Ötegezegen Biliminde Lavla Kaplı Dünyalar Çağı
Astronomlar, lav gezegenleri hakkında önemli bilgiler elde etmeye başlıyor olabilir.
Bu ateşli dünyalar, Dünya ile benzer bir yoğunluğa sahip olmakla birlikte, ana yıldızlarına o kadar yakın yörüngelerde dönüyorlar ki, gündüzleri ulaştıkları kavurucu sıcaklıklar, gezegenleri oluşturan kayaları eriterek yüzeylerini kaplayan magma okyanusları oluşturuyor.
Lav gezegenleri, ötegezegen biliminde heyecan verici yeni bir sınır olsa da, dinamikleri, iç yapıları ve evrimsel yolları hakkında hâlâ bilinmeyen çok şey var. Toronto’daki York Üniversitesi’nden Charles-Édouard Boukaré, lav gezegenleri hakkında yeni bir çalışmanın ortak yazarı olarak yaptığı açıklamada, “Lav gezegenleri o kadar aşırı yörünge konfigürasyonlarına sahipler ki, güneş sistemindeki kayalık gezegenler hakkındaki bilgilerimiz doğrudan uygulanamıyor ve bilim insanları lav gezegenlerini gözlemlerken ne bekleyecekleri konusunda belirsizlik yaşıyorlar” dedi.
Lav gezegenlerinin NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile gözlem için anahtar hedefler olarak belirlendiği ve bunları incelemek için halihazırda beş farklı program planlandığı göz önüne alındığında, Boukaré ve meslektaşları, astronomların bu gezegenleri tanımlamasına ve analiz etmesine rehberlik etmek için kimya, yüzey koşulları ve diğer ayırt edici özellikler gibi olası temel özellikleri özetleyen bir kavramsal çerçeve, bir tür “plan” geliştirdiler.
Araştırmacılar, sayısal bir model kullanarak lav gezegenlerinin oluşumlarından “termal kararlı duruma” ulaştıkları noktaya kadar milyarlarca yıllık uzun vadeli evrimini tahmin ettiler. Jeofiziksel akışkanlar mekaniği, ötegezegen atmosferleri ve mineralojiden elde edilen bilgileri bir araya getiren çalışma, bu egzotik dünyaların yoğun iç dinamiklerinin ve değişen bileşimlerinin zaman içinde nasıl gelişeceğini ortaya koyuyor.
Ancak modelin temeli, daha yakınımızdaki bulgulara dayanıyordu. Boukaré, “Bu süreçler, lav gezegenlerinde büyük ölçüde amplifiye edilmiş olsa da, temelde kendi güneş sistemimizdeki kayalık gezegenleri şekillendiren süreçlerle aynıdır” dedi.
İlginç bir şekilde, lav gezegenlerinin oluşumlarının hemen ardından çoğunlukla erimiş halde olacağı tahmin ediliyor, tıpkı güneş sistemimizdeki genç gezegenlerdeki magma okyanusları gibi, ancak yıldızlara bakan tarafları ısınmasına rağmen güneş sistemindeki benzerleri kadar hızlı bir şekilde katılaşıyorlar. (Lav gezegenleri, ev sahibi yıldızlarına “gelgit kilitli” durumdadır; bir yarım küre her zaman karanlıkta, diğer yarım küre ise her zaman çok parlak ışık altındadır.)
Lav gezegenlerini benzersiz kılan şey, güneş sistemimizdeki kayalık gezegenlerin aksine, iç kısımları yavaş yavaş soğurken bile güneşe bakan taraflarında milyarlarca yıl boyunca sığ bir magma okyanusu muhafaza etmeleridir. Yeni araştırmaya göre, bu magma okyanusunun kenarlarında erimiş kayadan sürekli olarak kristaller oluşur ve bu da katı kristaller ile kalan sıvı magma arasında farklı kimyasal bileşenlerin sürekli ayrılmasına neden olur.
Bu devam eden süreç, gezegeni zamanla şekillendirir ve değiştirir, bu nedenle eski bir lav gezegeninin silikat atmosferi, gezegenin orijinal yapısını değil, kimyasal olarak değişmiş bir magma okyanusunu yansıtır. Bu, bir lav gezegeninin yaşını atmosferini inceleyerek belirlemenin mümkün olduğu anlamına gelir.
“Nispeten düşük yoğunluklu kısa dönemli ötegezegen 55 Cancri e’den farklı olarak, gerçek lav gezegenlerinin tüm uçucu maddelerini uzaya kaybetmiş olmaları beklenir, ancak 2.000–3.000 K [elvin; 1.727 ila 2.727 santigrat derece] gündüz tarafları, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile gözlemlenebilecek buharlaşmış silikat kayalardan oluşan bir atmosferi desteklemektedir” diye yazdılar.
Ek olarak, genç lav gezegenlerinin gece tarafındaki sıcaklıkları, iç konveksiyondan kaynaklanan ısı nedeniyle yaklaşık 1.500 K (1.227 °C) civarında nispeten yüksektir. Yaşlandıkça, ek ısı kaynakları olmadan gece tarafları önemli ölçüde soğur. Bir gezegenin mevcut termal durumu, tüm termokimyasal geçmişini yansıtır ve bu nedenle manto sıcaklığı, gezegenlerin evrimini anlamak için kilit öneme sahiptir.
JWST ile artık gece tarafındaki sıcaklıkları ölçmek mümkün hale geldi ve bu da gezegenin iç yapısı hakkında bilgi sağlıyor. Şu anda Şili’de yapımı devam eden Extremely Large Telescope gibi gelecekteki teleskoplar da silikat atmosferlerini analiz ederek gezegenin atmosferi, erimiş yüzeyi ve iç mineralleri arasındaki karmaşık etkileşimleri ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir.
Başlangıçta “başlangıçta beklentilerin çok az olduğu, yüksek derecede keşif amaçlı bir çalışma” olarak başlayan bu proje, dış gezegen bilimi alanında heyecan verici yeni bir çığır açarak, astronomların bu yeni gezegen sınıfını tanımlamasına ve incelemesine yardımcı olacak net kılavuzlar sağladı.
Bu tahminler, ekibin JWST’de 100 saatlik değerli gözlem süresi elde etmesinde önemli bir rol oynadı.
“Eski lav gezegenlerini genç lav gezegenlerinden ayırt edebilmeyi gerçekten umuyoruz. Bunu başarabilirsek, ötegezegenlere ilişkin geleneksel anlık görüntüden öteye geçmek için önemli bir adım atmış olacağız,” diye konuştu Boukaré.
Kaynak: https://www.space.com
Genç Dünya Boyutundaki En Yakın Gezegen Yarı Lav Yarı Metalden Oluşuyor