Dünya benzeri atmosfere sahip bir ötegezegen bulundu

Gökbilimciler kısa süre önce, şu ana dek keşfedilen en uç koşullara sahip ötegezegenlerden birinin atmosferini incelediler. Tam anlamıyla (en azından anladığımız haliyle) yaşama elverişli olmasa da, WASP-189b adı verilen ötegezegen, bilim insanlarının, her biri kendine has kimyasal bileşimlere ve özelliklere sahip olan farklı atmosfer katmanlarını araştırabildikleri ilk gezegen oldu.

İsveç’te bulunan Lund Üniversitesi’nden gökbilimci Jens Hoeijmakers, “Geçmişte, gökbilimciler çoğunlukla ötegezegenlerin atmosferlerinin tekdüze bir katman halinde var olduğunu düşündüler ve bunu anlamaya çalıştılar” diyor: “Buna karşın, ulaştığımız sonuçlar, yoğun şekilde ışınlara maruz kalan devasa gaz gezegenlerinin atmosferlerinin dahi karmaşık üç boyutlu yapılar barındırdığını gözler önüne seriyor.”

BİR SICAK JÜPİTER

WASP-189b, ötegezegenlerin, ‘Sıcak Jüpiterler’ adı verilen en ilgi çekici alt kümelerinden birinin üyesi. Bu uç koşullara sahip dünyalar, Jüpiter benzeri gaz devleridir; fakat ev sahibi yıldızlarına inanılmaz derecede yakın yörüngelerde, 10 günden daha kısa bir sürede döngülerini tamamlarlar. Doğal olarak, sıcaklıkları bu yüzden kavurucu yüksekliktedir.

Bununla birlikte, onların neden böyle olduklarını bilmiyoruz. Elimizdeki gezegen oluşum modellerine göre, bir gaz devinin, yıldızına bu kadar yakın bir bölgede oluşması mümkün değil; zira kütleçekimi, radyasyon ve yoğun yıldız rüzgârları, gazın bir araya gelmesini engeller; ne var ki, şu ana dek kadar onaylanan yaklaşık 5 bin ötegezegenin 300’den fazlası Sıcak Jüpiter olabilir. Bu cehennem benzeri dünyalarla ilgili daha fazla şey öğrenmek, gezegen sistemlerinin sahip olduğu dinamikler hakkında daha fazla şeyi ortaya çıkaracak.

Bize yaklaşık olarak 322 ışıkyılı mesafede bulunan WASP-189b, (en fazla olmasa da) en uç noktalardan birini temsil ediyor. Jüpiter’in neredeyse 1.6 katı büyüklüğe sahip ve 2.7 günlük bir döngüde yıldızının çevresindeki yörüngesini tamamlıyor. O, genç ve sıcak bir yıldız; bu da WASP-189b’nin yüzey ısılarının gündüz tarafında 3.200 santigrat dereceye ulaştığı ve gezegenin kimi yıldızlardan bile daha sıcak hale geldiği anlamına geliyor.

O, aynı zamanda, bizimle yıldızı arasından bilinen en parlak geçişi yapan ötegezegenlerden biri. Bu özelliği de onu atmosfer çalışmaları açısından fazlasıyla çekici bir hale getiriyor.

ATMOSFERİ FARKLI KATMANLARDAN OLUŞUYOR

Araştırmaya öncülük eden ve Lund Üniversitesi’nde görevli bir gökbilimci olan Bibiana Prinoth, “Ev sahibi yıldızdan gelen ve gezegenin atmosferinden süzülen ışığın düzeyini ölçtük” diyor: “Atmosferindeki gazlar, Dünya’nın atmosferinde bulunan ve Güneş ışığının bir kısmını emen ozon katmanına benzer biçimde yıldız ışığının bir kısmını emiyor ve bu esnada kendine özgü ‘parmak izlerini’ bırakıyor. ESO’nun [Avrupa Güney Yarımküre Astronomi Araştırmaları Örgütü] La Silla Gözlemevi’nde bulunan HARPS [Yüksek Doğruluklu Radyal Hız Gezegen Arayıcısı] vasıtasıyla atmosferle bağlantılı maddeleri tespit edebildik.”

Bu gazlar, Sıcak Jüpiterlerde sıkça görüldüğü üzere, ağır metal buharları barındırıyordu. WASP-189b’nin atmosferinde gaz halinde demir, titanyum, krom, magnezyum, vanadyum ve manganez bulutları geziniyordu.

Araştırmacılar, ilgi çekici bir şekilde, daha önce asla kendi gezegenimiz dışındaki bir atmosferde kesin biçimde tespit edilmemiş olan titanyum oksit izleri bulduklarını da ifade ediyorlar. Titanyum oksit, Dünya’da nadiren doğal ortamda bulunur; fakat WASP-189b’deki varlığı atmosferi şekillendirmeye yardım ediyor olabilir.

Bern Üniversitesi’nden astrofizikçi Kevin Heng, “Titanyum oksit, ultraviyole radyasyon gibi kısa dalga radyasyonunu emer” diyor: “Bu yüzden, tespit edilişi, WASP-189b’in atmosferinde, ozon tabakasının Dünya’da yaptığını andıran biçimde yıldız ışımasıyla etkileşime giren bir tabaka bulunduğunu gösteriyor olabilir.”

Araştırma grubunun ötegezegenin atmosferinde var olan katmanları da gözlemlediğine ilişkin büyük bir ipucu daha mevcuttu. Uzaydaki elementler spektral olarak [tayf biçiminde] algılanır; yani, tarama cihazlarımız aracılığıyla saptanan ışığı tam spektruma ayrıştırırız ve ışık yelpazesinde daha parlak ya da daha koyu çizgiler ararız. Bunlar, ‘emisyon’ veya ‘absorpsiyon çizgileri’ dediğimiz bir unsurun dalga boylarını yükselttiğini ya da emdiğini gösterir.

HAREKETLİ BİR ATMOSFERE SAHİP

Ardından, absorpsiyon çizgilerinin izini, bu dalga boylarını emdiğini bildiğimiz belirli elementlere kadar sürebiliriz. Buna karşın, WASP-189b’den yayılan absorpsiyon çizgileri, araştırmacıların olmasını bekledikleri yerde değildi.

Prinoth, “Güçlü rüzgârların ve diğer süreçlerin bu değişiklikleri yaratabileceğini düşünüyoruz” diyor: “Ve farklı gazların bıraktığı parmak izleri farklı biçimlerde değiştirildiği için, bu durumun, tıpkı Dünya’daki su buharı ve ozonun parmak izlerinin belirli bir mesafeden farklı şekilde görünmesine benzer biçimde, farklı katmanlarda mevcut olduklarını gösterdiğini düşünüyoruz; çünkü genelde farklı atmosferik katmanlarda meydana geliyorlar.”

Öyle görünüyor ki, yakın bir gelecekte WASP-189b’ye gidemeyeceğiz. Bunu yapsak bile, bildiğimiz türden hayat, biz oraya ulaşmadan önce tam bir yıkıma uğramış olacaktır; bununla birlikte, araştırmanın yine de uzayda yaşam arayışıyla bir ilgisi var. Bu araştırma, uzaylı yaşamın izlerini en büyük ihtimalle tespit edebileceğimiz yer olan ötegezegen atmosferlerinin araştırılmasında ulaşılan yeni bir kilometre taşını temsil ediyor. Prinoth, “Bana sık sık araştırmamın Evren’in başka yerlerinde bulunabilecek yaşam arayışıyla ilgili olup olmadığı soruluyor. Yanıtım daima ‘evet’ oluyor. Bunun gibi bir araştırma, bu arayışta atılan ilk adımdır” diyor.

Araştırma, Nature Astronomy dergisinde yayınlandı.