NASA teleskopları bilinmeyen türden bir dış gezegen keşfetti

Uzayda yeni keşfedilen ve alışılmadık bir dış gezegen olan Gliese 3470 b (GJ 3470 b) Dünya ile Neptün’ün bir karışımına benzeyen tuhaf bir gezegen. Gezegen, Dünya gibi kayalık bir çekirdeğe sahip; buna karşın, hidrojen ve helyumdan oluşan bir atmosferle kuşatılmış durumda. Bu tür bir karışım, Güneş Sistemi’ndeki hiçbir cismi andırmıyor.

Gezegen, Yengeç Takımyıldızı’ndaki Gliese 3470 adı verilen kırmızı bir cüce yıldızın yörüngesinde dolanıyor. GJ 3470 b, Dünya’nın kütlesinin yaklaşık 12.6 kat büyüklüğe sahip; yani kütlesi yaklaşık olarak Dünya ile Neptün arasında bir yerde. (Neptün gezegeni, Dünya’nın kütlesinin yaklaşık 17 katı büyüklükte.)

Kepler görevi vasıtasıyla, bu kütle aralığında bulunan birçok dış gezegen olduğunu öğrendik. Elbette, gelecekteki dış gezegen araştırmaları bu meseleyi açıklığa kavuşturacak olsa da, gezegenlerin yaklaşık yüzde 80’inin bu aralıkta olması mümkün görünüyor. Şimdiye dek, gökbilimciler bu gezegenlerden birinin atmosferini ayrıntılı biçimde gözlemlememişti ve bu nedenle oluşumları hâlâ gizemini koruyor.

GJ 3470 b’nin atmosferine yakından bakmak amacıyla Hubble ve Spitzer uzay teleskoplarının becerileri bir araya getirildi ve bu sayede gökbilimciler bu gezegenin atmosferinin kimyasal parmak izini ilk defa tanımlayabildiler. Sonuç olarak, gezegenin neredeyse hiç bozulmamış, ilkel bir hidrojen ve helyum karşımı atmosfere sahip olduğu ve daha ağır elementler barındırmadığını gördüler.

İşte bu durum olaya biraz gizem katıyor.

YARI YILDIZ - YARI GEZEGEN Mİ?

GJ 3470 b, hidrojen ve helyum barındıran atmosferiyle, kabaca bir gezegenden ziyade bir yıldızı andırıyor. Bizim güneşimiz, yüzde 73 hidrojene sahiptir ve gerisi neredeyse tamamen helyumdan oluşur. Güneş’in yalnızca çok küçük bir kısmı oksijen, neon, demir ve karbon gibi daha ağır elementlerden oluşur. Jüpiter ve Satürn gibi gaz devleriyse daha çok hidrojen ve helyum barındırır; ancak aynı zamanda metan ve amonyak gibi diğer bileşiklerin yanı sıra, daha ağır elementler de içerirler. Bu tür bileşikler GJ 3470 b’de neredeyse hiç bulunmuyor.

NASA, Kanada’nın Montreal kentinde düzenlediği bir basın açıklamasında, “Bu, gezegenlerin oluşumu hakkındaki bakış açımız bağlamında büyük bir keşif. Gezegen, yıldızına çok yakın bir yörüngede dönüyor ve –Dünya’nın kütlesinin 318 katı büyüklükteki- Jüpiter’den çok daha az bir kütleye sahip olmasına karşın, büyük ölçüde ağır elementler tarafından ‘kirlenmemiş’ olan ilkel bir hidrojen-helyum atmosferine sahip olmayı başarmış,” olduğunu duyurdu. “Güneş Sistemi’nde buna benzer bir şey yok ve onu bu kadar ilgi çekici yapan da işte bu durumu.”

Araştırmayı yürüten gökbilimciler, GJ 3470 b’nin atmosferine ayrıntılı gözlem imkânı elde edebilmek için her iki uzay teleskopunun çoklu dalga boyu yeteneklerini bir araya getirdiler. Dış gezegen ev sahibi yıldızının önünden geçtiği sırada, yıldız ışığının emilimiyle ilgili ölçümler gerçekleştirdiler. Ayrıca dış gezegen yıldızının arkasından geçtiği sırada yansıyan ışıktaki azalma oranını ölçtüler. Uzay teleskopları, toplam 12 geçiş ve 20 güneş tutulması gözlemledi.

Bilim insanları atmosferde bulunan hidrojen ve helyumun kimyasal parmak izlerini tanımlayabilmek amacıyla ‘spektroskopi’ denilen bir teknik kullanıyorlar ve bu teknik gezegenin atmosfer yapısı üzerinde gözlem yapmamıza olanak sağlıyor. Genellikle çok az puslu ve açık olması, gökbilimcilerin atmosfere derinlemesine göz atabilecekleri anlamına geliyor. Benneke, “İlk kez böyle bir dünyanın spektroskopik imzasına ulaştık,” diyor.

Ancak bu yapılan spektroskopik inceleme şaşırtıcı bir olguyu daha açığa çıkardı. Gökbilimciler, oksijen ve karbon gibi daha ağır elementler içerdiğini ve Neptün gezegenine benzer bir kimyasal bileşime rastlayabileceklerini öngörüyorlardı. Ne var ki, bunun yerine Güneş’inkini andıran bir atmosferle karşılaştılar.

Benneke, “Neptün’de gördüğümüze benzer biçimde, bol miktarda su buharı ve metan gazı açığa çıkaran, oksijen ve karbon gibi daha ağır elementlerle güçlü biçimde zenginleşmiş bir atmosfer bekliyorduk,” diyor. “Ancak bunun yerine, ağır elementler açısından gayet fakir bir atmosfere rastladık; dolayısıyla, atmosferin içeriği Güneş’in sahip olduğu, hidrojen ve helyum bakımından zengin karşıma benziyor.”

BİRLİKTEN KUVVET DOĞDU

Artık gökbilimciler dış gezegen atmosferi hakkında sağlam bir bakış açısına ulaştılar; Hubble ve Spitzer uzay teleskoplarının birleştirilmiş gücü sayesinde bu garip gezegenin nasıl oluştuğunu anlamaya başlayabilirler.

GJ 3470 b, yapısıyla diğer dış gezegenlerle aşırı bir zıtlık gösteriyor. Gökbilimciler, diğer dış gezegenlerin, mesela ‘sıcak Jüpiterlerin’, yıldızlarından çok uzak bir bölgede oluştuğunu ve daha sonradan içeri doğru göç ettiklerini düşünüyorlar. Bilim insanları, bu dış gezegenin bugün konumlandığı yerin yakınlarındaki kırmızı cüce yıldızına aşırı derecede yakın olduğunu ifade ediyorlar.

Bir sanatçının, yıldızına yakın bir yörüngede dönen Jüpiter büyüklüğündeki dış gezegen çizimi (“Sıcak bir Jüpiter”). Görsel: NASA / JPL-Caltech)

Bu dış gezegen büyük olasılıkla yıldızının oluştuğu esnada, ilk başta ‘protoplanet’ (gezegen oluşum) diskinin ortasında küçük ve kayalık bir nesne olarak ortaya çıkmıştı. İçinde oluştuğu disk, yıldızın oluştuğu diskle aynı ilkel maddeden oluşan atmosferini toplamış ya da biriktirmiş olmalıydı. Bu olasılık, sahip olduğu hidrojen-helyum karşımı atmosferini ve neden daha ağır elementlerin bulunmadığını açıklıyor.

Benneke, “Protoplanet diskinden hidrojen toplayabilen ama sıcak bir Jüpiter olmak için yeterince uzağa kaçamayan bir gökcismi görüyoruz,” diyor. “Bu, ilginç bir oluşum hikayesi.”

Büyük bir olasılıkla, gezegen diskten hâlâ madde toplamaktaydı ama yıldız daha hızlı büyüdü ve disk dağıldı. Bu durumsa, GJ 3470 b’nin daha fazla büyümesine ve atmosferine daha ağır elementler toplayarak Güneş Sistemi’ndeki gaz devlerine benzemesine engel oldu.

Şimdilik, bu ilgi çekici garip dış gezegen algı sınırımızın ötesinde duruyor. Fakat James Webb Uzay Teleskobu (JWST) görevine başladığında, bize daha fazla bilgi sağlayacak.

JWST kızılötesi alanda büyük bir hassasiyetle gözlem yapabilen güçlü bir uzay teleskopu. Bu nedenle GJ 3470 b’nin atmosferini ve diğer dış gezegenleri inceleyebilecek ve henüz görmediğimiz şeyleri açığa çıkarabilecek yeteneğe sahip. Özellikle de puslu bir ortamda gizlenen şaşırtıcı olguları görünür hale getirebilen dalga boylarında gözlemler yapabiliyor.

Kısacası, artık yalnızca bu gezegen değil, tüm dış gezegenler hakkındaki anlayışımızı ilerleterek sınırlarımızı genişletecek.

* Yazının aslı Universe Today sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)