James Webb Uzay Teleskobu, yıldızların yoğun ışığı nedeniyle bugüne kadar görüntülemekte zorlandığı ötegezegenleri tespit etmek için yeni bir yönteme kavuştu. Fizik tabanlı modelleme ve makine öğrenimini bir araya getiren FLIP (Physics-based Learning for Imaging Planets), yıldız ışığının görüntülerden çok daha hassas biçimde çıkarılmasını sağlıyor.
Ötegezegenlerin doğrudan görüntülenmesi, başka yıldızların çevresinde dolanan gezegenlerin atmosferlerini ve fiziksel özelliklerini incelemek açısından önemli yöntemlerden biri olarak öne çıkıyor. Ancak bu gezegenlerin ışığı, yörüngelerinde bulundukları yıldızların parlaklığı karşısında oldukça zayıf kalıyor. En parlak genç dev gezegenler bile çevrelerindeki yıldızlardan yaklaşık 100 bin kat daha sönük olabiliyor.
Gökbilimciler bu sorunu aşmak için uzun süredir yıldız ışığını görüntülerden ayıklamaya çalışıyor. James Webb Uzay Teleskobu da NIRCam (Yakın Kızılötesi Kamera) ve MIRI (Orta Kızılötesi Aygıt) enstrümanlarında bulunan koronagraf sistemleri sayesinde yıldızların parlaklığını azaltabiliyor. Ancak teleskoplardaki mekanik, termal ve optik değişimler, elde edilen görüntülerin hassasiyetini sınırlamaya devam ediyor.
Özellikle teleskop aynalarında meydana gelen çok küçük genleşmeler ve titreşimler, ışığın teleskop içerisindeki hareketini değiştirerek görüntülerde istenmeyen parlaklık oluşmasına neden olabiliyor. James Webb’in sıcaklık kontrolünü sağlayan soğutma sistemlerindeki motorlar da bu tür titreşimlerin kaynakları arasında yer alıyor.
Gökbilimciler, yaklaşık 20 yıldır bu sorunu çözmek için farklı yıldızlardan alınan referans görüntülerini kullanıyor. Bir yıldızın görüntüsü, başka bir gözlemdeki parlaklığı modellemek ve ardından bu ışığı asıl görüntüden çıkarmak için değerlendiriliyor. Ancak iki gözlem arasında teleskopta meydana gelen küçük değişimler, yöntemin doğruluğunu sınırlayabiliyor.
FLIP yöntemi James Webb’in görüntüleme sınırlarını aşmayı hedefliyor
Rodrigo Ferrer-Chavez ve Northwestern Üniversitesinden araştırmacıların geliştirdiği FLIP, geleneksel referans görüntüsü yaklaşımından farklı olarak teleskobun çalışma biçimini fiziksel modeller üzerinden yeniden oluşturuyor. Makine öğreniminden de yararlanan sistem, ışığın teleskop içerisinde nasıl hareket ettiğini simüle ederek yıldızın görüntüde oluşturduğu parlaklığı hesaplıyor.
Araştırmacılar bu yaklaşım sayesinde teleskobun nanoskopik ölçekteki kusurlarını, küçük konum değişikliklerini ve optik bozulmalarını da hesaba katabiliyor. FLIP tarafından oluşturulan yapay yıldız ışığı modeli, gerçek gözlem verilerinden çıkarılarak yıldızın parlaklığı altında kalan daha sönük gök cisimlerinin belirginleşmesini sağlıyor.
Ekibin geliştirdiği yöntemin en önemli sonuçlarından biri, daha önce standart görüntü işleme teknikleriyle tespit edilemeyen 51 Eridani b adlı ötegezegenin James Webb verilerinde görüntülenmesi oldu. Araştırmacılar, teleskobun NIRCam enstrümanıyla elde edilen gözlemleri FLIP üzerinden işleyerek gezegenin varlığını ortaya koydu.
Burada söz konusu olan yeni bir gezegen keşfi değil. 51 Eridani b daha önce yer tabanlı teleskoplarla tespit edilmişti. Ancak gezegen, James Webb’in belirli bir dalga boyunda gerçekleştirdiği gözlemlerde yıldızının parlaklığı nedeniyle standart görüntü işleme yöntemleriyle ayırt edilemiyordu. FLIP kullanıldığında ise gezegenin sinyali, yıldız ışığından ayrıştırılarak belirgin hâle geldi.
Araştırmanın sonuçlarına göre FLIP, geleneksel yıldız ışığı giderme tekniklerine kıyasla 2 ila 15 kat arasında daha yüksek hassasiyet sağladı. Bu gelişme sayesinde James Webb’in daha önce görüntülenmesi zor olan düşük kütleli, daha soğuk veya yaşlı dev gezegenleri incelemesi kolaylaşabilir.
Yeni yöntem Dünya benzeri ötegezegenlerin araştırılmasına katkı sağlayabilir
FLIP’in kullanım alanı yalnızca James Webb Uzay Teleskobu ile sınırlı kalmayabilir. Araştırmacılar yöntemin gelecekte yer tabanlı gözlemevlerine de uyarlanabileceğini belirtiyor. Ayrıca sistemin NASA’nın önerilen Habitable Worlds Observatory (Yaşanabilir Dünyalar Gözlemevi) gibi gelecek nesil uzay teleskoplarında kullanılma potansiyeli bulunuyor.
Söz konusu gözlemevi başka yıldızların çevresinde Dünya benzeri gezegenleri doğrudan görüntülemeyi ve bu gezegenlerin atmosferlerini incelemeyi hedefliyor. Böyle bir görevin gerçekleştirilebilmesi için teleskopların son derece kararlı çalışması gerekiyor. FLIP’in görüntülerdeki optik kusurları daha etkili biçimde giderebilmesi, gelecekteki teleskopların tasarımında karşılaşılan bazı teknik gereksinimleri azaltabilir.
Bununla birlikte yöntemin daha geniş kapsamlı gözlemlerde kullanılabilmesi için ek araştırmalara ihtiyaç duyuluyor. Araştırmacıların öncelikleri arasında hesaplama maliyetlerini düşürmek ve sistemi daha büyük veri kümeleri üzerinde sınamak bulunuyor.
Çalışma, başka yıldızların çevresindeki gezegenleri görüntüleme konusunda yalnızca daha gelişmiş teleskoplara ihtiyaç duyulmadığını, mevcut gözlem verilerinin daha etkili işlenmesinin de önemli sonuçlar sağlayabileceğini gösteriyor. FLIP gibi yöntemlerin geliştirilmesi, .
İlginizi Çekebilir: Mars’ta Hâlâ Aktif Volkanlar Bulunuyor Olabilir
Sizce yeni yöntem gelecekte Güneş Sistemi dışındaki Dünya benzeri gezegenlerin doğrudan görüntülenmesine yönelik çalışmalara katkıda bulunabilir mi? Fikirlerinizi yorumlarda veya Kayıp Rıhtım Forum’da paylaşabilir, daha fazlası için bizleri Google News ve WhatsApp üzerinden takip edebilirsiniz.
Kaynak: Universal Today
Bu yazı için yorumlar geçerli değildir.