Genç Dev Gezegen, Egzotik Dünyaların Oluşumuna Dair İpuçları Sunuyor

İnsanlık tarihinin çoğu için, gezegenlerin nasıl oluştuğu ve geliştiğine dair anlayışımız, güneş sistemimizdeki sekiz gezegene dayanıyordu. Ancak son 25 yılda 4.000’den fazla dış  gezegenin veya güneş sistemimizin dışındaki gezegenlerin keşfi tüm bunları değiştirdi.

Bu uzak dünyaların en ilgi çekici olanları arasında sıcak Jüpiterler adı verilen bir dış gezegen sınıfı var.

 Jüpiter’e benzer büyüklükte olan bu gaz baskın gezegenler, ana yıldızlarına son derece yakındır. Yörüngelerinde 18 saat gibi kısa bir sürede dönerler.

Güneş’e en yakın gezegenlerin kayalık olduğunu kendi güneş sistemimizden biliyoruz.

Sıcak Jüpiterler hakkındaki sorular, gezegenlerin kendisi kadar büyüktür:

Yıldızlarına yaklaşmadan önce, yıldızlarına yakın mı yoksa daha mı uzakta idiler.? 

Bu devler, kendi güneş sistemimizdeki gezegenler tarihi hakkında neyi anlatıyorlar?

Bu soruları yanıtlamak için, bilim insanlarının bu ateşli devlerin çoğunu oluşumlarının çok erken dönemlerinde gözlemlemeleri gerekiyordu. 

Şimdiye kadar bulunan en genç sıcak Jüpiter olan dış gezegen HIP 67522 b’dir. Yaklaşık 17 milyon yaşında bir yıldızın yörüngesinde dönüyor, yani sıcak Jüpiter’in muhtemelen yıldızından sadece birkaç milyon yıl daha genç olduğu, halbuki en çok bilinen sıcak Jüpiterlerin  bir milyar yıldan daha yaşlı olduğunu biliyoruz. . Gezegenin, Güneş’inkine benzer bir kütleye sahip olan yıldızının yörüngesinde dönmesi yaklaşık yedi gün sürüyor. 

Dünya’dan yalnızca yaklaşık 490 ışık yılı uzaklıkta bulunan HIP 67522 b, Dünya çapının yaklaşık 10 katı veya Jüpiter’in çapına yakın. Büyüklüğü güçlü bir şekilde gazın hakim olduğu bir gezegen olduğunu gösterir.

HIP 67522 b,  Nasa’nın  transit yöntemiyle gezegenleri tespit eden Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) uydusu  tarafından bir gezegen adayı olarak belirlendi : Bilim adamları, bir yıldızın parlaklığında küçük düşüşler arar, bu da yörüngedeki bir gezegenin gözlemci ile arasından geçtiğini gösterir.

 Ancak genç yıldızların yüzeylerinde, geçiş yapan gezegenlere benzer görünebilen çok sayıda karanlık leke (yıldız lekeleri, Güneş’te göründüklerinde güneş lekeleri olarak da adlandırılır) olma eğilimindedir. Bu yüzden bilim insanları, geçiş sinyalinin bir yıldız lekesi değil bir gezegenden olduğunu doğrulamak için NASA’nın yakın zamanda emekli olan kızılötesi gözlemevi Spitzer Uzay Teleskobu’ndan gelen verileri kullandılar. (Diğer gezegen dışı algılama yöntemleri Daha genç sıcak Jüpiterlerin varlığına dair ipuçları verdiler, ancak hiçbiri doğrulanmadı.)

Keşif, daha genç sıcak Jüpiterler bulma ve evrende gezegenlerin nasıl oluştuğu hakkında daha fazla bilgi edinme umudu sunuyor

Devlerin Göçü mü?

Sıcak Jüpiterlerin ana yıldızlarına ne kadar yaklaştığına dair üç ana hipotez var. 

Birincisi, orada basitçe şekillenir ve orada kalırlar.

 Ancak bu kadar yoğun bir ortamda oluşan gezegenleri hayal etmek zor. Sadece kavurucu ısı çoğu materyali buharlaştırmakla kalmaz, aynı zamanda genç yıldızlar sıklıkla büyük patlamalar ve yıldız rüzgarları ile patlayarak yeni ortaya çıkan gezegenleri potansiyel olarak dağıtır.

Görünüşe göre gaz devleri, ana yıldızlarından daha uzakta, buz ve diğer katı maddelerin oluşması için yeterince soğuk olduğu kar çizgisi adı verilen bir sınırı geçerek gelişiyor. 

Jüpiter benzeri gezegenler neredeyse tamamen gazdan oluşur, ancak katı çekirdekler içerirler. Bu çekirdeklerin, donmuş malzemelerin büyüyen bir kartopu gibi birbirine yapışabileceği kar çizgisini geçmesi daha kolay olurdu.

İkinci  hipotez durumun böyle olduğunu varsayıyor ve sıcak Jüpiterler daha sonra yıldızlarına yaklaşıyor. 

Peki göçün nedeni ve zamanlaması ne olabilir?

Bir fikir, yıldızın hala hem kendisinin hem de gezegenin oluştuğu gaz ve toz diskiyle çevriliyken, sıcak Jüpiterlerin gezegen sistemi tarihinin başlarında yolculuklarına başladığını öne sürüyor . Bu senaryoda, gezegenin kütlesi ile etkileşime giren diskin yerçekimi, gaz devinin yörüngesini kesintiye uğratabilir ve içeriye doğru hareket etmesine neden olabilir.

Üçüncü hipotez, yıldızın etrafındaki diğer gezegenlerin yerçekimi göçü tetikleyebildiği zaman, sıcak Jüpiterlerin yıldızlarına daha sonra yaklaştıklarını savunuyor. HIP 67522 b’nin oluşumundan sonra yıldızına bu kadar yakın olması, bu üçüncü hipotezin muhtemelen bu durumda geçerli olmadığını gösterir. Ancak genç ve ateşli bir Jüpiter, hepsinin nasıl oluştuğu konusundaki tartışmayı çözmek için yeterli değil.

Çalışmada yer almayan NASA’nın Jet İtki Laboratuvarı’nda gezegen oluşumunda uzmanlaşmış bir astrofizikçi olan Yasuhiro Hasegawa, “Bilim adamları, en ateşli Jüpiteri oluşturan baskın bir mekanizma olup olmadığını bilmek istiyorlar” diyor ve ekliyor : “Şu anda toplulukta, gözlemlediğimiz popülasyonu çoğaltmak için hangi oluşum hipotezinin en önemli olduğu konusunda net bir fikir birliği yok. Bu genç sıcak Jüpiter’in keşfi heyecan verici, ancak bu sadece cevaba bir ipucu. Gizemi çözmek için, daha fazlasına ihtiyacımız olacak. ”

İlhan Vardar

Kaynak: NASA / JPL-Caltech