Bir gezegen ne kadar büyüyebilir?
Dış gezegenler ve onların uyduları hakkında araştırma yapan bir ekibin açıkladığı bulgular, hayâl gücümüzü zorlayacak bazı verileri gün yüzüne çıkardı. Uzak yıldız sistemlerinde bazıları Dünya'nın 3 bin katı büyüklüğünde.
Corey S. Powell *
Uzayda bilinen en büyük nesnelerden biri olan KELT-11b, Jüpiter’den yüzde 40 daha büyük ve straforu andıran bir özkütleye sahip.
Geçen hafta bir astronom ekibi “exomoon” (dış ay) adı verilen bir uydunun keşfedildiğini açıkladı. “Exomoon”, bir yıldızın etrafında dönen bir gezegenin uydusu anlamına geliyor. Bu buluşun çarpıcı yanı, bu gezegen-ay sisteminin büyüklüğü. Bulunan uydu, yani ‘ay’, Neptün büyüklüğünde! Uydusu olduğu gezegense Jüpiterden 10 kat büyük; başka bir deyişle dünyadan 3 bin kat daha büyük!
Bu yeni kozmik sistem bizi uzay boşluğundaki cisimlerin kütlelerini yeniden düşünmeye itiyor ve elbette tüm bu hengame içinde kendi gezegenimizin ne boyutta kaldığını... En büyük gezegen ne kadar büyük olabilir? Yeni olasılıklara bakıldığında, dünya aslında küçük bir gezegen mi yoksa büyük mü?
Büyüklükten kastın ne olduğuna göre cevap değişiyor. Eğer bir gezegenin büyüklüğü kütle üzerinden hesaplanacaksa o zaman sorunun teknik bir cevabı var. Gezegenler nükleer füzyonla kendi enerjilerini üretmeyen cisimler olarak kabul ediliyor. Jüpiter'in kütlesinin 13 katına sahip herhangi bir gezegen (kabaca dünyanın 4 bin katı), çekirdeğinde yeterince ısı ve basınç yaratarak, ağır bir hidrojen izotopu, sınırlı döteryum füzyon reaksiyonlarını tetikleyebilir. Bu durumda, nesne gezegen yerine ‘kahverengi cüce’ olarak kabul edilir.
KAHVERENGİ CÜCELER
‘Kahverengi cüce’ adı verilen yıldız ile gezegen arasındaki nesnelerde, nükleer ısıma dışarıdan gözükmese dahi içeride pek çok tepkime yaratıyor. Isınma için gereken kritik oranda kütle de objenin içinde barındırdığı elementlere bağlı. Kayda değer bir tepkime için, kütlenin Jüpiter’in 11-16 kat arası fazla olması gerekiyor.
Bu gri alanın dışına çıkıldığı zaman ise işler daha çok siyah ve beyaz halde görünüyor. 11 Jüpiter kütlesinin altında kalanlar gezegen olarak sınıflandırılıyor. Ancak bunun üzerine çıkanlar, kesinlikle kendi başına enerji yaratabiliyor ve astronomik alanda gezegen tanımının dışına çıkmış oluyor.
Gezegen ebatlarına ilişkin ilginç olan nokta, Jüpiter’den daha büyük objelerin daha yoğun ama aslında daha az geniş olmaları. Örneğin kırmızı cüce yıldızlar, Jüpiter kütlesinin 80 katı.
Aklımızda bir soru daha var: Bir gezegen fiziksel olarak ne kadar genişleyebilir? Bu sorunun net ama sürpriz bir cevabı var. Jüpiter dünyanın 11 katı. Ve görünen o ki bir gezegen en fazla bu
genişliğe ulaşabiliyor! Jüpiter’e fazladan madde eklesek de daha geniş bir gezegen olmuyor. Bunun yerine, kendi yer çekimi sebebiyle daha fazla kütleyi birbirine çekiyor ve dengeliyor.
Jüpiter boyutunda gezegenlerden kahverengi cüce yıldızlara, en az kütleye sahip cüce yıldızlara (ki bunlar Jüpiter kütlesinin 70 katına ulaşıyor) boyutlar neredeyse hiç değişmiyor. Tüm bu nesneler aynı çapın yüzde 15’ini oluşturuyor. Bu istikrarlı durumsa ilginç sonuçlar doğuruyor.
Trappist-1A isimli yıldız yakın zamanda çevresinde 7 tane dünya boyutunda gezegen dolaştığı için haberlere konu olmuştu. Trappist-1A bir kırmızı cüce yıldız. Güneşin 2000’de 1’i kadar parlaklığa sahip ama yine de bir yıldız. Bu bilgi, bize bu yıldızın kütlece oldukça yoğun olduğunu anlatıyor. Daha sönük olan kırmızı cücelerin çoğu böyledir. Trappist-1A Jüpiter’den 60 kat daha yoğun.
Daha basit ifadelerle açıklamak gerekirse, bu parıltılı hidrojen topu granitten 25 kat, kurşundan 6 kat daha yoğun. Trappist-1A ısı tepkimelerine sahip olsa da bunun derecesi o kadar düşük ki ortaya çıkan enerji yerçekimine karşı çok dayanıksız. Jüpiter’den yüzde 15 küçük olan ve bilinen en küçük gelişmiş yıldız olan EBLM J0555-57Ab, kurşundan 17 kat ve sudan 188 kat daha yoğun!
İSTİSNAİ DURUMLAR DA VAR
Elbette bu düzende de bazı istisnalar var. Bazı gezegenlerin yörüngeleri yıldızlarına o kadar yakın ki fazla ısınıyor ve anormal genişlikte çaplara ulaşıyorlar. KELT-11b, Jüpiter’den yüzde 40 daha geniş ama 5’te 1’i yoğunluğa sahip. HD 100546bn’nin çapı Jüpiter’in 7 katı ki bu kendisini bilinen en geniş gezegen yapıyor. Ancak bu bilgi kesin değil. Nesne hâlâ dönüşüm geçiriyor ve bir aşamada kahverengi cüceye dönüşebilir.
Bu istisnalar dışında düzen hiç değişmiyor. Bir gezegen ne kadar genişlerse genişlesin, fiziksel olarak aynı oranda büyümüyor. Sadece sıkışıyor, yoğunlaşıyor ve bir seviyeden sonra gezegen olarak tanımlanmaktan çıkıyor.
* Makalenin aslı Discover Magazine sitesinde yayınlanmıştır. (Çeviren: İdil Karşıt)