Evrendeki Sıcaklık Rekoru: Güneşten Daha Sıcak Bir Gezegen Benzeri Nesne Bulundu
Bir yıldızın yörüngesinde 1.400 ışık yılı uzaklıkta dönen bir cisim, Evren’de nelerin mümkün olabileceğine dair düşüncelerimizi ciddi biçimde sarsıyor.
Bu bir kahverengi cüce, gezegenler ve yıldızlar arasındaki boşluğu dolduran ilginç bir cisim kategorisi, ancak çok sıcak ev sahibi yıldızıyla o kadar yakın bir yörüngede ki sıcaklığı 8.000 Kelvin’i (7.727 santigrat derece veya 13.940 Fahrenheit) aşıyor – atmosferindeki molekülleri bileşik atomlarına ayıracak kadar sıcak.
Bu, sıcaklığın nispeten ılık 5,778 Kelvin olduğu Güneş’in yüzey sıcaklığından çok daha sıcak. Aslında, bu kahverengi cüce sıcaklık rekoru kırıyor – şimdiye kadar bulduğumuz türünün en sıcak nesnesi.
Kahverengi cüceler gezegenlerden daha sıcak olma eğiliminde olsalar da, en soğuk kırmızı cüce yıldızlardan daha soğuk yanarlar – kendi iç füzyon motorlarıyla kesinlikle Güneş benzeri sıcaklıklara ulaşamazlar.
İsrail’deki Weizmann Bilim Enstitüsü’nden astrofizikçi Na’ama Hallakoun liderliğindeki uluslararası bir ekip nesneye WD0032-317B adını verdi. Keşifleri Nature Astronomy dergisine kabul edilen ve şu anda arXiv ön baskı sunucusunda mevcut olan bir makalede ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Ekibe göre bu keşif, aşırı sıcak ve büyük kütleli yıldızların yörüngesinde dönen Jüpiter benzeri gaz devlerine ne olduğunu anlamamıza yardımcı olabilir; bu yıldızların gözlemlenmesi, aktiviteleri ve dönüş hızları gibi özellikleri nedeniyle zor olabilir.
Yıldızlarına yakın yörüngede dönen gezegenler büyük miktarlarda morötesi ışıkla ışınlanırlar. Bu durum atmosferlerinin buharlaşmasına ve içindeki moleküllerin termal ayrışma olarak bilinen bir süreçle parçalanmasına neden olabilir.
Yine de bu ekstrem ortam hakkında çok fazla şey bilmiyoruz. Çok parlak bir yıldıza bu kadar yakın bir mesafede, yörüngedeki bir ötegezegenden gelen sinyalleri yıldız aktivitesinden ayırmak zor olabilir.
Termal ayrışma için yeterince sıcak bir dış gezegen biliyoruz. Bu, dış gezegenin gündüz tarafını 4,600 Kelvin’i (4,327 santigrat derece veya 7,820 Fahrenheit derece) aşan sıcaklıklara kadar ısıtan mavi bir süperdev yıldızın yörüngesindeki KELT-9b’dir.
Bu çoğu yıldızdan daha sıcaktır – galaksideki en yaygın yıldızlar olan kırmızı cücelerin maksimum yüzey sıcaklığı yaklaşık 4.000 Kelvin’dir.
Ancak bu uç rejimleri incelemenin bir yolu, beyaz cüce yıldızlarla ikili sistemlerdeki kahverengi cüceler olabilir. Beyaz cüceler KELT-9 gibi mavi süper devlerden çok çok daha küçüktür, bu da onları daha sönük yapar ve herhangi bir aşırı ısınmış yoldaş nesneden gelen sinyalin ayırt edilmesini kolaylaştırır.
Bir kahverengi cüce tam olarak bir gezegen değildir, ancak tam olarak bir yıldız da değildir. Jüpiter’in yaklaşık 13 katı kütleye sahip gezegen benzeri bir nesne, çekirdeğinde döteryum füzyonunu ateşlemek için yeterli basınç ve ısıya sahip olabilir.
Bu’ ağır ‘ bir hidrojen izotopudur; füzyonu için gereken sıcaklık ve basınç, yıldızların çekirdeklerinde yanan normal hidrojenin füzyonu için gereken sıcaklık ve basınçtan çok daha düşüktür.
Kahverengi cüceler yaklaşık 80 Jüpiter kütlesi büyüklüğüne ve yaklaşık 2.500 Kelvin sıcaklığa ulaşabilir. Kırmızı cücelerden daha soğuk ve sönüktürler, ancak kızılötesi dalga boylarında parlarlar.
Beyaz cüceler ise Güneş gibi yıldızlar için yaşamın son aşamasıdır. Yıldızın çekirdeğindeki hidrojen tükendiğinde, dış katmanlarını fırlatır ve artık füzyonun dışa doğru basıncıyla desteklenmeyen çekirdek, yaklaşık Dünya büyüklüğünde ultra yoğun bir nesneye çöker.
Beyaz cüceler artık ısı ile parlar, ancak ölüm süreci çok enerjiktir – mavi süper devlerle karşılaştırılabilir sıcaklıklarla son derece sıcaktırlar.
Bu da bizi çok sıcak, düşük kütleli bir beyaz cüce yıldız olan WD0032-317’ye getiriyor. Güneş’in kütlesinin yaklaşık yüzde 40’ına sahip olan bu yıldız 37.000 Kelvin civarında bir sıcaklıkta yanıyor.
2000’li yılların başında, Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskobu’ndaki Ultra-Mor-Görsel Echelle Spektrografı (UVES) kullanılarak elde edilen veriler, WD0032-317’nin görünmeyen, yörüngede dönen bir yoldaş tarafından yerinde çekiştirilerek hareket ettiğini gösterdi. Yakın kızılötesinde yapılan son gözlemler bu yoldaşın bir kahverengi cüce olduğunu göstermiştir.
Hallakou ve meslektaşları yıldızın yeni gözlemlerini elde etmek için UVES’i kullandılar ve yoldaşın sadece 2,3 saatlik baş döndürücü bir yörüngede 75 ila 88 Jüpiter arasında bir kütleye sahip kahverengi bir cüce olduğunu buldular.
Tespitin yapılmasını sağlayan dumanı tüten silah, bir nevi dumanı tüten bir yıldızdı. Kahverengi cücenin gündüz tarafı bize dönük olduğunda, gökbilimciler yıldız buharlaşırken yaydığı hidrojeni tespit edebildiler.
Evrendeki Sıcaklık Rekoru: Güneşten Daha Sıcak Bir Gezegen Benzeri Nesne Bulundu
Kahverengi cüce ve yıldız birbirine çok yakın olduğu için, kahverengi cüce gelgit kilitlidir. Bu da bir tarafın -gündüz tarafı- sürekli olarak yıldıza dönük olduğu, diğer tarafın ise sürekli olarak gecede kaldığı anlamına geliyor. Ekip, söz konusu aşırı sıcaklıkları hesapladı ve rakamlar göz yaşartıcı.
“Kullanılan beyaz cüce çekirdek modeline bağlı olarak, yoldaşın ısıtılmış gündüz sıcaklığı ≈7,250 ile 9,800 Kelvin arasında değişiyor – A tipi bir yıldız kadar sıcak – gece sıcaklığı ≈1,300 – 3,000 Kelvin veya ≈6,000 K’lik bir sıcaklık farkı – KELT-9b’ninkinden yaklaşık dört kat daha büyük” diye yazıyorlar makalelerinde.
“Gece tarafı sıcaklık aralığı T ile M cücelerini kapsar. Işınlanmış yoldaşın ‘denge’ kara cisim sıcaklığı (içsel parlaklığı ve albedosu ihmal edilerek ve dış ışınımla termal dengede olduğu varsayılarak) yaklaşık 5.100 Kelvin’dir, bilinen tüm dev gezegenlerden daha sıcaktır ve KELT-9b’den ≈1.000 Kelvin daha sıcaktır, bu da ≈5.600 kat daha yüksek aşırı ultraviyole akısına neden olur.”
Bilinen hiçbir gezegen veya kahverengi cüce daha sıcak değildir, bu da WD0032-317B’yi sadece son derece harika değil, aynı zamanda aşırı sıcak yıldızların düşük kütleli yoldaşlarını nasıl buharlaştırabileceğini incelemek için mükemmel bir aday yapar. Araştırmacılar, WD0032-317B gibi nesneleri incelemenin KELT-9b gibi nadir aykırı nesneleri anlamamıza yardımcı olabileceğini söylüyor.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Evrendeki Sıcaklık Rekoru: Güneşten Daha Sıcak Bir Gezegen Benzeri Nesne Bulundu
Jüpiter’in Uydusu Europa: Uzayda Yaşamın İzini Sürmek İçin Umudun Odak Noktası