Astronomlar süper cehennem bir gezegen mi buldular?
Profesör Stephen Kane meraklanmış ve heyecanlanmıştı. Verileri inceleyip hesaplamalarının doğru olduğundan emin olduktan ve gerçeklik hızla ortaya çıkmaya başladıktan sonra, sandalyesine yaslanarak yüzünde şaşkınlık ifadesiyle oturdu. Dev bir gezegen barındırdığı bilinen bir yıldız sistemini incelerken, daha önce gördüğü hiçbir şeye benzemeyen bir cisimle karşılaşmıştı. Bu keşif oldukça çarpıcı bir etki yaratma potansiyeline sahipti. Cisim, Karga Takımyıldızı'nın güneyinde, HD 104067 adlı yıldız sisteminde, Dünya'dan yaklaşık 66 ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor. Bu sistemde, Güneş'in kütlesinin %82'sine ve yarıçapının %77'sine sahip bir yıldız olduğu uzun zamandır biliniyor ve yıldızın yaşının yaklaşık 5 milyar olduğu düşünülüyor. Kane'in en çok ilgisini çeken ötegezegen, HD 104067 b'ydi. Bu ötegezegen, 55 günlük yörüngesi olan ve kütlesi Jüpiter'in en az 0,2 katı olan bir Satürn-altı gezegendi. Ancak Kane'in dikkatini asıl çeken, bu uzay bölgesindeki diğer bulgular oldu.
Ötegezegenleri yıldızlarının önünden geçerken parlaklıklarındaki düşüşle tespit eden geçiş yöntemini kullanan Kane, turuncu cüce yıldızın etrafında 2,2 günde bir dönen başka bir gezegen keşfetmiş gibi görünüyor. Bu gezegeni özellikle dikkat çekici kılan şey, çok sayıda volkanın patladığı izlenimi vermesi. Doğrudan gözlenme imkanı olsa, gezegen ateş kırmızısı bir renkte parıldıyor ve yüzeyinde bol miktarda sıcak lav fışkırıyor olurdu. Kane, bu kadar ekstrem bir gezegenin benzersiz olması nedeniyle bu keşif karşısında anlaşılır bir şekilde hayrete düştü. “Böyle bir gezegenin gerçekten var olması şaşırtıcı” diyor.
Kaliforniya Üniversitesi, Riverside'da gezegen astrofizikçisi olan Kane, ötegezegenleri barındıran yıldız sistemlerine uzun zamandır ilgi duyuyor. Ötegezegen bilimi uzmanı olan Kane, gezegenlerin yaşanabilirliği ve gezegen sistemlerinin yaşanabilir bölgesi konusunda önde gelen bir isim ve yüzlerce ötegezegenin keşfine katkıda bulundu. Keşifleri arasında, Samanyolu'nun merkezine yakın, OGLE- 2005-BLG-390L b adlı soğuk bir süper Dünya bulunuyor. Ayrıca, 18 ötegezegenin keşfinin ardından ödül alan Süper Geniş Açılı Gezegen Arama (SuperWASP) ekibinin bir parçasıydı. Bu anlamda, kendisi ve meslektaşları, NASA'nın Geçiş Yapan Ötegezegen Tarama Uydusu (TESS) ile birlikte, yer tabanlı Yüksek Hassasiyetli Radyal Hız Gezegen Arama (HARPS) ve Yüksek Çözünürlüklü Eşel Tayfçekeri (HIRES) cihazları kullanılarak analiz edilen bir yıldız sistemine odaklandıklarında, muhtemelen bir kez daha başarıya ulaştıklarını öğrenmek hiç de şaşırtıcı olmadı.
Bu sistemin bir gaz devi içerdiği zaten biliniyordu; 2009 yılında, yörüngedeki cisimler tarafından çekilen yıldızın hareketindeki küçük değişiklikleri ölçmek için radyal hız yöntemi kullanılarak keşfedilmişti. bu cisim Jüpiter'in 0,82 katı yarıçapa sahip olduğu için, sistemde her zaman daha fazla keşif olasılığı vardı. Kane, All About Space'e “HD 104067 yıldızını neredeyse 30 yıldır izliyoruz ve yıldızın hızını dikkatlice ölçüyoruz. Bu veriler, 55 günlük yörüngeli gezegenin keşfedilmesinde kullanıldı” diyor. Daha fazla ilerleme kaydetmek için sadece optimum veri setlerine ihtiyaç vardı.
TESS bu konuda altın değerinde olduğunu kanıtladı. 18 Nisan 2018'de Cape Canaveral Hava Kuvvetleri Üssü'nden SpaceX Falcon 9 Full Thrust roketiyle fırlatılan uzay teleskobu, bir dizi geniş alan kamerasına sahip ve gökyüzünün %85'ini gözlemleyebiliyor. Şu ana kadar en parlak cüce yıldızların yörüngesinde 7.203 aday ötegezegen tespit etti ve bunlardan 450'si doğrulandı. Şimdiye kadar görevini büyük bir başarıyla yerine getirdi, bu nedenle başka bir önemli atılımın gerçekleşmesinde rol oynadığını duymak neredeyse beklenen bir şeydi. Kane, TOI-6713.01 adlı yeni keşfedilen volkanik karasal gezegeni tanımlayarak, “TESS'ten gelen yeni veriler, iki günlük yörüngeli bir gezegenin sinyalini tespit etti ve bu veriler, gezegenin boyutunun ölçülmesini sağladı. Ayrıca yeni gezegenin Dünya'dan sadece %30 daha büyük olduğu ortaya çıktı” diye devam ediyor. Ancak bu yıldız sisteminde bulunan tek yeni gezegen bu volkanik cisim değildi. Kane, HD 104067'de kütlesi Dünya'nın 13,2 katı olan Neptün benzeri üçüncü bir gezegen de keşfetti. Kane, yıldızından 0,1058 astronomi birimi uzaklıkta bulunan buz devi HD 104067 c'ye atıfta bulunarak, “TOI-6713.01'in keşfiyle birlikte, hız verilerine geri döndüm, yeni ve daha güncel ölçümleri ekleyerek 14 günlük yörüngeye sahip başka bir gezegen olduğunu keşfettim, bu da sistemin oldukça karmaşık olduğunu ortaya çıkardı” diye sözlerine devam ediyor. Ancak bu yıldız sisteminde bulunan tek yeni gezegen volkanik gök cismi değildi. Kane, HD 104067'de kütlesi Dünya'nın 13,2 katı olan Neptün benzeri üçüncü bir gezegen de keşfetti. “TOI-6713.01'in keşfiyle, hız verilerine geri döndüm, yeni ve daha güncel ölçümleri ekledim ve 14 günlük yörüngede başka bir gezegen olduğunu keşfettim, bu yüzden sistem oldukça karmaşık çıktı,” diye devam ediyor Kane, yıldızından 0,1058 astronomik birim uzaklıkta bulunan buz devi HD 104067 c'ye atıfta bulunarak.
TOI-6713.01, bu yıldız sistemindeki en ilginç gök cismi olarak kabul edilebilir. Araştırmacılar, bu gezegenin gizemlerini çözmeye başlarken, onun hakkında birçok bilgi toplayabildiler. Verilere ve hesaplamalara göre, yeni keşfedilen bu ötegezegen, Güneş Sistemimizdeki volkanik olarak en aktif gök cismi olan Jüpiter'in kayaç iç uydusu Io'dan bile daha volkanik bir yapıya sahip gibi görünüyor. Astronomical Journal dergisinde bu keşifle ilgili bir makale yayınlayan Kane, “Bu gezegen doping almış Io gibi” diyor. Gerçekten de, yüzey sıcaklığı 2.300 santigrat dereceyi aşan TOI-6713.01, 1.650 santigrat dereceye ulaşan volkanlara sahip olmasına rağmen ortalama sıcaklığı -130 santigrat derece olan Io'dan açık bir şekilde çok daha sıcak. Hatta TOI-6713.01, bazı yıldızlardan bile daha sıcak. Io'nun varlığı, bilim insanlarının karşılaştırmalar yapmasına ve milyonlarca ışıkyılı uzakta neler olup bittiğini daha iyi anlamalarına olanak tanıyan bir armağan gibi.
Astronomlar, Jüpiter'in etrafında eliptik bir yörüngede dolanan Io'nun, Jüpiter ile Europa ve Ganymede arasındaki kütle çekimi çekişmesinin ortasında kaldığını biliyorlar. Ayrıca, 1979'da NASA'nın Voyager görevleri tarafından incelenen Io'nun bu gelgit kuvvetleri tarafından ısıtıldığı ve bunun yüzeyin şişmesine ve patlamalara neden olduğu da biliniyor. Io hakkında bilinen bilgilerden yola çıkarak, ötegezegen hakkında güçlü varsayımlarda bulunulabilir.
Kane, “TOI-6713.01'de sürekli volkanik faaliyet olduğunu düşünmemizin nedeni, bu gezegenin gelgit ısınması yoluyla Io'nun Jüpiter'den aldığı enerjinin 10 milyon katını alması” diyor. “Bu, ortalama 2.600 Kelvin civarında bir yüzey sıcaklığı oluşturuyor ki, bu da küçük bir yıldızın yüzey sıcaklığıyla karşılaştırılabilir.” Referans olarak, yıldızların yüzeyi 2.500 Kelvin kadar soğuk veya 50.000 Kelvin kadar sıcak olabilirken, Güneş Sistemimizdeki en sıcak gezegen olan Venüs'ün yüzey sıcaklığı sadece 737 Kelvin.
Bu durum, yüzlerce volkanın yüzeyine erimiş lav püskürttüğü, yaşanmaz, kayaç bir gezegenin oluşmasına neden olur. Kane, gezegenin içten eridiğini ve bu durumun, bize bir karasal gezegene ne kadar enerji pompalanabileceğinin yanı sıra, bunun sonuçları hakkında çok şey öğrettiğini söylüyor. Kane, “Bu olağandışı bir durum, çünkü yıldızın ve sistemdeki diğer gezegenlerin kütle çekimi etkileri nedeniyle gezegene inanılmaz miktarda enerji pompalanıyor. Böylesine zorlu koşullarda var olan bir gezegen görmek çok nadir” diyor.
Daha iyi açıklamak gerekirse, ateşli ötegezegen, sistemdeki iki onaylanmış dış ötegezegenin ve merkez yıldızın etkisiyle sürekli olarak volkanlarla patlıyor. Io'yu etkileyen aynı koşulların ardından, HD 104067'deki diğer ötegezegenlerin kütle çekimi TOI-6713.01'i itip çekerek onu çok dış merkezli, oval bir yörüngeye zorluyor ve mükemmel bir gelgit fırtınası yaratıyor. Kane, “Gezegen, esasen yıldız ve sistemdeki diğer gezegenler arasında bir çekişme içinde kalıyor” diye açıklıyor. “Bu, gezegenin diğer cisimlerin kütle çekimi tarafından sıkışmasına neden oluyor; yani elinizdeki lastik topu sıkıştırmanın yarattığı ısıtma etkisiyle aynı şey ortaya çıkıyor.”
Diğer gezegenler olmasaydı, TOI- 6713.01 dairesel bir yörüngede olurdu ve volkanik olarak bu kadar aktif olmazdı. Görsel dalgaboyunda da parlamazdı. TOI-6713.01'in bunu yapması, bu kadar uzak mesafeleri seyahat edebilseydik, oldukça çarpıcı görünecek bir gezegenle karşı karşıya olacağımızı gösteriyor. Volkanik gezegenin varlığı hakkında hâlâ biraz şüphe var. Arka plandaki yıldızların ışığı, gezegene ait olduğu düşünülen bazı işaretleri taklit ediyor olabilir, bu yüzden henüz kesin olarak doğrulanmış değil. Ancak Kane, böyle bir doğrulamanın, ötegezegenlerin maruz kaldığı aşırı gelgit etkilerini incelemek isteyen astronomların dikkatini bu ötegezegene çekeceğini söylüyor.
Kane, “Bu gezegen, Io'nun çok büyük ölçekli bir versiyonu olarak düşünülebilir ve doğru koşullar oluştuğunda gelgit kuvvetlerinin bir gezegene uygulayabileceği dramatik etkiyi gösterebilir” diyor. Kesin olan bir şey var ki, bu gezegen komşuları üzerinde çok fazla etki yaratmıyor. Bu, etrafta dolaşan ve diğer cisimleri ısıtan ikinci bir yıldızın olması gibi bir şey değil, ama bu, onun daha az çarpıcı olacağı anlamına gelmez. Kane, “İç gezegen son derece sıcak olmasına rağmen, nispeten küçüktür, bu da gezegenin enerji yayabileceği yüzey alanını sınırlar. Bu nedenle, gezegen bir yıldız gibi görünmez, ancak gezegen sisteminin içinden bakıldığında, özellikle de birçok volkan olduğu varsayımı doğruysa, oldukça inanılmaz bir manzara olur” diyor.
Şu an için, TOI-6713.01 hakkında daha iyi bir resim çizebilmek için, varlığının doğrulanmasının yanı sıra, çözülmesi gereken birkaç gizemle birlikte, daha fazla ayrıntının da tespit edilmesi gerekiyor. İlk olarak, araştırmacıların gezegenden ne kadar malzeme püskürebileceğini bilmeleri gerekecek ve bu da kütlesinin ölçülmesini gerektiriyor. Kane, “Gezegenin boyutunu bilmemize rağmen, kütlesini bilmiyoruz” diye açıklıyor. “Kütleyi bilmek, gezegenin ortalama yoğunluğunu hesaplamamızı ve böylece bileşimine ilişkin fikir sahibi olmamızı sağlıyor.”
Bu bilgi, astronomların ötegezegenlerin nasıl oluştuğunu ve nasıl evrimleştiğini anlamalarına da yardımcı olurken bize tüm evrendeki faaliyetler hakkında daha da fazla fikir verecek. TOI-6713.01 gibi aşırı cisimleri bulmak, belirli özellikleri çok daha belirgin bir şekilde ortaya çıkarır ve bu bakımdan keşfi çok daha önemli hale getirir. Kane, “Bu büyüklükte gelgit kuvvetlerine maruz kalan başka bir gezegen bilmiyorum” diyor. Bu bağlamda, Kane'in mükemmel başarı geçmişi göz önüne alındığında, onun daha fazlasını bulacağına şüphe yok. Bu keşif de gösterdiği gibi, bazen rutin bir gözlem çok daha heyecan verici bir şeye dönüşebilir. En azından, gezegenler üzerindeki gelgit etkilerini daha iyi anlamak üzereyiz.
TOI-6713.01 TAM OLARAK NE?
Şu anda TESS'in ilgi odağı olan bir cisim, ama gerçekte ne olabilir?
Arka plandaki yıldızlardan gelen ışık
TESS'in nispeten büyük piksel boyutu, arka plan yıldızlarının önemli ölçüde karışmasına ve geçiş izlerini taklit etmesine neden olmuş olabilir. Bu durumda cisim, arka plan yıldızlarının ışığından kaynaklanan ve aslında ilgi çekici herhangi bir şey içermeyen bir yanlış alarm olur.
Volkanik bir gezegen
En büyük iddia, cismin bir ötegezegen olduğu yönünde. Astronomlar gezegenin kütlesini hesaplayabilirse bu iddia doğrulanacak, ancak daha fazla araştırma yapılmasa bile araştırmacılar bunun bir gezegen olduğundan eminler. Geçişler net görünüyor ve yıldız kirliliği ihtimali ortadan kaldırıldı.
David Crookes - Bilim ve teknoloji muhabiri ve yazarı David uzun yıllardır uzay, bilim ve teknoloji alanında muhabirlik yapıyor. Birçok kitapta katkıları bulunuyor ve BBC Radio 5 Live’da yapımcı.
