Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi, Ay ve Güneş’in ‘Dış Tutulmalarını’ Görebildi

Gelecekteki bir uzay gözlemevi, dış ay popülasyonlarını yok etmek için dış tutulmaları kullanabilir.

Eğer siz de bizim gibiyseniz, hâlâ geçen ayki tam güneş tutulmasının yarattığı göksel coşkudan kurtulmuşsunuz demektir. Ayın güneşi engellemesi, geçmişte gökbilimcilere helyumun keşfinden genel göreliliğin kanıtlanmasına kadar eşsiz bilimsel fırsatlar da sağladı. Artık uzak ötegezegen sistemlerindeki tutulmalar, yakalanması zor ötegezegenlerin aranmasına yardımcı olabilir.

A son çalışma Michigan Üniversitesi’nden, Johns Hopkins APL ve Fizik Bölümü ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ndeki Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırmaları Enstitüsü ortaklığıyla “Habitable Worlds Gözlemevi ile Exomoons & Exorings I: Dünyanın Tespiti Üzerine- Ay Analog Gölgeleri ve Tutulmaları” arXiv ön baskı sunucusu, uzak sistemlerdeki tutulmaları, geçişleri ve tutulmaları avlamak için gelecekteki bir görevi kullanmayı planlıyor.

Ekomoon avcılığı

Araştırmanın başyazarı Mary Anne Limbach (Michigan Üniversitesi) Universe Today’e şunları söyledi: “HWO muhtemelen mevcut gözlemevlerinin aksine çeşitli tespit yöntemleri kullanarak ekzooonları tespit edebilecektir.” “Dış tutulma yoluyla bir dış ay tespit ettiğimiz bir sistemde, ay ve gezegenin birleşik yansıyan ışık spektrumu içinde aydan gelen ışık gibi diğer imzaları da gözlemleyebiliriz.”

Önerilen Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi (HWO), LUVOIR-B (Büyük Ultraviyole Optik ve Kızılötesi kaşif) konseptinden türetilmiştir. Bu, uzay tabanlı astronomi için Astro2020 Decadal Araştırması’nda vurgulandı. HWO, güneş-Dünya L2 Lagrange noktasından (Euclid ve JWST’nin şu anki yuvası) çalışacak ve 2030’ların ortalarında bir SLS veya Falcon Heavy ile fırlatılacak.

HWO, yıldızların yörüngesinde dönen dış gezegenleri doğrudan gözlemlemesine olanak tanıyan, serbestçe uçan bir “yıldız kalkanı” kullanacak. Ancak gözlemciler için gerçekten cazip olan şey, söz konusu gezegenlerin etrafında dönen büyük uyduları görme fikridir. Şimdiye kadar Kepler-1625b ve Kepler-1708b gibi ekomom tespitlerine ilişkin iddialar ele alınamadı. Bununla birlikte, eğer bu aylar kendi tutulma düzlemleri boyunca yörüngede dönüyorsa, bu aylar gezegenin gölgesine geçtikçe parlaklıklarında belirgin düşüşler görürüz ve ardından gölgelerini ana bilgisayar birincil üzerine geri yansıtırlar.

Tutulmalar, geçişler ve tutulmalar

Astronomide, bu tutulma-geçiş modeline, bir cismin diğerinin önünden geçmesiyle oluşan bir dizi karşılıklı olay diyoruz. Kendi güneş sistemimizde Jüpiter bunun en iyi örneğidir. Dünya ve Ay, tutulma mevsimi olarak bilinen dönemde yılda iki kez benzer olaylar yaşar.

Limbach, “HWO’nun birincil görevi, diğer yıldızların yörüngesinde dönen gezegenlerde yaşamın izlerini aramaktır. Bunu başarmak için, HWO’nun yakınlardaki birçok yıldız sistemini bazen birkaç gün boyunca gözlemlemesi gerekecek” diyor.

“Bu gözlemler sırasında HWO, sistemdeki doğrudan görüntülenen gezegenlerden yansıyan ışığı ölçecek. Bu süre zarfında bir dış tutulma (veya geçiş) meydana gelirse, tutulma sırasında gezegenden önemli ölçüde daha az ışık gözlemleyeceğiz (yaklaşık Yörünge fazına bağlı olarak Dünya-ay analogu için %30 daha az).”

Bir “dış tutulma” veya geçiş olayının uzaktan nasıl görünebileceğine dair bir fikrimiz var. 2008 yılında NASA, Deep Impact uzay aracını EPOXI (iki kısaltmanın birleşimi: Derin Etki Genişletilmiş Araştırma ve Güneş Dışı Gezegen Gözlem ve Karakterizasyon görevleri) olarak bilinen şey için yeniden tasarladı. Dünya-ay sistemine baktığımızda EPOXI bir dizi geçiş gördü. Bunlar araştırmacılara böyle bir olayın nasıl görünebileceği konusunda fikir veriyor.

Dünya analoglarını arıyorum

Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi, büyük ayların ev sahibi dünyaları gölgede bırakabileceği bir bant olan yakın kızılötesinde çalışacak. Dünya-ay analog sistemiyle HWO’nun 10 parsek mesafeye kadar 2-20 karşılıklı olayı görmesi bekleniyor. Daha büyük gaz devi olayları 20 parsek uzaklıktan tespit edilebilir.

“HWO için birden fazla exomoon tespit yöntemi mevcut olacağından ve bunların exomoon tespitini kolaylaştıracağını tahmin ettiğimizden, HWO, Dünya benzeri gezegenlerin etrafındaki büyük ayların ne kadar yaygın veya nadir olduğu gibi bir popülasyon olarak exomoonlar hakkında genel bilgileri ortaya çıkarma kapasitesine sahip olabilir. ya da dış uyduların kolayca bulunabileceği fiziksel koşullar” diyor Jacob Lustig-Yager (Washington Üniversitesi). “Eğer HWO çok sayıda dış uyduyu tespit edebilirse, bu gelecekte bu tür nüfus araştırmalarının kapısını açabilir.”

Elbette, ürettikleri dış tutulmalar yoluyla dış uyduların tespit edilmesi zor olacaktır. Bu, Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi’nin bile yapabileceklerinin en ileri noktasını temsil edecek. Bu yöntemin aynı zamanda yanlış sinyallerle de uğraşması gerekecek. Bunlar arasında olası “dış halkalar” ve hatta ana bilgisayar birincilinin albedo’sunu veya genel parlaklığını değiştiren hava durumu değişkenliği ve dönüş yer alır.

İşin olumlu tarafı, araştırmacılar daha genç sistemlerin daha fazla ortak olay üretmesi gerektiğini belirtiyor. Ay’ın Dünya’dan ilk kez koptuğu ve çok daha yakın olduğu, tarihinin erken dönemlerindeki Dünya-ay sistemini düşünün. Bu ilkel ay gökyüzünde çok büyük görünerek birçok tutulmaya neden olurdu.

Bir ekomoon popülasyonu

Limbach, “Araştırdığımız bir sonraki husus, yaşanabilir bölgedeki gaz devi gezegenlerin yörüngesinde dönen ‘Dünya benzeri’ ayların spektroskopik olarak tespit edilebilirliğidir” diyor. “Bu tür aylar popüler kültürde sıklıkla görüntülenmiş olsa da (örneğin, Endor ve Pandora), HWO, eğer varsa, onları tespit etme ve karakterize etme kapasitesine sahip ilk gözlemevi olabilir.”

Sonuçta açıklanan yöntemler, tüm ekomoon popülasyonunun tespit edilmesine yol açabilir ve bu da onların evrende ne kadar yaygın olduklarını bir miktar otorite ile söylememize olanak sağlayabilir.