NASA’nın Webb Teleskobu, Süper-Dünya’nın Gizemini Aydınlattı
Çarpıcı bir jeokimyasal model, 73 ışık yılı uzaklıktaki bir Neptün altı olan TOI-270 d’nin, sulu bir Hycean gezegeninden ziyade kabarcıklı, yoğun bir atmosferle gizlenmiş dev bir kayalık dünya olduğunu ortaya koyuyor.
Webb uzay teleskobu gözlemleri, 1.000 °F’nin üzerindeki sıcaklıklarda karbondioksit, metan ve su buharını ortaya çıkardı ve yeni bir kimya çerçevesi bu gazların nasıl geliştiğini açıklıyor. Bu keşif, yaşanabilir bölge dış gezegenlerine bakışımızı değiştiriyor ve yabancı dünyaların kilidini açmak için güneş sistemi kimyası araçlarını kullanmada büyük bir sıçramaya işaret ediyor.
TOI-270 d’nin Neptün Altı Kimyasının Ortaya Çıkarılması
Güneybatı Araştırma Enstitüsü (SwRI) tarafından yürütülen yeni bir çalışma, Dünya’dan sadece 73 ışık yılı uzaklıkta bulunan TOI-270 d gezegeninin atmosferini modelledi. Araştırmacılar, Dünya’dan büyük ancak Neptün’den küçük olan bu dış gezegenin kalın, aşırı sıcak bir atmosferle sarılmış kayalık bir dünya olabileceğine dair kanıtlar buldular. Eşsiz özellikleri nedeniyle TOI-270 d, yaygın ancak yeterince anlaşılmamış bir gezegen sınıfını anlamak için bir “Rosetta Taşı” görevi görebilir.
Ötegezegenler güneş sistemimizin dışındaki yıldızların yörüngesinde dönen gezegenlerdir. Bunlar arasında “alt-Neptünler”, güneş sistemimizdeki en büyük kayalık gezegen olan Dünya ile en küçük gaz devi olan Neptün arasındaki büyüklükteki dünyalardır.
Astrophysical Journal’da yayınlanmak üzere kabul edilen bir makalenin ilk yazarı olan SwRI’dan Dr. Christopher Glein, “Alt Neptünlerin doğası, dış gezegen bilimindeki en sıcak konulardan biridir” dedi. “Bu alt-Neptünler galaksideki en bol gezegen boyut aralığıdır, ancak güneş sistemimizde hiçbiri mevcut değildir. Egzotiktirler. Ilıman alt Neptünler daha da ilgi çekicidir çünkü bazıları yaşanabilir olabilir.”
SwRI liderliğindeki bir çalışma, Dünya ile Neptün arasında bir dış gezegen olan TOI-270 d’nin kimyasını modelledi ve kalın, sıcak bir atmosferle çevrili dev bir kayalık gezegen (süper-Dünya) olduğuna dair kanıt buldu. NASA’nın JWST’si atmosferin 1.000 Fahrenheit derecenin üzerindeki bir bölgesinden yayılan gazları tespit etti – Venüs’ün yüzeyinden daha sıcak. Model, atmosferden amonyak çıkaran potansiyel bir magma okyanusunu göstermektedir. Sıcak gazlar daha sonra bir dengelenme sürecinden geçer ve JWST’nin onları tespit edebileceği gezegenin fotosferine fırlatılır. Kredi: Güneybatı Araştırma Enstitüsü.
Okyanus Dünyaları ve Süper Dünya Atmosferleri
Bazı bilim insanları, yaşanabilir bölgedeki Neptün altı gezegenlerin – koşulların sıvı suya izin verebileceği – ince hidrojen bakımından zengin atmosfere sahip okyanus kaplı dünyalar olabileceğini öne sürmüşlerdir. Daha önce incelenen K2-18 b gibi “Okyanus” gezegenleri olarak adlandırılan bu gezegenler, yaşanabilirlik için potansiyel adaylar olarak kabul edilmiştir.
Bununla birlikte, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) kullanılarak TOI-270 d’nin son gözlemleri farklı bir hikaye anlatıyor. Veriler daha basit bir modele daha iyi uyduğunu gösteriyor: sıcak, yoğun bir atmosfere sahip büyük kayalık bir gezegen – bir Hycean dünyasından çok bir süper-Dünya gibi.
“Yaşanabilir dünyalar arayışı devam ediyor! Björn Benneke ve ekibi tarafından toplanan TOI-270 d’ye ilişkin JWST verileri devrim niteliğinde” diyor Glein. “Böylesine küçük bir dış gezegenin atmosferinden elde ettikleri ayrıntı düzeyi karşısında şok oldum, bu da tamamen yabancı bir gezegenin hikayesini öğrenmek için inanılmaz bir fırsat sunuyor. Karbondioksit, metan ve su gibi moleküller tespit edildiğinde, bu olağandışı dünyanın nasıl oluştuğunu öğrenmek için bazı jeokimya çalışmaları yapmaya başlayabiliriz.”
NASA’nın JWST’si Venüs’ün yüzeyinden daha sıcak olan 1.000 Fahrenheit derecenin üzerindeki sıcaklıklara işaret eden gazlar tespit etti. Yeni jeokimyasal model, gazların bu sıcaklıklarda nasıl bir dengelenme sürecinden geçtiğini ve daha sonra JWST’nin onları tespit edebileceği şekilde yukarı doğru nasıl yükseldiğini göstermektedir.
Atmosferik Kimya ve Azot Gizemleri
Glein, “TOI-270 d’nin yaşanabilir olma ihtimalinin düşük olduğunu bulmak biraz hayal kırıklığı yaratsa da, bu gezegen hala gezegensel kökenlerin ve evrimin alternatif yollarını keşfetmek için harika bir fırsat sunuyor” dedi. “Doğanın ortaya çıkardığı gezegenlerin çılgın konfigürasyonları hakkında çok daha fazla şey öğreniyoruz.”
Bilim insanları ılıman alt Neptünlerin atmosferlerinde amonyak bulunmaması konusunda şaşkınlığa uğramışlardır. Önceki modeller amonyağın hidrojen gazı bakımından zengin, kalın ve sıcak atmosferlerde üretilmesi gerektiğini öne sürüyordu. Bu yeni çalışma, yüksek sıcaklıkta azot gazı üretimi ve amonyağın gezegenin yüzeyindeki aşırı ısıtılmış erimiş kaya okyanusunda çözünmesi de dahil olmak üzere gezegensel süreçlerin kombinasyonları yoluyla amonyağın nasıl tükendiğini açıklamak için entegre bir bakış açısı sunuyor. Glein’in ekibi ayrıca gezegenin kendisinin de muhtemelen azot bakımından fakir olduğunu, çünkü kondritik meteoritler gibi gezegenlerin katı yapı taşlarının tipik olarak azot bakımından fakir olduğunu buldu.
Glein, “Gezegen bilimi ile biyoloji arasında pek çok paralellik görüyorum” dedi. “Çekirdek bir yapı taşı seti ve etkileşim kuralları, çeşitli formların patlamasıyla sonuçlanır. Bu çeşitliliğin bir kısmının JWST’den gelen bileşimsel imzalarda ortaya çıktığını görmeye başlıyoruz.”
Dış Gezegen Jeokimyası: Yeni Bir Dönem
Bu çalışma, dış gezegen jeokimyasının artık kendi güneş sistemimizde elde edilenle karşılaştırılabilir bir karmaşıklık düzeyine yaklaştığını göstermektedir. Güneş sistemi için geliştirilen jeokimyasal araçlar artık ötegezegen atmosferlerine de uygulanabilmektedir. Bu çalışmalar atmosferik sıcaklıklar, olası magma okyanusları ve gezegen atmosferlerinin kökenleri hakkında yeni bilgiler sağlamaktadır.
Glein, “Soruna çok yönlü yaklaşarak bir dış gezegenin iç işleyişinin ve tarihinin daha eksiksiz bir resmini çizmek istedik” dedi. “En son kontrol ettiğimde, 5,800’den fazla doğrulanmış ötegezegen keşfettik. TOI-270 d bunlardan sadece biri. Bir sonraki ötegezegenin bizim için neler sakladığını görmek çok ilginç olacak.”
Kaynak: https://scitechdaily.com
Sadece 40 Işık Yılı Uzakta Potansiyel Olarak Yaşanabilir Dünya Boyutunda Bir Dünya Keşfedildi