‘Cehennem gezegeni’ nasıl bu kadar ısındı?

Simons Vakfı

Yeni araştırmalar, ‘cehennem gezegeninin’ nasıl olup da böylesine ısındığına ve diğer gezegenlerin yaşam bağlamında nasıl aşırı biçimde ısınabileceğine ışık tutuyor. ‘Janssen’ diye de anılan bu kayalık gezegen (kısaca ‘55 Cnc e’), yıldızının yörüngesinde o denli yakın dönüyor ki, bir yılı yalnızca 18 saat sürüyor. Gezegenin yüzeyi devasa bir lav okyanusu ve iç kısımları elmasla dolu olabilir.

Bu dış gezegene ilişkin yeni bilgilere ulaşmamızı EXPRES adlı yeni bir araştırma aracı sağladı. Araç, Janssen’in Copernicus ya da ‘55 Cnc’ adıyla bilinen ev sahibi yıldızından parlayan ışığının aşırı hassas ölçümlerini gerçekleştirdi. Janssen, Dünya ile yörüngesinde döndüğü yıldız arasından geçtiği sırada ışık ölçümleri fazlasıyla küçük bir ölçekte değişiyor (Güneş tutulması esnasında Güneş’i engelleyen Ay’ınkine benzeyen oranda düşük bir etki sergiliyor).

BENZERSİZ BİR YÖRÜNGEDE DÖNÜYOR

Gökbilimciler bu ölçümleri inceleyerek, yıldızla Dünya arasında asla kesişmeyecek kadar farklı yörüngelerde dönen diğer gezegenlerinin aksine, Janssen’in, yıldızın ekvatoru boyunca yörüngede döndüğünü ortaya çıkardılar. Araştırmacılar, bulgularını 8 Aralık’ta Nature Astronomy adlı dergide yayınladılar. Bu durum, büyük ihtimalle Janssen’in görece daha soğuk bir yörüngede oluştuğu ve zaman geçtikçe yavaş yavaş Copernicus’a doğru yaklaştığı anlamına geliyor. Janssen yaklaştıkça, Copernicus’un uyguladığı daha güçlü çekim kuvveti gezegenin yörüngesini değiştirdi.

Flatiron Enstitüsü’nün New York’ta bulunan Hesaplamalı Astrofizik Merkezi’nde (CCA) araştırma görevlisi olan araştırma başyazarı Lily Zhao, “Keşfettiğimiz en fazla gezegene sahip sistemlerden biri olan bu çok gezegenli sistemin günümüzdeki haline nasıl geldiğini öğrendik” diyor.

Zhao, "Gezegen başlangıçtaki yörüngesindeyken bile büyük ihtimalle öyle sıcaktı ki, varlığından haberdar olduğumuz hiçbir şey yüzeyde hayatta kalamazdı” diyerek devam ediyor. Öte yandan, yeni ulaşılan bulgular, bilim insanlarının gezegenlerin zaman içinde nasıl oluştuğunu ve hareket ettiğini daha doğru anlamalarına yardım edecek. Buna benzer bilgiler, evrende Dünya benzeri gezegenlere hangi sıklıkla rastlandığını ve dolayısıyla Dünya dışı yaşamın ne sıklıkla bulunabileceğini anlamak bağlamında hayati bir önem taşıyor.

Neticede, Güneş Sistemi, evrende hayatın var olduğunu bildiğimiz yegâne yer. Aynı zamanda, aynı gaz ve toz diskinde doğan bütün gezegenlerin birbirlerinden birkaç derece uzaktaki yörüngelerde döndüğü düz bir hizalanmaya sahip. Ötegezegen araştırma görevleri uzak yıldızların yörüngelerindeki dünyaları keşfetmeye başladığında, ev sahibi yıldızlarının yörüngesinde düz bir hizada dönmeyen pek çok gezegen keşfettiler. Bu, bir gözleme gibi düz olan Güneş Sistemi’nin gerçekten de nadir olup olmadığı sorusunu gündeme taşıdı.

TÜRÜNÜN KEŞFEDİLEN İLK ÖRNEĞİ

Copernicus’un Dünya’dan 40 ışık yılı mesafedeki gezegen sistemi, ne kadar ayrıntılı araştırılmış ve karmaşık olduğu hesaba katıldığında, bilhassa ilgi çekici: Beş ötegezegen, en yaygın yıldız kategorisinde olan bir kırmızı cüce yıldızın, yani bir ana sekans yıldızının yörüngesinde dönüyor. Esasında Janssen, bir ana sekans yıldızı yörüngesinde keşfedilen ilk süper-Dünya idi. Janssen, Dünya’nınkine yakın bir yoğunluğa sahip ve büyük ihtimalle kayalık olsa da bizimkinden yaklaşık sekiz kat daha büyük ve iki kat daha geniş bir gök cismi.

Janssen, keşfedilmesinin ve bu keşfin onaylanmasının ardından, aşırı kısa döngülü bir gezegene ilişkin bilinen ilk örnek oldu. Janssen’in turladığı yörüngenin minimum yarıçapı yaklaşık 2 milyon kilometre. (Kıyaslama için; Merkür’ünki 46 milyon kilometre, Dünya’nınkiyse yaklaşık 147 milyon kilometre.) Janssen’in Copernicus’un çevresindeki yörüngesi o denli dar ki, kimi gökbilimciler ilk başta onun var olduğundan şüphe ettiler.

Janssen’in Copernicus yörüngesinde döndüğü yolu tespit etmek gezegenin tarihiyle ilgili pek çok şeyi açığa çıkarabilir; buna karşın, buna benzer ölçümleri gerçekleştirmek inanılmaz derecede zor bir iş. Gökbilimciler, Janssen’i, gezegen yıldız ile Dünya arasından her geçtiğinde Copernicus’un parlaklığında yaşanan düşüşü ölçerek incelediler.

Ne var ki bu yöntem size gezegenin hangi doğrultuda ilerlediğini göstermiyor. Gökbilimciler bunu anlamak amacıyla, hız kameralarında kullanılanla aynı Doppler etkisinden faydalanıyorlar. Bir ışık kaynağı size doğru hareket ederken gördüğünüz ışığın dalga boyu daha kısa ve dolayısıyla daha mavi olur. Uzaklaştığındaysa dalga boyu daha geniş ve ışık daha kırmızı olur.

Copernicus’un dönüşü sırasında yıldızın yarısı bize doğru döner ve diğer yarısı uzaklaşır. Bu, yıldızın yarısının biraz daha mavi, diğer yarısının ise biraz daha kırmızı olduğu (ve ortadaki boşluğun kaymadığı) anlamına gelir. Bu yolla gökbilimciler, Janssen’in yörüngesini daha kırmızı taraftan, daha mavi taraftan ve değişmeyen orta kısımdan gelen ışığı engellediği anda ölçerek izleyebiliyorlar.

KEŞİF YENİ BİR ARAÇ SAYESİNDE GERÇEKLEŞTİRİLDİ

Bununla beraber, yıldız ışığında ortaya çıkan fark neredeyse ölçülemeyecek kadar küçük. Araştırma ekipleri daha önce bunu denese de gezegenin yörünge yolunu doğru bir şekilde tespit edemediler. Yeni araştırmadaki büyük ilerleme, ABD’nin Arizona eyaletinde kurulu olan Lowell Gözlemevi’nin Lowell Keşif Teleskobu’ndaki Aşırı Hassas Spektrometre (EXPRES) sayesinde gerçekleşti. İsminin hakkını veren bu spektrometre, ışıkta meydana gelen çok küçük kırmızı ve mavi kaymaları tespit etmek için gereken hassasiyete sahipti.

EXPRES’in yaptığı ölçümler Janssen’in yörüngesinin, Janssen’i diğer gezegenler arasında benzersiz kılan bir yol izlediğini ve kabaca Copernicus’un ekvatoruyla aynı hizada olduğunu açığa çıkardı.

Daha eski araştırmalar, kırmızı cücenin yıldızına yakın bir konumdaki yörüngesinin, diğer gezegenlerin Copernicus’a göre yanlış hizalanmasına neden olduğunu ortaya koymuştu. Yeni araştırmada bilim insanları, bu gök cisimleri arasında gerçekleşen etkileşimlerin Janssen’i şu anki cehennem benzeri konumuna doğru kaydırdığını savunuyorlar. Janssen Copernicus’a yaklaştıkça yıldızın kütleçekimi daha da baskın bir hale geldi. Copernicus döndüğü için yarattığı merkezkaç kuvveti orta kısmının hafif şekilde dışa doğru şişmesine ve üst ve alt kısımlarının düzleşmesine yol açtı. Bu asimetri, Janssen’in maruz kaldığı kütleçekimini de etkileyerek gezegeni yıldızın daha kalın olan ekvator kısmıyla aynı düzleme getirdi.

Janssen’in geçmişinin aydınlatılmasının ardından, artık Zhao ve meslektaşları diğer gezegen sistemlerini incelemeyi planlıyor: “Bizimkine benzeyen gezegen sistemleri bulmayı ve tanıdığımız sistemleri daha ayrıntılı biçimde anlamayı umuyoruz."

Yazının orijinali Scitech Daily sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)