Spock'un 'Vulcan' gezegeni mi bulundu?

Phil Plait

Uzun zamandır bu haberi almayı umuyordum: Gökbilimciler, ‘40 Eridani A’ isimli bir yıldızın yörüngesinde dönen bir gezegen tespit ettiler. Gezegen, Dünya’dan çok daha büyük ve ağır bir kütleye sahip gibi görünüyor; buna karşın, henüz kayalık (Neptün veya Jüpiter benzeri bir gaz devi değil de Dünya benzeri metal-kaya karşımı) bir yapıda olup olmadığını bilmiyoruz.

Peki bu neden büyük bir keşif? Çünkü 40 Eridani A, Vulcan gezegeninin yörüngesinde döndüğü yıldız. Evet, Vulcan gezegeni: Star Trek’teki Spock’ın ana vatanı!

Bir astronom ve yürekten bir Star Trek fanatiği olarak, kalbim keyifle şarkı söylüyor.

Yıldız sistemi 40 Eri, Dünya’dan yaklaşık 16.4 ışık yılı uzakta ve bu mesafe onu gökyüzünde bize en yakın yıldızlardan biri yapıyor. Aslında bu üçlü bir yıldız sistemi: En parlak olanının adı 40 Eri A ve bu Güneş’e benzeyen bir yıldız; öte yandan, Güneş’ten daha küçük ve daha soğuk (teknik özellik meraklıları için, bu K0.5V tipi bir yıldız, bu nedenle ‘turuncu cüce’ olarak sınıflandırılıyor). Yine de yakınlığı nedeniyle, karanlık bir bölgeden çıplak gözle kolayca görülebiliyor ve 4.4 derecede parlıyor. Yıldız “Keid” diye adlandırılıyor ve sistemdeki diğer yıldızlarla karıştırılmasını önlemek için şu andan itibaren bu ismi kullanacağım.

ÜÇLÜ BİR YILDIZ SİSTEMİ

Keid, biri (Güneş’ten çok daha küçük, daha soğuk ve sönük) kırmızı bir cüce yıldız ve diğeri bir zamanlar Güneş benzeri bir yıldız olan ama yakıtını tüketerek kırmızı bir deve dönüşüp şişen, dış katmanlarını kaybeden ve sonunda yıldızın parlak ve yoğun çekirdeğini geride bırakarak ölen beyaz bir cüce olan ikili bir yıldız sisteminin çevresinde, oldukça uzak bir yörüngede dolaşıyor. Beyaz cüceye 40 Eri-B ve kırmızı cüceye 40 Eri-C adı veriliyor. Birbirlerinin çevresinde yaklaşık 250 yıllık bir yörüngeyi tamamlıyorlar. Keid’den yaklaşık 60 milyar kilometre uzaktalar ve Keid’in bunların yörüngesinde dönmesi yaklaşık 8000 yıl sürüyor.

Peki Keid’in yörüngesindeki gezegen nasıl bulundu? Gökbilimciler, Dharma Gezegen Araştırma (DPS) programı aracılığıyla, ev sahibi yıldızlara yakın yörüngede dönen gezegenleri bulmak için Güneş’in boyut ve sıcaklığına benzer koşullara sahip yaklaşık 150 yakın yıldızı (yine meraklıları için, F’den M tipi yıldızlara dek) yoğun bir şekilde inceliyorlar. Kepler ve TESS gibi gözlem faaliyetlerinin dış-gezegen geçişlerini aramasına benzer biçimde, DPS de gezegenlerin yer çekimsel imzasını arıyor.

Bir gezegen, yıldızının yer çekimi nedeniyle yörüngede döner. Ancak bir gezegenin de yer çekimi vardır. Yıldızdan çok daha küçük olabilir ama yine de vardır. Yani, gerçekte yıldız ve gezegenin etrafında döndüğü bir “kütle merkezi” mevcuttur. Genellikle yıldızın hareketini fiziksel olarak göremeyiz; zira yörünge çok küçük ve yıldız çok uzaktadır.

DOPPLER ETKİSİ SAYESİNDE BULUNDU

Yine de onları tespit edebiliyoruz. Yıldız, yörüngesini kütle merkezinin etrafında oluşturduğundan, bazen yakınımıza bazen de daha uzağa doğru hareket eder; dolayısıyla, tayfında bir ‘Doppler kayması’* görürüz. Bu kaymanın büyüklüğü (yıldız üzerindeki yer çekimsel etkiye yol açan) gezegenin kütlesine bağlantılıdır ve yıldızın bu yörüngeyi tamamlamak için harcadığı zaman, gezegenin (yıllık) döngüsünü oluşturur.

Bu ölçümleri gerçekleştirmek inanılmaz derecede zordur ve inanılmaz bir hassasiyet ister. Dahası, “yüksek bir tempo” gerektirirler; çok sık gerçekleştirilen çok sayıda ölçüm söz konusudur. DPS de işte bunu yapıyor; üst üste en az 30 açık gece boyunca yıldızları tarıyor ve sonraki 420 gün içinde de en az 70 gözlem daha gerçekleştiriyor. Bu tarama, çok yakın yörüngelerde bulunan gezegenleri aramak için fazlasıyla yeterli veri sağlıyor.

Ve işin en eğlenceli yeri burası. DPS araştırmacıları Keid’in hareketinde 42.4 gün süren net bir sinyal yakaladı. Bu tespit, yıldızın, Dünya’nın yaklaşık 8.4 katı (daha fazla da olabilir) kütleye sahip (Keid-b, ya da 40 Eri-Ab… veya bilindik adıyla Vulcan adlı) bir gezegenle yörünge çizdiğini gösteriyor. Bu oran, neredeyse tam olarak Dünya ile Neptün arasındaki orana denktir; Neptün’ün kütlesi, Dünya’nın 17 katıdır. Bu ise ya ‘Süper Dünya’ ya da ‘Mini Neptün’ dediğimiz şeye tekabül eder.

KAYALIK BİR DÜNYA MI YOKSA GAZ DEVİ Mİ?

Şu halde, (gezegen) bizimki gibi kayalık bir dünya mı yoksa bir gaz devi mi? Maalesef şu an için bunu söylemek mümkün değil. İhtiyaç duyduğumuz şey, yoğunluğunu (hacminin ne kadar kütleyle dolu olduğunu) tespit etmek; bu da ne kadar büyük olduğunu bilmemiz gerektiği anlamına geliyor ve bunu şu anki gözlemlerle belirleyemiyoruz.

Bu, önemli bir nokta. Mesela, Dünya çoğunlukla,demir ve nikel gibi, metallerden ve kayadan oluşur. Toplam yoğunluğu suyun yaklaşık 5.5 katıdır (veya santimetre küp başına 5.5 gramdır). Neptün çoğunlukla gazdan oluşur ve yalnızca 1.6 yoğunluğa sahiptir. Gayet açık biçimde, bu gezegenin yoğunluğunu tespit etmemiz bize bu konuda çok şey anlatacak. Yoğunluğu, Keid’in önünden geçerken yıldız ışığının bir kısmını engellemesi esnasında bulunabilir. Yıldız ışığında gerçekleşecek bu azalmanın göstergesi, bize gezegenin çapı ve dolayısıyla hacmi hakkında bilgi sunacak. Ne var ki yapılan DPS gözlemleri, bizlere (yıldızın önünden) bir geçiş olup olmadığını söylemiyor.

Peki güzel haberler yok mu? TESS, gezegen geçişlerini araştırmakla görevlendirilmiş, Dünya yörüngesindeki bir NASA gözlemevi ve Keid de onun gözlem listesinde bulunuyor. Bildiğim kadarıyla 2018 yılının Kasım ayından itibaren Keid’in bulunduğu yöne çevrilecek; bu sayede 2019’un başlarında bu gezegenle ilgili daha fazla bilgi edinebileceğiz.

YAŞAM GELİŞMİŞ OLABİLİR

Bu oldukça heyecan verici. Eğer gezegen bir geçiş yaparsa (TESS yıldızın ışığında böyle küçük bir düşüş tespit edebilirse), o durumda çapını da öğrenebiliriz. Şayet Dünya’yla aynı yoğunluğa sahipse, o zaman gezegenimizin 8.4 katı bir kütleye sahip olması için Dünya’nın çapının yaklaşık iki katı olması gerekir. Bu durumda, yüzeyindeki yer çekimi de bizimkinin iki katı kadar olacaktır. Bu, o gezegende, Dünya’da sahip olduğunuz ağırlığın iki katına sahip olacağınız anlamına geliyor.

Bu arada unutmadan, Star Trek’te Vulcan’ın yüksek yer çekimine sahip bir gezegen olduğu (Spock’ın insanlardan daha güçlü olmasının sebebi budur) aktarılıyor. Ayrıca havasının sıcak olduğu biliniyor ve şayet gerçekten varsa, bu gezegen, Dünya’dan çok daha sıcak olacak biçimde, yıldızına yakın bir yörüngede bulunuyor (belki de aşırı sıcak; zira yıldızının yaşanabilir alanının iç kenarına yakın bir yerde dönüyor). Ayrıca, ilgi çekici biçimde, yıldızı muhtemelen 7 milyar yaşında; yani Güneş’imizin (4,6 milyar yıllık) yaşından daha yaşlı ve bu nedenle (muhtemelen öncü hücreler vasıtasıyla) yaşamın ortaya çıkması ve gelişmesi için bolca zamanı oldu.

MANYETİK DÖNGÜSÜ GÜNEŞİNKİNE BENZİYOR

Şimdi bazı uyarılar yapmam gerekiyor. Bu gezegenin Dünya’dan ziyade Neptün’e benziyor olabileceği fikrinin yanı sıra, gezegenin var olduğundan bile henüz yüzde 100 emin değiliz. Yıldız, her 40 günde bir bulunduğu yerdeki dönüşünü tamamlıyor. Bu döngü, gezegenin yörüngesi için saptanan süreye çok yakın ve bu da biraz şüphe uyandırıyor. Tıpkı Güneş gibi, Keid de manyetik bir döngüye sahip (yaklaşık 10 yıl sürüyor ve Güneş’in 11 yıllık döngüsüne çok yakın); bu sebeple üzerinde güneş lekeleri (yani, yıldız patlamaları) bulunuyor. Yıldız, DPS tarafından tespit edilen sinyali taklit eden bir şekilde dönüyor.

Gökbilimciler, bulduklarının bir gezegen olduğundan ve yıldızın yüzeyinde gerçekleşen bir faaliyet olmadığından emin olmak için ellerinden geleni yaptılar ve dürüst olmak gerekirse, iyi bir iş çıkardıklarını düşünüyorum. Bunun bir dizi yıldız parlamasından ziyade bir gezegen olma ihtimali çok daha yüksek ama henüz yüzde 100 emin değiliz. Yani, bunu aklınızda tutmanız gerek.**

Öte yandan, 2009’da yeniden başlayan Star Trek serisinde, Vulcan’ın J.J. Abrams tarafından yok edilmesi gerçekten çok kötüydü. Tabii ki hiç var olmaması en kötüsü olurdu.

Yine de sonuçta bu gayet güzel bir haber. Ve aklınızda bulunsun, yıldızın etrafında dönen başka gezegenler de olabilir ve Dünya kadar küçük ve daha uzak (ve bu nedenle biraz daha fazla serin) bir yörüngede dönen bu gezegenler, bu araştırmada kolayca saptanamaz.

Bu garip ve yeni dünyaları keşfetmeye henüz başladık. Yöntemlerimiz ve teknolojimiz gittikçe daha iyi bir hale geliyor. Bu yeni keşif, beni daha önce kimsenin bilmediği gezegenleri cesaretle keşfedeceğimize dair umutlandırıyor.

*Doppler etkisi (Doppler kayması), adını ünlü bilim insanı ve matematikçi Christian Andreas Doppler’den alır. Dalga özelliği gösteren herhangi bir fiziksel varlığın frekans ve dalga boyu’nun hareketli (yakınlaşan veya uzaklaşan) bir gözlemci tarafından farklı zaman veya konumlarda farklı algılanması olayına verilen isimdir.

**Bu aynı sinyalin başka bir gözlemevinden gelen verilerde de görüldüğünü belirtmekle birlikte, yazarlar, bunu yıldızdaki manyetik faaliyetlerden ayıramadıklarının altını çiziyorlar. DPS verileri, bulguların daha ayrıntılı bir analizine olanak sağlayacak.

Yazının aslı SYFY  sitesinde yayınlanmıştır.