James Webb Uzayda Tek Başına Yüzen Bir Gezegenin Atmosferine Bakıyor
Yetim gezegenler evrende yaygın bir fenomendir. Ancak onları görmek zordur. Genellikle ya genç gezegenleri ya da gaz devlerini görürüz, her ikisi de gezegenin çekirdeğinin ısısı nedeniyle kendi kızılötesi ışıklarını yayarlar. Ancak daha yaşlı ve daha hafif gezegenler nadiren görülür.
Gökbilimciler James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWST) kullanarak, yetim bir gezegen ya da “başarısız bir yıldız” olabilecek kozmik bir cismin atmosferine baktılar. Bu dünya evrende yalnız başına uçuyor. Çalışma Astrophysical Journal Letters dergisinde yayımlandı.
SIMP 0136 olarak adlandırılan kozmik bir yetim ya da “serbest yüzen gezegen kütleli nesne”, Dünya’dan yaklaşık 20 ışık yılı uzaklıkta Evren’de yalnız başına uçuyor.
Ana yıldızı yok. SIMP 0136, Jüpiter’in kütlesinin yaklaşık 13 katı bir kütleye sahip, ancak güneş sisteminin gaz deviyle yaklaşık aynı büyüklükte. 2003 yılında keşfedilen SIMP 0136 o kadar hızlı dönüyor ki, bu paryada bir gün sadece yaklaşık 2,4 Dünya saati sürüyor.
SIMP 0136’nın bir gezegen olmayıp “kahverengi cüce” adı verilen ve bir yıldız gibi oluşan ancak çekirdeğindeki hidrojenin helyuma nükleer füzyonunu tetikleyecek kadar kütle kazanamayan bir yıldız cismi olma ihtimali de vardır.
Belirsizlik, Jüpiter’in kütlesinin yaklaşık 13 katı kadar bir alt kütle sınırına sahip olmalarından kaynaklanmaktadır – aslında bu SIMP 0136’nın kütlesidir.
SIMP 0136 izole gezegen kütleli bir nesne için nispeten parlak olduğundan ve ışığı ana yıldızının ışığı tarafından kirletilmediğinden, gökbilimciler için popüler bir hedef haline gelmiştir.
Bu nedenle, JWST nesneyi incelemeden önce bile, hem Dünya merkezli teleskoplar hem de uzay teleskopları Hubble ve Spitzer nesneye baktı. Ancak bu çalışmalar gökbilimcileri SIMP 0136 ile ilgili bazı gizemlerle baş başa bıraktı.
SIMP 0136’nın atmosferi
Gökbilimciler daha önce SIMP 0136’nın parlaklığının dalgalandığını keşfetmişlerdi. Bu değişikliklerin sadece dev gezegendeki bulutların bir sonucu olmayabileceği, bunun yerine atmosferik faktörlerin karmaşık bir kombinasyonundan kaynaklanabileceğine karar verildi.
Ekip, JWST kullanarak SIMP 0136’dan gelen kızılötesi ışığı gezegenin iki tam dönüşü boyunca gözlemleyebildi ve bulut katmanlarındaki, sıcaklıktaki ve hatta gezegenin kimyasal bileşimindeki değişiklikleri not etti. Bilim insanlarının fark ettiği ayrıntıların çoğu daha önce gözden gizlenmişti.
Araştırma ekibinin lideri ve Boston Üniversitesi’nde araştırma görevlisi olan Allison McCarthy, “Parlaklığının değiştiğini zaten biliyorduk ve değişen, gözden kaybolan ve zaman içinde değişen bulut katmanları olduğundan emindik” dedi.
“Parlaklığın sıcaklık dalgalanmalarından, kimyasal reaksiyonlardan ve belki de auroral aktivitenin bazı etkilerinden, auroralar gibi bir şeyden etkilenebileceğini de düşündük ama emin değildik.”
Binlerce görünmez gökkuşağı
SIMP 0136’yı JWST ile iki tur boyunca gözlemlemek, ekibin bir yakın kızılötesi spektrografın (NIRSpec) yanı sıra bir orta kızılötesi enstrüman (MIRI) kullanmasına olanak sağladı. Bu sayede araştırmacılar geniş bir kızılötesi ışık dalga boyu aralığında veri toplayabildiler.
Sonuç olarak, SIMP 0136 döndükçe kızılötesi ışığın her dalga boyunun parlaklığının nasıl değiştiğini gösteren yüzlerce ayrıntılı ışık eğrisi elde edildi.
Ekibin baş araştırmacısı ve Trinity College Dublin’de araştırma görevlisi olan Johanna Vos, “Bu nesnenin tüm spektrumunun birkaç dakika içinde değiştiğini görmek inanılmazdı” diyor.
“Şimdiye kadar elimizde sadece Hubble’dan gelen yakın kızılötesi spektrumun küçük bir dilimi ve Spitzer’den gelen birkaç parlaklık ölçümü vardı.”
Araştırmacılar SIMP 0136’dan gelen kızılötesi ışığın farklı ışık eğrisi şekillerine sahip olduğunu fark ettiler: bazı dalga boyları daha parlak hale geldi, diğerleri karardı ve hala diğerleri hiç değişmedi. Bu dalgalanmaları çeşitli faktörlerin etkiliyor olması gerektiğine karar verdiler.
“Dünya’yı çok uzak bir mesafeden gözlemlediğinizi düşünün. Her bir renge ayrı ayrı bakıyor olsaydınız, tek tek özelliklerini ayırt edemeseniz bile yüzeyi ve atmosferi hakkında size bir şeyler söyleyecek farklı desenler görürdünüz” diyor araştırma ekibinin bir üyesi ve Boston Üniversitesi’nde araştırmacı olan Philip Muirhead.
“Okyanuslar ortaya çıktıkça mavi renk artacaktır. Kahverengi ve yeşil renkteki değişimler ise toprak ve bitki örtüsü hakkında bilgi verecektir.”
SIMP 0136’nın ışık değişimlerine neyin neden olduğunu değerlendirmek için ekip, atmosferin hangi bölgelerinin belirli bir ışık dalga boyundan sorumlu olduğunu belirlemek için atmosferik modeller geliştirdi.
McCarthy, “Farklı dalga boyları atmosferdeki farklı derinlikler hakkında bilgi veriyor” diyor. “En benzer eğri şekillerine sahip dalga boylarının aynı derinliklerden sorumlu olduğunu fark etmeye başladık, bu da aynı mekanizmadan kaynaklanmaları gerektiği fikrini güçlendirdi.”
Bir grup kızılötesi dalga boyu, ekibin demir parçacıkları bulutlarının gizlendiğine inandığı SIMP 0136 atmosferinin derinliklerinden geliyor. Bir başka dalga boyu grubunun ise atmosferin daha yükseklerinden ve benekli silikat bulutlarından geldiği düşünülüyor.
Son dalga boyu grubunun ise atmosferin üstündeki bulutlardan geldiği ve SIMP 0136’nın sıcaklığıyla ilişkili olduğu düşünülüyor. Daha parlak bölgeler SIMP 0136 çevresinde radyo dalgaboylarında tespit edilen kutup ışıklarına karşılık gelebilir.
Yeni gizemler
JWST, SIMP 0136’dan nesnenin bulutları veya sıcaklığı ile açıklanamayan ışık eğrileri gördü. Karbondioksit ve karbon monoksit cepleri JWST’nin görüş alanına girip çıktıkça SIMP 0136’nın atmosferinin karbon kimyasından etkilenmiş olabilirler. Bir başka açıklama da SIMP 0136’nın atmosferinde değişikliklere neden olan kimyasal reaksiyonlar olabilir.
Vos, “Bulmacanın kimyasal kısmını henüz çözemedik, ancak bu sonuçlar gerçekten heyecan verici çünkü bize metan ve karbondioksit gibi moleküllerin içeriğinin bir yerden bir yere ve zaman içinde değişebileceğini gösteriyor” diyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: James Webb Uzayda Tek Başına Yüzen Bir Gezegenin Atmosferine Bakıyor
/James Webb Uzayda Tek Başına Yüzen Bir Gezegenin Atmosferine Bakıyor/