Uzay Teleskopları, Yabancı Gezegenlerin Atmosferini Gözler Önüne Serdi
JWST’den gelen yeni görüntüler, Güneş Sistemi dışındaki yabancı bir dünyanın gökyüzünü görmeye şimdiye kadar yaklaştığımız kadar yaklaşıyor.
YSES-1 adı verilen bir yıldızın yörüngesindeki gaz devi bir dış gezegenin doğrudan görüntüleri, atmosferinde yükseklerde sürüklenen ince kum bulutlarını ortaya çıkardı. Dahası, komşu bir gezegene ilişkin benzer gözlemler, bu gezegenin Dünya’da değerli taş peridotu oluşturabilen bir mineral olan olivin bakımından zengin büyük, girdaplı bir diskle çevrili olduğunu göstermektedir.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden astrofizikçi ve başyazar Kielan Hoch ScienceAlert’e yaptığı açıklamada “Bu iki sonuçla ilgili her şey heyecan verici” dedi.
“JWST NIRSpec ile ‘bir fiyatına iki’ gözlem yapabildiğimiz ve her nesnede iki önemli gezegensel özellik keşfettiğimiz için gözlemler yeniydi.”
YSES-1 sisteminin bir görüntüsü.
Güneş Sistemimizin dışındaki gezegenler yakalanması zor yaratıklardır. Doğrudan görülmeleri son derece zordur; çok uzaktadırlar, küçük ve sönüktürler, yörüngelerinde döndükleri yıldızların parlak ışığı tarafından gizlenirler.
Bugüne kadar teyit edilen yaklaşık 6,000 ötegezegenin büyük çoğunluğu yalnızca dolaylı olarak, yani varlıklarının ev sahibi yıldızlarının ışığında yarattığı değişikliklere dayanarak tespit edilmiş ve ölçülmüştür. Sadece 80 kadar ötegezegen doğrudan görülebilmiştir.
Bir gezegenin çevresini çekiştirme ya da yıldızını tutma biçiminden onun hakkında pek çok şey söyleyebilirsiniz. Ancak yaydığı ışığın doğrudan gözlemleri çok daha fazlasını ortaya çıkarabilir. Öyle olsa bile, en yakın ötegezegenlerin bile zayıf ışığından bir sinyal çıkarmak için güçlü bir araç gerekir.
YSES-1 sistemi sadece 306 ışık yılı uzaklıkta ve bilinen iki gezegen içeriyor; 160 astronomik birim mesafede yıldıza daha yakın olan YSES-1b ve 320 astronomik birim mesafedeki YSES-1c. YSES-1c, Jüpiter’in yaklaşık altı katı kütleye sahipken, YSES-1b Jüpiter’in yaklaşık 14 katı kütleyle gezegenler ve kahverengi cüceler arasındaki kütle sınırında yer alan ikisinden daha büyüktür.
Bu sistemin daha önceki doğrudan gözlemleri, dünyanın ilginç atmosferik özelliklere sahip olabileceğini düşündürüyordu, ancak ilgili araçlar bunları tespit edecek güçten yoksundu.
JWST NIRSpec görüntüsü iki dış gezegeni açıkça gösteriyor.
“JWST üzerindeki NIRSpec enstrümanı ile gezegenlerin binlerce dalga boyunda aynı anda görüntülerini alabiliyoruz. Görüntüler, gezegenin kendisinden gelen termal ışık olan spektrumları üretmek için indirgenebilir,” diye açıkladı Hoch.
“Işık ötegezegenin atmosferinden geçerken, ışığın bir kısmı moleküller tarafından emilecek ve gezegenin parlaklığında düşüşlere neden olacaktır. Atmosferin nelerden oluştuğunu bu şekilde söyleyebiliyoruz!”
Sonuçlar mı? Çok gezegenli bir sistemin bugüne kadar derlenmiş en ayrıntılı spektral veri seti.
Araştırmacılar her iki ötegezegenin de atmosferlerinde su, karbon monoksit, karbon dioksit ve metan gibi nispeten yaygın atmosferik bileşenler bulunduğunu tespit etti. İşlerin ilginçleşmeye başladığı yer ise ayrıştıkları nokta.
Sistemin farklı kızılötesi dalga boylarındaki gözlemleri. (Hoch vd., Nature, 2025)
“YSES-1c için su, karbondioksit ve karbon monoksit ve metandan kaynaklanan çok sayıda moleküler özellik görüyoruz. Daha uzun dalga boylarında, farklı bir spektral şekle sahip olan silikat parçacıklarının neden olduğu emilim görüyoruz” dedi.
“Hangi silikatların verilere en iyi uyduğunu modellemek ve bu parçacıkların diğer özelliklerini belirlemek için farklı parçacıkların ve yapıların laboratuvar verilerini kullanıyoruz. Modellerimiz, atmosferin yükseklerinde, bulutlardan yağan az miktarda demir içerebilen küçük silikat parçacıkları olabileceğini gösteriyor. Ancak modellerimiz aynı zamanda sadece silikatlardan oluşan bir karışımın da verilere uyabileceğini gösteriyor.”
YSES-1b için böyle bir spektrum özelliği gözlenmedi, ancak başka bir şey ortaya çıktı: dış gezegenin etrafındaki bir diskte küçük olivin tanelerinin imzası.
Olivin, Dünya’da volkanik koşullarda oluşan bir mineraldir; özellikle değerli taş kalitesindeki örnekler peridotu oluşturur. Olivin meteoritlerde de bulunur, bu nedenle mineral erimiş kaya durumlarında kolayca oluşabilir gibi görünüyor.
Bununla birlikte, YSES-1b çevresinde toz halinde görülmemelidir. Hoch, toz çökelmesinin en fazla 5 milyon yıl sürmesi beklenen verimli bir süreç olduğunu açıkladı. YSES-1 sisteminin yaklaşık 16,7 milyon yaşında olduğu tahmin ediliyor. Olivin bakımından zengin tozun, YSES-1b’nin yakınında yörüngede dönen nesneler arasındaki bir çarpışmanın enkazı olması mümkündür – bu da gözlemlerin kozmik zamanda çok şanslı bir noktada geldiği anlamına gelir.
Her iki sonuç seti de muhteşem.
“YSES-1c’nin spektral tipinin bulutlu bir atmosfere sahip olduğu teorize edildiği için atmosferinde bulutlar tespit etmeyi umuyorduk. Ancak, bu özelliği gördüğümüzde, kahverengi cücelerde görülen diğer silikat özelliklerinden çılgınca farklıydı” diyor Hoch.
“İç gezegen YSES-1b’nin etrafında bir disk olduğuna dair kanıt görmeyi BEKLEMİYORDUK. Bu kesinlikle bir sürpriz oldu.”
En iyi astrofizik gözlemleri en az yanıtladıkları kadar çok soru ortaya çıkarır. YSES-1 de bir istisna değildir. YSES-1b’nin etrafındaki disk büyük bir disk. Ayrıca dış gezegen atmosferleri ya da bu nesnelerin ne kadar sürede oluştuğu hakkında da yeterince bilgimiz yok. Diğer ötegezegenlerin atmosferlerini doğrudan incelemek için devam eden çalışmalar, bilgimizdeki bu boşlukların bazılarını doldurmaya yardımcı olacaktır.
“Bu araştırma kariyerinin başındaki bilim insanları tarafından yürütüldüğü için ben de sonuçtan heyecan duyuyorum. Bu gezegen sistemini görüntülemek için JWST’yi kullanmayı önerdiğimde yüksek lisans öğrencisiydim ve JWST henüz fırlatılmamıştı ve ötegezegenlere bakmak için tasarlanmamıştı” dedi.
“Makalenin ilk beş yazarı, birinci sınıf lisansüstü öğrencisinden doktora sonrası araştırmacıya kadar uzanıyor. Bunun, kariyerinin başındaki bilim insanlarını destekleme ihtiyacını vurguladığına inanıyorum ve bu benim için çok heyecan verici bir sonuç.”
Kaynak: https://www.sciencealert.com