-AstroEge-
Bilim adamları, erimiş kayalık bir ötegezegende atmosferin varlığına dair şimdiye kadarki en güçlü kanıtı buldu!
HABER
Yazar: Görkem REYHANOĞULLARI
4/22/20264 min read
2022 ortasında bilimsel faaliyetlerine başlayan James Webb Uzay Teleskobu, ötegezegenlerin atmosferlerini tespit etme konusunda önemli adımlar attı. Bunlar arasında, bir ötegezegen atmosferinde (WASP-39b) karbondioksit, atmosferik su buharı (WASP-96 b) ve hatta oksijen ve karbon gibi daha ağır elementlerin varlığına dair ilk net kanıtların sağlanması da yer alıyor. Son açıklamaya göre, araştırmacılar kayalık bir gezegenin atmosferi hakkında bugüne kadarki en güçlü kanıtı tespit ettiklerini duyurdu.
Bu gezegen, ultra sıcak süper Dünya TOI-561 b'dir. Bu kayalık gezegen, Dünya'nın yarıçapının 1,4 katı büyüklüğünde ve Dünya'dan yaklaşık 275 ışık yılı uzaklıkta bulunan Güneş benzeri bir yıldızın yörüngesinde dönmekte. 11 saatten kısa bir yörünge periyoduna sahip olan bu gezegen, ultra kısa periyotlu ötegezegenler olarak bilinen nadir bir nesne sınıfına dahil. Webb'in Yakın Kızılötesi Spektrometresi ile yapılan gözlemler, bu gezegenin küresel bir magma okyanusu ile kaplı olduğunu ve üzerinde kalın bir gaz tabakası bulunduğunu göstermekte. Ekibe göre, bu sonuçlar, yıldızlarına yakın yörüngede dönen küçük gezegenlerin atmosferlerini koruyamayacağına dair yaygın teoriyi sorgulamaktadır.
TOI-561 b, yıldızına çok yakın bir yörüngede döndüğü için (Merkür ile Güneş arasındaki mesafenin kırkta birinden daha az), araştırma ekibi gezegenin gelgit kilitli olduğu ve bir tarafının sürekli olarak güneşe baktığı sonucuna vardı. Bu, gündüz tarafındaki sıcaklıkların kayanın erime sıcaklığını aştığı ve magma yüzeyi oluşturduğu anlamına gelir. Dahası, gezegenin boyutu ve kütlesinin ölçümleri, şaşırtıcı derecede düşük bir yoğunluk ortaya çıkardı. Bunun olası bir açıklaması, gezegenin nispeten küçük bir demir çekirdeğe ve Dünya'nınkinden daha az yoğun kayadan oluşan bir mantoya sahip olabileceğidir. NASA basın bülteninde şöyle açıkladı:
TOI-561 b, çok eski (Güneş'in iki katı yaşında) ve demir açısından fakir bir yıldızın etrafında, Samanyolu'nun kalın disk olarak bilinen bölgesinde yörüngede dönen ultra kısa dönemli gezegenler arasında farklı bir konuma sahip. Kendi güneş sistemimizdeki gezegenlerden çok farklı bir kimyasal ortamda oluşmuş olmalı. Gezegenin bileşimi, evrenin nispeten genç olduğu dönemde oluşan gezegenleri temsil ediyor olabilir.
Teorik bileşimi ve yaklaşık 10,5 milyar yaşında olan ana yıldızının yaşı göz önüne alındığında, TOI-561 b, evrenin nispeten genç olduğu dönemde oluşan gezegenleri temsil ediyor olabilir. Diğer bir olasılık ise, TOI-561 b'nin, yıldızlarının yakınında yörüngede dönen “süper şişkin” gaz devlerinde gözlemlenene benzer şekilde, onu olduğundan daha büyük gösteren bir atmosfere sahip olmasıdır. Bu teoriyi test etmek için ekip, Webb'in NIRSpec cihazını kullanarak gezegenin gündüz tarafındaki sıcaklığını ölçtü. Bu, TOI-561 b'nin yıldızın etrafında neredeyse dört tam yörünge tamamlaması sırasında sistemi 37 saatten fazla gözlemlemeyi gerektirdi.
Bu yörüngeler sırasında ekip, gezegen ana yıldızının arkasına geçerken sistemin parlaklığındaki azalmayı ölçtü. Bu, esasen, yıldızın parlaklığındaki düşüşlerin potansiyel ötegezegenleri tespit etmek ve yörünge sürelerini ölçmek için kullanıldığı Transit Yöntemi ile ötegezegen araştırmacılarının yaptıklarının tersidir. Bu teknik, kırmızı cüce yıldızların (TRAPPIST-1 gibi) yörüngesinde dönen kayalık gezegenlerde atmosfer aramak için kullanılan tekniğe de benzer. Atmosfer olmasaydı, gezegenin gündüz tarafı ile gece tarafı arasında ısı transferi gerçekleşemezdi. Bu durumda, araştırma ekibi gündüz tarafının sıcaklığının yaklaşık 2.700 °C (4.900 °F) olacağını tahmin etti.
Ancak, NIRSpec gözlemleri gündüz tarafındaki sıcaklığın 1.800 °C'ye (3.200 °F) yakın olduğunu gösterdi. Birmingham Üniversitesi'nden ortak yazar Dr. Anjali Piette şunları söyledi:
Tüm gözlemleri açıklamak için gerçekten kalın, uçucu madde açısından zengin bir atmosfere ihtiyacımız var. Güçlü rüzgarlar, ısıyı gece tarafına taşıyarak gündüz tarafını soğutur. Su buharı gibi gazlar, atmosferden geçmeden önce yüzeyden yayılan yakın kızılötesi ışığın bazı dalga boylarını emer. Teleskop daha az ışık algıladığı için gezegen daha soğuk görünür, ancak yıldız ışığını yansıtarak atmosferi soğutan parlak silikat bulutları da olabilir.
Soru şu: Bu kadar çok radyasyona maruz kalan, gelgit kilitli küçük bir gezegen, özellikle TOI-561 b kadar yoğun bir gezegen, atmosferini nasıl koruyabilir? Groningen Üniversitesi'nden ortak yazar Tim Lichtenberg, “Magma okyanusu ile atmosfer arasında bir denge olduğunu düşünüyoruz. Gazlar gezegenden dışarı çıkarak atmosferi beslerken, magma okyanusu onları tekrar iç kısımlara çekiyor” dedi. “Bu gezegen, gözlemleri açıklamak için Dünya'dan çok daha fazla uçucu madde içermesi gerekiyor. Gerçekten ıslak bir lav topu gibi.”
Bu sonuçlar, Webb'in Cycle 2 programlarının bir parçası olan Genel Gözlemciler (GO) Programı 3860'tan elde edilen ilk sonuçlardır. Ekip şu anda gezegenin her iki tarafındaki sıcaklıkları belirlemek ve atmosferin bileşimi hakkında daha fazla bilgi edinmek için tüm veri setini analiz ediyor.