Kayalık mı, gaz kütlesi mi? Büyük, yoğun süper-Dünyalar tespit edildi
Carnegie’den Johanna Teske liderliğindeki yeni araştırmaya göre, Balık takımyıldızında (GJ 9827) yaklaşık 100 ışık yılı uzaklıkta uzanan bir yıldız, şimdiye kadar tespit edilen en yoğun ve süper-Dünya gezegenlerinden birine ev sahipliği yapıyor. Bu yeni bilgiler astronomların bu tür gezegenlerin oluştuğu süreci daha iyi anlamalarına yardımcı olan kanıtlar sunmaktadır.
GJ 9827 yıldızı, aslında, NASA’nın dünya dışı gezegen avcısı Kepler / K2’nin göreviyle keşfedilen üç gezegene ev sahipliği yapıyor ve bunların her ikisi de Dünya’dan biraz daha büyük. Bu, Kepler misyonunun galaksideki en yaygın olarak birkaç yüz günlük dönemlerle belirlediği boyuttur.
İlginçtir ki, bu boyuttaki gezegenler Güneş sistemimizde yoktur. Bilim insanları, bu gezegenlerin oluştukları ve geliştikleri koşulları merak ediyorlar.
Bir gezegenin tarihini anlamak için önemli bir anahtar, bileşiminin belirlenmesidir. Bu süper Dünyalar kendi gezegenimiz gibi kayalık mı? Veya büyük, gazlı ortamlarla dolu katı çekirdekler mi barındırıyor?
Bir dış gezegenin neyden oluştuğunu anlamaya çalışmak için, bilim insanları hem kütlesini hem de yarıçapını ölçmelidir ki bu da onların yığın yoğunluğunu belirlemelerine olanak sağlar.
Gezegenleri bu şekilde nicelleştirirken, gökbilimciler bir eğilim görmüşlerdir. Yeryüzünün yaklaşık 1.7 katından daha büyük yarıçaplı gezegenlerin, Neptün gibi serin bir kabuğu vardır ve bundan daha küçük yarıçaplı olanlar bizim evimiz, gezegenimiz gibi kayalıktır.
Bazı araştırmacılar, bu farkın, sözde uçucu maddelerden olan su ve düşük kaynama noktalarına sahip olan karbondioksit gibi maddeleri içeren kabukların sıyırılmasına foto-evaporasyondan kaynaklanarak bu durumun daha küçük yarıçaplı gezegenler oluşturduğunu öne sürdü. Fakat bu teoriyi gerçekten test etmek için daha fazla bilgiye ihtiyaç var.
Bu nedenle GJ 9827’nin üç gezegeni, 1.64 (gezegen b), 1.29 (gezegen c) ve 2.08 (gezegen d) yarıçaplarıyla süper-Dünya (kayalık) ve alt-Neptün (kısmen gaz kütleli) gezegenler arasındaki bu bölünmüş çizgiye uzanır.
Şans eseri ortak yazarlar Steve Shectman, Sharon Wang, Paul Butler, Jeff Crane ve Ian Thompson’un da bulunduğu Carnegie bilim insanları ekipleri GJ 9827’yi Gezegen Bulma Spektrografı (PFS) ile izliyorlardı; GJ 9827’ye ilişkin birçok yeni gözlem yapmak için eldeki verilerle birlikte üç gezegeni de incelediler.
Teske şu açıklamaları yapıyor: “Genellikle, transit geçiş yapan bir gezegen tespit edilirse, kütlesini ölçmek için yeterli gözlem toplamak için bir yıl veya daha fazla olmasa da aylar gerekir. Çünkü GJ 9827 parlak bir yıldız ve Carnegie gökbilimcilerinin 2010 yılından beri gezegenleri izlediği yıldızlar kataloğunda yer alıyordu. Bu, PFS’ye özgüdür.”
Spektrograf, Carnegie bilim insanları tarafından geliştirildi ve Carnegie’nin Las Campanas Gözlemevi’ndeki Magellan Clay Teleskoplarına monte edildi.
PFS gözlemleri, b gezegenin, Dünya’nın kütlesinin yaklaşık sekiz katı olduğunu ve bu gezegenin keşfedilen en yoğun süper Dünyalardan biri olmasını sağlayacağını göstermektedir. Bu iki belirlemedeki belirsizlik çok yüksek olmasına rağmen, gezegen c ve gezegen d için bu oran sırasıyla Dünya‘nınkinin yaklaşık iki buçuk katı ve dört misli olduğu tahmin edilmektedir.
Bu bilgi, gezegen d’nin önemli bir uçucu kabuğa sahip olduğunu ve gezegen c’nin uçucu bir kabuğu olup olmadığını sorusunu açıkça ortaya koymaktadır. Ancak, gezegen b’nin kütlesi üzerindeki yoğunluk, kabaca% 50 demir olduğunu düşündürüyor.
Wang şunları söylüyor: “Bu üç gezegenin oluşumlarını belirlemek için daha fazla gözlem gerekiyor. Ancak NASA’nın yakın zamanda kullanıma sokacağı James Webb Uzay Teleskobu, potansiyel olarak kullanılıp süper Dünya’nın nasıl oluştuğu ve geliştiğiyle ilgili fikirlerimizi test edecek en iyi adaya benziyor.”
Penn State Üniversitesi’nden NSF doktora sonrası üyesi olan Angie Wolfgang da makalede ortak yazar olarak yer almaktadır.
Bu çalışma Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmiştir.
Bu araştırma, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü’nün yürüttüğü NASA Dış-gezegen Arşivi, NASA’nın Dış-gezegen İzleme Programı ile sözleşme imzaladı. Bu araştırmada, NASA ile sözleşme imzalayan Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü tarafından işletilen Dış-gezegen İzleme Programı web sitesi de kullanılmıştır.
Dergi Referansı: Johanna K. Teske, Sharon X. Wang, Angie Wolfgang, Fei Dai, Stephen A. Shectman, R. Paul Butler, Jeffrey D. Crane, Ian B. Thompson. Magellan/PFS Radial Velocities of GJ 9827, a late K dwarf at 30 pc with Three Transiting Super-Earths. arXiv.org, Nov. 2017.
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180208131710.htm
Çeviren: Bünyamin Tan