NASA'lı bilim insanları kütleçekim dalgalarının yeni ötegezegenleri ortaya çıkarabileceğini gösterdi

Güneş Sistemi'nin dışındaki gezegenleri, yani ötegezegenleri bulmanın bilinen yolları ışığa dayanıyor. Şimdi NASA'daki astrofizikçilerin yürüttüğü iki çalışma farklı bir olasılığı öne çıkarıyor: Uzay-zamanın dalgalanmalarını dinleyen bir gözlemevi, galaksimizde daha önce görülmemiş türden gezegenleri açığa çıkarabilir. Söz konusu gözlemevi, halen geliştirilmekte olan LISA (Lazer İnterferometre Uzay Anteni).

LISA ne yapacak?

LISA, kütleçekim dalgalarını algılamak üzere tasarlanıyor. Bu dalgalar, birbirinin etrafında dönen kütlelerin uzay-zamanda yarattığı çok küçük dalgacıklar olarak tanımlanıyor. Yani gözlemevi bir teleskop gibi ışık toplamayacak; uzayın dokusundaki ince titreşimleri ölçecek.

NASA'nın duyurusuna göre iki yeni çalışma, bu yöntemin ötegezegen keşfine nasıl dönüşebileceğini daha önceki anlatımlardan çok daha ayrıntılı biçimde ortaya koyuyor. Çalışmalar, LISA'nın galaksi genelinde yeni ve kendine özgü bir ötegezegen topluluğunu gün yüzüne çıkarabileceğini savunuyor. Bu gezegenlerin hangi tür sistemlerde bulunacağı gibi teknik ayrıntılar, çalışmaların kendi metinlerinde yer alıyor; burada yalnızca ana fikir aktarılıyor.

Arka plan

Kütleçekim dalgaları, Einstein'ın genel görelilik kuramının öngördüğü olgular arasında yer alır. Çok büyük kütleli cisimler hızlanıp birbirinin çevresinde döndüğünde uzay-zaman esner ve bu esneme dalga gibi dışarı yayılır. Yer üzerindeki dedektörler bu dalgaları doğrudan yakalayabildiğini göstermişti. Ancak yerdeki aletler titreşimlerden ve çevresel gürültüden etkilendiği için belirli frekans aralıklarını duymakta zorlanır.

Uzaya kurulacak bir gözlemevi bu sınırı aşmayı hedefliyor. Yavaş ve uzun süreli dönüşlerin ürettiği düşük frekanslı dalgalar, ancak yerin gürültüsünden uzakta, çok uzun ölçüm yolları kullanılarak izlenebilir. LISA'nın bu alanı açması bekleniyor. Proje, Avrupa Uzay Ajansı öncülüğünde ve NASA'nın katkısıyla yürütülen uluslararası bir girişim olarak biliniyor.

Ötegezegen araştırmalarında ise bugüne kadar en yaygın yöntemler, bir yıldızın ışığındaki küçük sönmeleri ya da yıldızın hareketindeki hafif kaymaları izlemeye dayandı. Bu yöntemler çok sayıda gezegen buldu, fakat her tür yıldız sisteminde aynı kolaylıkla çalışmıyor. Kütleçekim dalgaları ise tamamen farklı bir bilgi kanalı sunuyor ve bu nedenle başka gezegen türlerine pencere açabilir.

Neden önemli?

Bir gezegenin kütleçekimi, bağlı olduğu sistemin hareketini ister istemez etkiler. Genel fizik açısından bakıldığında, kütleçekim dalgası yayan bir sistemde ek bir kütlenin bulunması, dalga sinyalinde ince izler bırakabilir. Eğer bu izler yeterince duyarlı biçimde ölçülürse, sinyalin içinde gizli bir gezegenin varlığı okunabilir. NASA'nın tanıttığı çalışmaların bu ilkeyi ayrıntılandırdığı anlaşılıyor.

Bunun önemi iki noktada toplanıyor. Birincisi, ışıkla görülmesi güç sistemlerdeki gezegenler de incelenebilir hale gelebilir. İkincisi, gezegen topluluğunun resmi genişler: Bugünkü katalog, mevcut yöntemlerin kolay yakaladığı gezegenlere doğru eğilimli. Yeni bir yöntem bu eğilimi dengeleyerek gezegenlerin nasıl oluştuğuna ve hangi ortamlarda hayatta kalabildiğine dair kuramları sınayabilir.

Ayrıca bu haber, aynı gözlemevinin birden fazla bilim dalına hizmet edebileceğini gösteriyor. LISA kütleçekim dalgası astronomisi için tasarlandı, ama ötegezegen bilimi gibi başka bir alana da katkı yapması, böylesine büyük projelerin yan kazanımlarını görünür kılıyor.

Henüz belli olmayanlar

Bu aşamada anlatılanlar, gözlemevinin gerçekten veri toplamasından önceki öngörülere dayanıyor. LISA hâlâ geliştirme sürecinde; dolayısıyla çalışmaların işaret ettiği gezegen topluluğunun gerçekten var olup olmadığı, ancak gözlemler başladığında anlaşılacak. Gezegenlerin sayısı, türü ve ne kadarının tespit edilebileceği gibi sorular da şimdilik kuramsal modellere bağlı.

Yine de iki ayrı çalışmanın aynı olasılığı farklı yönlerden ele alması, fikrin tek bir hesaba dayanmadığını düşündürüyor. Bilim insanları açısından asıl değer, gözlemevi uzaya ulaşmadan önce hangi sinyallerin aranacağının, verilerin nasıl işleneceğinin ve neyin gezegen izi sayılacağının önceden netleşmesinde yatıyor. Bu hazırlık, ileride gelecek verinin çok daha hızlı ve güvenilir yorumlanmasını sağlayabilir.