Bilim insanlarımızdan Dr. Tansu Daylan’ın da içinde yer aldığı araştırma ekibi, bir beyaz cüce yıldızın yörüngesinde dolanan “hasar görmemiş” olma ihtimali yüksek bir gezegen keşfettiklerini duyurdu.
Ötegezegen Araştırma Uydusu “Transiting Exoplanet Survey Satellite-TESS” ve artık emekliye ayrılmış Spitzer Uzay Teleskobu’nu kullanan uluslararası bir astronom ekibi, güneş benzeri bir yıldızdan arta kalan ve çapı Dünya’dan sadece %40 büyük olan bir beyaz cücenin çok yakınında yörüngede dönen bozulmamış bir gezegenin olabileceğini bildirdi.
WD 1856 b adı verilen bu Jüpiter büyüklüğündeki gaz devinin çapı, WD 1856+534 isimli beyaz cüceden yaklaşık yedi kat büyüktür. Bu gaz devi gezegen, kor haline dönüşmüş yıldızın etrafında Merkür’ün Güneş’in çevresinde dönmesinden 60 kat daha fazla bir hızla 34 saatte bir dönüyor.
Wisconsin-Madison Üniversitesi’nde astronomi alanında yardımcı doçent olan Andrew Vanderburg, WD 1856 b’nin bir şekilde beyaz cüce yıldızına çok yakın olduğunu ve tek parça olarak kalmayı başardığını söyledi:
“Beyaz cüce oluşumu yakınında bulunan gezegenleri tahrip eder ve daha sonrasında da ona çok yaklaşan her hangi bir şey de yıldızın muazzam yerçekimi yüzünden parçalara ayrılır. WD 1856 b’nin bu kaderle karşılaşmadan nasıl şu anki pozisyonuna ulaştığı konusunda hala bir çok sorumuz var.”
TESS, gökyüzünün sektör denilen şeritler halinde uzanan alanlarını, yaklaşık bir ayda tek seferde gözlemliyor. Bu uzun gözlemleme, uydunun gezegenlerin yıldızlarının önünden geçerken ortaya çıkan parlaklık değişimlerini yakalayarak öte gezegenleri veya güneş sistemimizin ötesindeki dünyaları bulmasına olanak veriyor.
Konumu ve Yörüngesi
Uydu, WD 1856 b’yi yaklaşık 80 ışık yılı uzaklıkta bulunan Ejderha (Draco) takımyıldızında tespit etti. Gezegen, en fazla 10 milyar yıl yaşında ve üçlü bir yıldız sisteminin uzaktaki bir üyesi olan soğuk, sakin bir beyaz cücenin aşağı yukarı 18.000 km uzağındaki yörüngede dönüyor.
Güneş benzeri bir yıldızın yakıtı tükendiğinde, yıldız şişerek normal büyüklüğünün yüzlerce, binlerce katına ulaşır ve bu da daha serin kırmızı dev yıldız ortaya çıkarır. Nihayetinde de dış gaz tabakasını püskürtür ve kütlesinin %80’ni kadar olan kısmını kaybeder. Geride kalan sıcak çekirdek ise beyaz cüce haline gelir. Yakınında bulunan gezegenler ise genellikle bu süreç boyunca yakılıp yok edilerek yutulur ki, bu sistemde WD 1856 b’nin mevcut yörüngesi bu duruma dahildi. Vanderburg ve meslektaşları, bu muhtemel gezegenin şimdiki konumundan en az 50 kat daha uzakta oluşmuş olması gerektiğini tahmin ediyorlar.
Hilo, Hawaii’de bulunan Uluslararası Gemini Gözlemevi’nde yardımcı astronom ve çalışmanın ortak yazarı Siyi Xu, açıklamasında “asteroitler ve kuyruklu yıldızlar gibi uzak küçük cisimlerin beyaz cüceler doğduktan sonra bu yıldızların iç kısımlarına doğru giderek parçalandıklarını uzun zamandır biliyoruz. Genellikle bu cisimler beyaz cücenin güçlü yerçekimi ile parçalanır ve moloz diskine dönüşür. Bu yüzden de Andrew bana bu sistemden bahsettiğinde çok heyecanlandım. Gezegenlerin de içeri doğru parçalandığı konusunda ipuçlarına sahibiz ancak bütün yolculuğu parçalanmadan atlatan bir gezegeni ilk defa görüyoruz” diyor.
Gezegen Sağlam Kalmayı Nasıl Başardı?
Ekip, WD 1856 b’yi beyaz cücenin etrafındaki eliptik bir yola sürükleyebilecek bir kaç senaryo öne sürüyor. Bu yörünge, yıldızın kütle çekimi nesneyi esnetip yörünge enerjisini dağıtan muazzam gel-gitler yarattıkça zamanla daha dairesel hale gelecekti.
Pasadena’daki Caltech’te görev yapan ve çalışmanın ortak yazarı Juliette Becker ise açıklamasında “En olası durum, WD 1856 b’nin orijinal yörüngesine yakın bir kaç tane daha Jüpiter boyutunda cisimleri içeriyor. Bu büyüklükteki cisimlerin yer çekimsel etkisi, bir gezegeni içe doğru devirmek için ihtiyaç duyulan istikrarsızlığa olanak sağlayabilir. Ancak bu noktada hala veri göstergelerine nazaran daha çok teorimiz var” diyor.
Çalışmanın ortak yazarlarından Dr. Tansu Daylan da; “Bu bir beyaz cüce etrafında keşfedilen, bütünlüğünü koruyabilmiş ilk ötegezegen. Beyaz cüceler oluşurken etraflarında (yakındaki) ötegezegenleri yutuyor veya yörüngelerini kararsızlaştırıyor olmaları gerekiyor. Güneş için bu tehlikeli uzaklık, Dünya yörüngesine kadar uzanan mesafe, yani bir AU (astronomik birim) örneğin. Ama bu bulduğumuz ötegezegen beyaz cüceye çok yakın ve yörünge periyodu 34 saat sadece. Bu nedenle buraya sonradan gelmiş olmalı. Belki başka bir yıldızın veya ötegezegenin kütle çekimsel etkisi ile. Bir de sonradan oluşma hipotezi var ama, ortada yeterince gaz yokken bu kadar büyük bir ötegezegenin oluşması zor gözüküyor.” şeklinde açıklıyor.
Diğer olası senaryolar ise sistemde bulunan diğer iki yıldız olan kırmızı cüceler G229-20 A ve B’nin milyarlarca yıl boyunca yavaş yavaş kütle çekimsel sürüklenmesini ve sistemi alt üst eden serseri bir yıldızın geçişini kapsıyor. Vanderburg’un ekibi bunların ve diğer açıklamaların çok olası olduklarını düşünmüyorlar çünkü bu senaryolar, potansiyel dev refakatçi gezegenlerin oluşturduğu etkilerin aynısını gerçekleştirmek için ince ayarlanmış koşullara sahip olmayı gerektiriyor.
Jüpiter boyutundaki nesneler, Dünya’dan yalnızca bir kaç kat daha büyük gezegenlerden Dünya’nın kütlesinin binlerce katı olan düşük kütleli yıldızlara kadar çok çeşitli kütlelerden meydana gelebilirler. Diğerleri ise gezegen ve yıldız arasındaki çizgide arada kalan kahverengi cücelerdir. Genellikle bilim insanları bir nesnenin kütlesini ölçmek için nesnenin yapısı ve doğası hakkında ipucu verebilecek radyal hız gözlemlerine yönelirler. Bu yöntem, yörüngedeki bir cismin yıldızını nasıl çektiğini ve ışığının rengini nasıl değiştirdiğini inceleyerek çalışır. Ancak bu durumda, beyaz cüce o kadar yaşlıydı ki ışığı bilim insanlarının gözle görülür değişiklikleri tespit edemeyecek kadar soluk ve özelliksiz bir hale geldi.
Bu yöntemin yerine ekip, emekliye ayrılmadan sadece bir kaç ay önce Spitzer teleskobunu kullanarak sistemi kızıl ötesi ışıkta gözlemledi. Eğer WD 1856 b bir kahverengi cüce veya düşük kütleli bir yıldız olsaydı, kendi kızı ötesi ışığını yayardı. Bu durum da, cisim eğer ışık yaymaktan çok ışığı engelleyen bir gezegen olsaydı Spitzer’in yapabileceğinden daha parlak bir geçiş kaydedeceği anlamına geliyordu. Araştırmacılar, Spitzer’den aldıkları verileri İspanya’daki Kanarya Adaları’nda bulunan Gran Telescopio Canarias’ta yapılan görünür ışık geçişi gözlemleri ile karşılaştırdıklarında aralarında görülebilir farklar bulamadılar. Bu da yıldızın yaşı ve sistem ile ilgili diğer bilgilerle birleştiğinde ekip, WD 1856 b’nin muhtemelen en fazla Jüpiter’in 14 kat büyüklüğünde olan bir gezegen olabileceği sonucuna ulaştılar. Gelecekte yapılacak olan araştırmalar ve takip gözlemleri ile bu sonucu doğrulayabilirler.
Olası Başka Dünyalar ve Yaşam İhtimali
Bir beyaz cücenin yakın yörüngesinde dolanan olası bir gezegeni bulmak, Lisa Kaltenegger’i, Vanderburg’u, Daylan’ı ve diğerlerini benzer durumda bulunan küçük kayalık dünyaların atmosferlerini incelemenin olası sonuçlarını düşünmeye sevk etti.
Örneğin, Dünya büyüklüğünde bir gezegenin WD 1856’nın civarında yüzeyinde suyun var olabileceği (habitable zone) yörünge mesafeleri aralığında bulunduğunu varsayalım. Araştırmacılar, simüle edilmiş gözlemleri kullanarak yakında fırlatılacak olan James Webb Teleskobu‘nun sadece beş geçişi gözlemleyerek bu varsayımsal dünyada suyu ve karbondioksiti belirleyebileceğini gösterdi.
Cornell’s Carl Sagan Institute’un müdürü olan Kaltenegger, daha da etkileyici bir şekilde Webb’in 25 geçişten daha az sayıda geçişte böyle bir dünyadaki potansiyel biyolojik aktiviteyi gösteren gaz kombinasyonlarını belirleyebileceğini söyledi: “WD 1856 b, gezegenlerin beyaz cücelerin kaotik geçmişlerinde hayatta kalabileceği izlenimini uyandırıyor. Doğru koşullarda bu dünyalar, Dünya için tahmin edilen zaman ölçeğinden daha uzun süre yaşam için elverişli koşulları sürdürebilir. Şimdi, bu ölü yıldız çekirdeklerinin yörüngelerinde dönen dünyalar için bir çok yeni ilgi çekici olasılıkları araştırabiliriz.”
Şu an sistemde başka ötegezegenler olduğunu gösteren hiç bir kanıt bulunmuyor ancak, başka gezegenlerin var olması ve bunların henüz keşfedilmemiş olması da mümkün. TESS’in bir sektörü gözlemlediği süreyi aşan yörüngeleri olabilir veya geçişler olmayacak şekilde eğimli yörüngelerde dolanıyor olabilirler. Beyaz cüce yıldız o kadar küçüktür ki, sistem içerisindeki daha uzakta bulunan gezegenlerin geçişlerini yakalama olasılığı çok düşüktür.
Hazırlayan: Burcu Ergül Emecan
Katkıda bulunan: Dr. Tansu Daylan