Samanyolu galaksisinde şimdiye kadar bulunan en yumuşak ötegezegenlerden bir tanesi, dev gezegenlerin nasıl oluştuğuna dair bildiklerimize meydan okuyor.
WASP-107b adı verilen ve 211 ışık yılı ötedeki turuncu bir cüce yıldızın etrafında dönen bu gezegen, keşfinin açıklandığı 2017 yılından bu yana en düşük yoğunluğa sahip ötegezegenlerden birisi olarak biliniyordu. Şimdiyse yapılan yeni bir analiz, bu pofuduk gezegenin gökbilimcilerin düşündüğünden daha yumuşak olduğunu gösteriyor.
Bu durum, gezegenin çekirdeğinin başlangıçta hesaplanandan çok daha hafif olduğu anlamına geliyor. Söz konusu bulgu, genel olarak ötegezegen araştırmaları yönünden oldukça büyük sonuçlara gebe olabilir.
Kanada’daki Montreal Üniversitesi’nde çalışan astrofizikçi Björn Benneke, “Bu çalışma, dev gezegenlerin oluşup büyüme şeklindeki en temel şeylere hitap ediyor” diyor.
“Bir gaz örtüsündeki devasa büyümenin, daha önce düşünülenden çok daha hafif olan çekirdeklerde de tetiklenebileceğine yönelik somut kanıtlar sunuyor.”
Böylesi düşük yoğunluklu gezegenler gibi süper hafif gezegenlerin, epey nadir ve ilginç oldukları biliniyor. Gaz devleri boyutundalar fakat yoğunlukları çok ama çok daha düşük. WASP-107b ise özellikle yumuşak. Bu ötegezegen, Jüpiter’den biraz daha ufak fakat kütlesi, Jüpiter’in yüzde 10’unun altında; yani santimetreküp başına sadece 0,13 gramlık bir yoğunluğa sahip.
Bu ötegezegen, aynı zamanda ana yıldızına tehlikeli derecede yakın. Yalnızca 5,7 günlük bu yörünge dönemiyle o kadar yakın ki, 462 derece Celsius’luk kavurucu bir sıcaklığa sahip ve atmosferi hızla buharlaşıyor.
Montreal Üniversitesi’nde çalışan fizikçi Caroline Piaulet’in önderliğine yürütülen bu yeni çalışmada, ilk önce Keck Gözlemevi’nin yaptığı dört yıllık gözlemler kullanılarak WASP-107b’nin kütlesi daha iyi belirlenmiş ve yıldızın, yörüngesindeki bu ötegezegenin kütleçekimsel etkisine karşılık ne kadar hareket ettiği ölçülmüş.
Ardından bu yeni hesaplamayı kullanan takım, WASP-107b’nin yapısına yönelik detaylı bir analiz yürütmüş. Ötegezegenin katı çekirdeğinin, Dünya’nın kütlesinin yaklaşık 4,6 katından daha büyük olmayabileceğini keşfeden araştırmacılar büyük şaşkınlık yaşamışlar. Bu durum, ötegezegenin kütlesinin yüzde 85’inden fazlasının yumuşak atmosferinde yer aldığı anlamına geliyormuş.
Fakat bu durum, tek başına o kadar da tuhaf değil. Jüpiter’in çekirdeğinin, gezegensel kütlenin yüzde 5 ila 15’i arasında olduğu düşünülüyor. Fakat Jüpiter, genel olarak çok daha ağır; yani çekirdeği de daha ağır. Jüpiter ayrıca, yıldızından çok daha uzakta. Bu durum, pek çok soru işareti doğuruyor.
“Böylesi düşük bir yoğunluğu olan bir gezegen nasıl oluşabilir? Üstelik sahip olduğu devasa gaz katmanını nasıl elinde tutmuş? Özellikle de, gezegenin yıldızına yakınlığı göz önüne alındığında…” diyor Piaulet. “Bu sorular bizi, gezegenin oluşum tarihini belirlemek üzere kapsamlı bir analiz yapmaya itti.”
Gaz devlerinin oluşumuna yönelik bildiklerimiz, şimdiye kadar çoğunlukla üzerinde en kolay çalışabildiklerimize; Satürn ve Jüpiter’e dayalıydı.
Her iki gezegen de Dünya’nın kütlesinin 10 katından daha büyük çekirdeklere sahip. Bu yüzden gökbilimciler, böylesi devasa bir çekirdeğin, gaz devlerinin oluşumunda bir ön koşul olduğunu düşünmüşler. Bu çekirdek, bir kaçış birikimini tetiklemek için gereken kütleyi sağlar ve mümkün olan en hızlı şekilde gaz ve toz biriktirirmiş; ta ki yeni doğan bir yıldızın etrafında dönen ön gezegen madde diskinde yeterince madde kalmayana dek…
Fakat WASP-107b sisteminde, WASP-107b’nin muhtemel bir oluşum güzergâhına işaret eden ipuçları bulunuyor. Düşük çekirdek kütlesi, bunlardan biri olabilir. Ötegezegen buharlaşıyor ve bu durum, içinde bulunduğu mevcut yakın yörüngede oluşmasının çok daha zor olabileceğine işaret ediyor.
Ayrıca, takımın yaptığı başka bir keşif daha var. Yıldızı uzun süre gözlemleyen araştırmacılar, çok daha uzakta bulunan ve 1.088 günlük bir yörüngede gezegen ikinci bir ötegezegenin (WASP-107c) bulgularına ulaşmışlar. Bu yörünge de oldukça dış merkezli veya oval şekilliymiş. Bu durum, başka bir cisimle (belki de bebek bir WASP-107b ile) kütleçekimsel bir etkileşimi akla getiriyor.
Kanada’daki McGill Üniversitesi’nde çalışan gökbilimci Eve Lee şöyle söylüyor: “WASP-107b için en makul senaryo, gezegenin yıldızından uzakta oluşmuş olması. Burada diskte yer alan gaz, birikimin çok hızlı şekilde meydana gelebileceği denli soğuk olur.”
Araştırma takımı WASP-107b’nin, süreç kesintiye uğramadan önce (belki de kendisini yıldıza doğru içlere fırlatan WASP-107c ile olan etkileşimler yüzünden) kaçış birikimine oldukça yaklaşan bir ötegezegenin en iyi örneklerinden biri olabileceğine inanıyor.
Bu durum ise kendisini, bir çekirdeğin gaz devi oluşumunu tetiklemek için ne kadar büyük olması gerektiğini araştırmak bakımından harika bir ötegezegen haline getiriyor. Araştırma takımı, bu gizemi açığa çıkarmak üzere WASP-107b’yi daha hassas cihazlarla yeniden ziyaret etmeyi planlıyor.
“Güneş Sistemi’mizde benzeri olmayan WASP-107b gibi ötegezegenler, genel olarak gezegen oluşumunun mekanizmalarını ve bunun sonucunda meydana gelen ötegezegen çeşitliliğini daha iyi anlamamızı sağlıyor” diyor Piaulet. “Bizi, üzerlerinde çok daha detaylı şekilde çalışmaya itiyorlar.”
Araştırma The Astronomical Journal bülteninde yayımlandı.
Yazar: Michelle Starr/ScienceAlert. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
