Bu sanatçının tasarımı, uzayda tamamen açılmış James Webb Uzay Teleskobu’nu gösteriyor. Kredi: Adriana Manrique Gutierrez, NASA Animatörü
Silikon Vadisi’ndeki NASA Uzak Dünyaları İncelemek İçin Webb’i Nasıl Kullanacak?
NASA‘s James Webb Uzay Teleskobu Bize genellikle ötegezegenler olarak bilinen kendi güneş sistemimizin ötesindeki dünyaların şimdiye kadarki en iyi görüntüsünü sunmaya hazırlanıyor. NASA’nın California Silikon Vadisi’ndeki Ames Araştırma Merkezi’ndeki bilim adamları, kozmosu Webb ile ilk gözlemleyenler arasında olacak ve dış gezegenlerin nasıl oluştukları, neyden yapıldıkları ve herhangi birinin potansiyel olarak yaşanabilir olup olmadığı hakkında ipuçları arıyorlar.
24 Ocak 2022’de teleskop hedefine, Dünya’dan yaklaşık bir milyon mil uzakta, Güneş-Dünya Lagrange noktası 2 olarak da bilinen L2 olarak da bilinen bir yer çevresinde bir yörüngeye ulaştı. Şimdi Webb, evren anlayışımızı dönüştürmek için bilimsel misyonunu başlatmaya bir adım daha yaklaştı.
Gezegensel Bilgi Boşluğunu Doldurmak
Ötegezegenleri ararken, bilim adamları genellikle en iyi bildiğimiz dünyaları referans olarak kullanırlar – kendimizin ve güneş sistemindeki komşularımızın. Ama dışarıdaki gezegenlerin çoğu, komşularımızdan hiçbirine pek benzemiyor.
Neptün-altı ötegezegenleri TOI-421b ve GJ 1214b’nin boyutlarını Dünya ve Neptün ile karşılaştıran çizim. Hem TOI-421 b hem de GJ 1214 b, yarıçap, kütle ve yoğunluk bakımından Dünya ile Neptün arasındadır. Gezegenler, artan yarıçap ve kütle sırasına göre soldan sağa doğru düzenlenmiştir. Kredi: NASA, ESA, CSA ve D. Player (STScI)
Ames’te araştırma bilimcisi ve birkaç Webb programında ortak araştırmacı olan Natasha Batalha, “Galaksi içinde keşfettiğimiz gezegenlerin çeşitliliği, kendi güneş sistemimizdeki gezegenlerin çeşitliliğini çok aşıyor” dedi. “Güneş sistemimizde, iç kayalık dünyalar ve dış gaz gezegenlerimiz var – ancak gördüğümüz en yaygın ötegezegenler aslında arada.”
Batalha’nın ekibi, Dünya’dan daha büyük ama Dünya’dan daha küçük olan “aradaki” gezegenlerin 11’ini incelemek için Webb’i kullanacak. Neptün, zaman içinde nasıl oluştukları ve geliştikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için. Bu gezegen nüfusunun neye benzediğine dair temel bir fikir edinmek – kayalık mı yoksa gazdan mı yapılmışlar? – başlangıçtır. Ames’in çoğu ötegezegen Webb tarafından sağlanan araştırmalar, bu tür temel bilgi oluşturmaya odaklanacak ve bilim adamlarına, güneş sistemimizin ötesindeki gezegenlerin nüfusunun neye benzediğini ve bu tür dünyaların potansiyel yaşamı barındırıp barındıramayacağını bir araya getirmeleri için daha fazla parça verecek.
20 yılı aşkın bir süredir Webb’in enstrümantasyon ve analiz tekniklerinin geliştirilmesine katkıda bulunan Ames’te bir astrofizikçi olan Thomas Greene, önceki teleskoplar tarafından incelenen birçoklarından daha az kütleli ve daha soğuk olan dokuz gezegen üzerinde bir araştırmaya öncülük ediyor. Çalışması, bu dünyaları çevreleyen atmosferlerin kimyasal yapısına, ev sahibi yıldızlara kıyasla bileşimlerindeki daha ağır elementlerin bolluğuna, her gezegenin yüzeyindeki sıcaklıklara ve daha fazlasına odaklanacak.
Atmosferleri ve Potansiyel Yaşanabilirliği Aramak
Daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyan başka bir gezegen türü, soğuk cüce yıldızların etrafında dönen küçük kayalık dünyalardır. Bu gezegenler genellikle güneşlerine çok yakındır, ancak güneşleri küçük ve serin olduğu için yaşanabilir bölge içindedirler. Bununla birlikte, bu dünyalar hakkında çok az şey biliniyor – yaşam barındırıp barındıramayacaklarını bir yana, atmosferleri sürdürüp sürdüremeyecekleri de dahil.
Bu sanatçının konsepti, Dünya’dan 40 ışıkyılı uzaklıkta bulunan TRAPPIST-1 sistemi içindeki yedi kayalık ötegezegeni tasvir ediyor. Gökbilimciler, güneş sistemimizin ötesinde Dünya büyüklüğünde bir gezegenin ilk atmosferini tespit etmek amacıyla Webb ile bu dünyaları gözlemleyecekler. Kredi: NASA ve JPL/Caltech
Greene’in çalışmasındaki dünyaların çoğu gazdan yapılmış olsa da, biri kayalıktır – TRAPPIST-1b. Küçük, serin bir cüce yıldıza yakın yörüngede dönen yedi kayalık, kabaca Dünya boyutunda gezegenden oluşan bir grup olan TRAPPIST-1 sisteminin en içteki gezegenidir. Bir atmosferi olup olmadığı da dahil olmak üzere gezegenin yapısı hakkında çok az şey biliniyorken, Webb tarafından toplanan veriler onun ölü ve çorak bir dünya olduğunu, hatta yaşama ev sahipliği yapma potansiyeline sahip olduğunu ortaya çıkarabilir.
Greene, “Bir gezegenin atmosferi, bildiğimiz şekliyle yaşam olasılığı için çok önemlidir” dedi. “Webb’in araçlarını, bize yalnızca atmosferleri algılamak için değil, aynı zamanda neyden yapıldığını belirlemek için ihtiyaç duyduğumuz verileri verebilmek için geliştirdik.”
Greene’in ekibi, gezegenin tayfını yakından inceleyecek – ne tür bir ışık yaydığını ve bu da onun kimyasal bileşimi hakkında bir fikir verdiğini görecek. Çalışma, gezegenin kızılötesi emisyonlarına odaklanacak ve karbondioksit belirtileri arayacak. Bir atmosferin, özellikle de karbondioksitin mevcut olduğuna dair işaretler varsa, o zaman TRAPPIST-1b, kendi güneş sistemimizdeki karbondioksite sahip kayalık gezegenler gibi oluşmuş ve evrimleşmiş olabilir. Venüs, Dünya ve Mars.
Batalha ayrıca, ikisi aynı sistemde olmak üzere beş benzer kayalık dünyayı karakterize etmeye odaklanan iki Webb programına da katkıda bulunuyor – ikincisi yaşanabilir bölgede olan TRAPPIST-1h ve TRAPPIST-1e. Bu programlar, bu dünyalardan kaçının atmosfere sahip olduğunu ve varsa neyden yapıldığını belirleyecektir. Webb’in hedeflerinin çoğu yüzlerce, hatta milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta, ancak bize en yakın olan ötegezegenlerden bazıları aynı küçük, kayalık dünyalardır. Dört ışıkyılı uzaklıkta bize en yakın yıldız olan Proxima Centauri, bir M cücedir ve potansiyel olarak bu tür iki dünyaya ev sahipliği yapmaktadır. Uzak dünyalar hakkında bilgi edinmek, eve daha yakın yaşanabilirlik beklentilerini anlamamıza yardımcı olabilir.
Webb teleskopu, NASA’nın şimdiye kadar inşa ettiği en büyük astrofiziksel uzay gözlemevi ve teknik olarak en karmaşık bilim görevidir.
Batalha, “Böylesine büyük bir çabanın parçası olmak alçakgönüllü bir deneyim” dedi. “Yaklaşık 10.000 kişi bu teleskopa katkıda bulundu ve 400’den fazla kurumda binlerce kişi ilk döngüsünden verileri analiz edecek. Bu ölçekte bilim yapmak için harika bir fırsat.”
James Webb Uzay Teleskobu, dünyanın şimdiye kadar yapılmış en büyük, en güçlü ve en karmaşık uzay bilimi teleskopudur. Webb güneş sistemimizdeki gizemleri çözecek, diğer yıldızların etrafındaki uzak dünyalara bakacak ve evrenimizin gizemli yapılarını ve kökenlerini ve içindeki yerimizi araştıracak. Webb, ortakları ESA (Avrupa Uzay Ajansı) ve Kanada Uzay Ajansı ile birlikte NASA tarafından yönetilen uluslararası bir programdır.