of star, with no light of its own. Such observations also require the coordination of international campaigns to determine longer period (~1/2 day) systems. One such campaign (transit event of HD80606b) in which COMU group and author of present thesis participated included several countries from US to Turkey. Although, the coordination efforts and campaign are still not completed, a short account of the international cooperation and is early results will also be summarised.