Carnegie bilim insanlarından oluşan bir ekibe ve Carnegie mezunu bir araştırmacıya ait yeni bir çalışma, TRAPPIST-1 yıldızının yörüngesinde, yıldızın bilinen yedi gezegeninden daha uzak mesafede herhangi bir gaz devi gezegeninin bulunma ihtimalini sorguluyor. Bu yıldız sisteminin dış kenarlarında gaz devi gezegenler bulunabiliyorsa, kendi Güneş Sistemimizin Jüpiter ve Satürn gibi gaz devi gezegenlerinin nasıl oluştuğunu anlamamız kolaylaşabilir.
Bu yılın başlarında, Aquarius takımyıldızında yer alan ultra-soğuk cüce yıldız TRAPPIST-1’in dünya büyüklüğünde yedi gezegeni bünyesinde barındıran tek yıldız olduğunun NASA’nın Spitzer Uzay Teleskopu tarafından bulunması dünyayı heyecanlandırmıştı. Bu gezegenlerden üç tanesi ana yıldızdan uzaklığı açısından sıvı halde su bulunma ihtimali en yüksek olan yaşam barındırmaya elverişli bölgelerde yer alıyor.
Bizim Güneş Sistemimiz gibi, TRAPPIST-1’in yörüngesinde de, bu yıldız sisteminin parçası olduğu bilinen dünya büyüklüğündeki gezegenlerden daha uzak mesafede, gaz devi gezegenlerin bulunma olasılığı bulunuyor.
The Astronomical Journal (Astronomi Dergisi)’nin yayıncısı ve ekibin ilk makales yazarı olan Carnegie’den Alan Boss, “Dünya büyüklüğünde gezegenleri ve dev-Dünyaları bünyesinde barındıran çok sayıda yıldız sistemi en az bir gaz devi gezegene ev sahipliği yapıyor.” diyor. Dolayısıyla, bu yedi gezegenin daha uzak bir yörüngede gaz devi kardeşlerinin bulunup bulunmadığı sorusu oldukça önemli bir sorudur.
Bu soruyu cevaplamaya başlarken Boss, arkadaşları (Capnegie’nin ortak yazarları Alycia Weinberger, Ian Thompson ve diğerleri) ile birlikte yürütmekte oldukları “gezegen avı araştırması (planet-hunting survey)”na yöneldi. Carnegie’nin Las Campanas Gözlemevi’ndeki du Pont teleskopunda adına CAPSCam (the Carnegie Astrometric Planet Search Camera) denilen özel bir cihaz bulunuyor. Bu cihaz, bir gezegenin varlığının, gezegenleri yörüngesinde bulundurduğu tahmin edilen yıldızın yıldız sisteminin külte merkezine göre değişen konumu incelenerek belirlendiği gök ölçüm (astronomic method) yöntemini kullanarak güneş dışı gezegenler (extrasolar planets, bizim güneş sistemimiz haricindeki bir yıldızın yörüngesinde bulunan gezegenler) aramaktadır.
CAPSCam’ı kullanarak BOSS ve arkadaşları (Tri Astraatmadja ve Londra’daki Queen Mary Üniversitesi’nde eski Carnegie üyesi olan Guillem Anglada-Escudé de dahil olmak üzere) TRAPPIST-1 sistemindeki potansiyel her gaz devi gezegenin kütle üst sınırlarını belirledi. Bulgulara göre, Jüpiter’in kütlesinin 1,6 katından büyük herhangi bir gezegenin 5 yıllık dönemde ve Jüpiter’in kütlesinin 4.6 mislinden büyük hiçbir gezegen yıldızın yörüngesinde bulunmuyor. (Bu dönemler, Jüpiter’in yaklaşık 12 yıllık güneş çevresinde dolanma süresine kıyasla çok uzun görünmeyebilir; ancak, TRAPPIST-1’in yedi bilinen gezegeninin 1.5 ila 20 gün arasında değişen dönemleri var.)
Boss, “Burada incelediğimiz TRAPPIST-1’in yedi bilinen gezegeninin çok kısa süreli dönemleri ile çalıştığımız uzun dönemli yörüngeler arasında daha fazla araştırma yapılması için çok fazla alan var.”diye ekliyor. TRAPPIST-1 sisteminde uzun dönem gaz devi gezegenler bulunursa, bu bizim Güneş Sistemimizin gaz devi gezegenlerinin oluşumuyla ilgili uzun süren bir tartışmanın açıklığa kavuşmasına yardımcı olabilir.
Güneşimiz gençliğinde, daha sonra gezegenlerin doğacağı gaz ve toz bulutundan oluşan bir disk ile çevrelenmişti. Dünya ve diğer karasal gezegenler, bu diskten gelen katı malzemelerin yavaş yavaş birbirine eklenmesiyle oluştu. Gaz devi gezegen oluşumuna dair bir teori, bu gezegenlerin de etrafındaki çok çeşitli gazları kendine çekebilecek bir çekim gücü oluşturabilecek katı bir çekirdeğin benzer şekilde eklenerek meydana geldiğini iddia ediyor.
Bu teoriyle yarışan başka bir teori ise bizim gaz devi gezegenlerimizin Güneşimizin gaz ve toz diskinin spiral bir kol formu oluşturması ile oluştuğunu savunuyor. Ayrı parçalar oluşup bebek gaz devlerine hızlı bir şekilde kaynaşarak dönüşene kadar, kolların yoğunluk ve kütlesi arttı.
Çekirdek kaynaşması/birikmesi(core accretion) adı verilen ilk seçeneğin bir dezavantajı, Güneş’ten on iki kat daha az kitlesel olan TRAPPIST-1 kütlesi kadar düşük bir yıldız etrafında devasa gezegenlerin nasıl oluştuğunu kolaylıkla açıklayamamasıdır. Bununla birlikte, Boss’un hesaba dayalı disk instabilitesi (hareketliliği, istikrarsızlığı)? olarak adlandırılan ikinci teoriye göre gaz devleri bu tür kırmızı cüce yıldızların etrafında oluşabilir.
Boss, “TRAPPIST-1 etrafında uzun dönemli gaz devi gezegenlerin bulunması Çekirdek kaynaşması/birikmesi? teorisine ters düşerken, disk instabilitesi teorisine ters düşmüyor”, diye ifade ediyor.
Kaynak: https://phys.org/news/2017-09-trappist-earth-like-planets-gas-giant.html
Çeviri:Yeliz Bulgurcu