Uzayda Bir “Karanlık Dünya”: Webb Teleskobu Atmosferi Olmayan Gizemli Gezegeni Görüntüledi
Yakındaki bir “süper Dünya”, bilim insanlarına uzak bir dünyanın çıplak yüzeyine nadir bir bakış sunuyor ve bu yüzey Dünya’ya hiç benzemiyor.
James Webb Uzay Teleskobu’ndaki (JWST) MIRI (Orta Kızılötesi Enstrümanı) kullanılarak, bilim insanları LHS 3844 b adlı uzak kayalık bir gezegenin yüzeyine daha yakından baktılar. Araştırma ekibine, eski MPIA (Max Planck Astronomi Enstitüsü, Heidelberg, Almanya) doktora öğrencisi Sebastian Zieba (Astrophysics Center | Harvard & Smithsonian, Cambridge, ABD) ve MPIA Direktörü ve çalışmanın baş araştırmacısı Laura Kreidberg liderlik etti. Bu çalışma, sadece atmosferlere odaklanmak yerine, Güneş Sistemimizin ötesindeki gezegenlerin jeolojisini inceleyen daha yeni bir çalışma alanına giriyor. Bulgular Nature Astronomy dergisinde yayınlandı.
Atmosferi Olmayan, Sıcak, Gelgit Kilitli Bir Süper Dünya
LHS 3844 b, Dünya’dan yaklaşık %30 daha büyük, kayalık bir gezegendir. Soğuk bir kırmızı cüce yıldızın etrafında son derece hızlı bir şekilde döner ve bir yörüngeyi yaklaşık 11 saatte tamamlar. Gezegen, yıldızına çok yakın, sadece üç yıldız çapı uzaklıkta bulunur. Bu dar yörünge nedeniyle gelgit kilitlidir. Bir tarafı sürekli olarak yıldıza bakarken diğer tarafı karanlıkta kalır.
Gündüz tarafı son derece sıcaktır ve yaklaşık 1000 Kelvin’e (yaklaşık 725 Santigrat derece veya 1340 Fahrenheit derece) ulaşır. Sistemin kendisi nispeten yakındadır, 48,5 ışık yılı (14,9 parsek) uzaklıktadır.
MPIA’dan Laura Kreidberg, “JWST’nin inanılmaz hassasiyeti sayesinde, bu uzak kayalık gezegenin yüzeyinden gelen ışığı doğrudan tespit edebiliyoruz. Atmosferden yoksun, karanlık, sıcak, çorak bir kaya görüyoruz” dedi.
Merkür gezegeninin bu yüksek çözünürlüklü fotoğrafı muhtemelen kayalık ötegezegen LHS 3844 b’ye benziyor. JWST gözlemlerinden elde edilen sonuçlar, muhtemelen radyasyon ve meteorit çarpmalarıyla uzayda aşınmış, koyu, bazalt benzeri bir yüzeye sahip, havasız kayalık bir gezegeni destekliyor. Kaynak: NASA/Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı/Carnegie Washington Enstitüsü
Bilim İnsanları Gezegenin Yüzeyini Nasıl Ölçtü?
Gezegenin koyu görünümü, Ay veya Merkür’ün daha büyük bir versiyonuna benzeyebileceğini düşündürüyor. Araştırmacılar bu sonuca, gezegenin sıcak gündüz tarafından gelen kızılötesi radyasyonu analiz ederek ulaştılar. Gezegen doğrudan görüntülenemediği için, bilim insanları bunun yerine yörüngede dönerken yıldızın ve gezegenin birleşik parlaklığındaki ince değişiklikleri izliyorlar.
MIRI, 5 ila 12 mikrometre arasındaki kızılötesi ışığı ölçtü ve daha küçük dalga boyu aralıklarına ayırdı. Bu, ışığın farklı dalga boylarında nasıl dağıldığını gösteren bir spektrum üretti. Sonuçları güçlendirmek için Spitzer Uzay Teleskobu’ndan önceki bir veri seti de dahil edildi.
Dünya Benzeri Bir Kabuğun Dışlanması
Verileri yorumlamak için ekip, gözlemlenen spektrumu Dünya, Ay ve Mars’tan bilinen kaya ve minerallere dayalı modellerle karşılaştırdı. Bu yaklaşım, LHS 3844 b’deki aşırı koşullar altında farklı olası yüzey bileşimlerini test etmelerini sağladı.
Sonuçlar, tipik olarak granit gibi silikat mineralleri bakımından zengin olan Dünya kabuğuna benzer bir yüzeyi dışladı. Bu şaşırtıcı olmasa da, Dünya bu konuda benzersiz olduğundan, gezegenin tarihine dair bir fikir veriyor. Dünya’da bu tür kabuklar uzun süreler boyunca tektonik aktivite yoluyla oluşur ve genellikle su gerektirir. Tekrarlanan erime ve manto malzemesiyle karışma, yavaş yavaş yüzeye çıkan daha hafif mineraller üretir.
Sebastian Zieba, “LHS 3844 b’nin böyle bir silikat kabuğuna sahip olmaması nedeniyle, Dünya benzeri levha tektoniğinin bu gezegen için geçerli olmadığı veya etkisiz olduğu sonucuna varılabilir” diyor. “Bu gezegen muhtemelen çok az su içeriyor.”
LHS 3844 b’nin sıcak gündüz tarafının kızılötesi spektrumu, farklı dalga boylarında ppm (milyonda bir kısım = %0,0001) cinsinden ana yıldızına göre parlaklık kontrastından türetilmiştir. James Webb ve Spitzer Uzay Teleskoplarından elde edilen gözlemsel veriler (daireler ve kareler), manto (katı turuncu çizgi) veya lav kayası (kesikli mavi çizgi) ile tutarlıdır, oysa Dünya benzeri bir kabuğu (kesik noktalı yeşil çizgi) dışlamaktadır. Kaynak: Sebastian Zieba vd./MPIA
Bazalt Zengini Bir Yüzey İçin Kanıt
Granit benzeri malzeme yerine, veriler, Dünya veya Ay’da bulunan volkanik malzemeye benzer şekilde, bazalt veya manto kökenli kayaçların hakim olduğu bir yüzeye işaret etmektedir. Araştırmacılar, gözlemlenen spektrum ile farklı mineral kombinasyonları arasında ayrıntılı bir istatistiksel karşılaştırma yaptılar.
Büyük katı bazalt veya magmatik kaya alanlarının en iyi eşleşmeyi sağladığını buldular. Bu malzemeler magnezyum ve demir bakımından zengindir ve olivin gibi mineraller içerebilir. Kaya veya çakıl gibi daha iri taneli malzemeler de verilerle oldukça iyi uyum sağlıyor. İnce toz veya pudra tek başına daha parlak görüneceği için bu verilerle o kadar iyi eşleşmiyor.
Uzay Aşınması Yüzeyi Şekillendiriyor
Atmosferi olmayan gezegen, yıldızından gelen radyasyona ve sürekli meteorit çarpmalarına tamamen maruz kalıyor. Bu süreçler, yüzey kayalarını kademeli olarak parçalıyor.
Zieba, “Görünüşe göre bu süreçler sadece sert kayaları Ay’da bulunan ince taneli veya tozlu bir tabaka olan regolit haline yavaşça dönüştürmekle kalmıyor,” diye açıklıyor. “Ayrıca demir ve karbon ekleyerek tabakayı koyulaştırıyor ve regolit özelliklerini gözlemlerle daha tutarlı hale getiriyor.”
İki Olası Yüzey Senaryosu
Verilere dayanarak, bilim insanları gezegenin yüzeyi için iki olası açıklama önerdi. Bir olasılık, nispeten taze katı bazaltik kaya ile kaplı olmasıdır. Bu, yaygın volkanizma gibi yakın tarihli jeolojik aktiviteyi gösterir.
İkinci olasılık ise, uzun süreler boyunca uzay aşınmasıyla şekillenen bir yüzeydir. Bu durumda, büyük bölgeler, Ay veya Merkür’de görülen tozlu yüzeylere benzer şekilde koyu renkli regolit ile kaplı olacaktır. Bu senaryo, uzun süredir aktif olmayan bir gezegene işaret ediyor.
Aktif Volkanizma Kanıtı Yok
Bu senaryolar arasındaki temel fark, gezegenin jeolojik olarak hala aktif olup olmadığıdır. Aktif gezegenler genellikle volkanik aktivite yoluyla gazlar salar. Önemli bir örnek, genellikle volkanizma ile ilişkilendirilen kükürt dioksittir (SO2).
Eğer LHS 3844 b’de böyle bir aktivite gerçekleşiyor olsaydı, MIRI bu gazı tespit etmeliydi. Ancak hiçbir iz bulunamadı. Bu, yakın zamanda volkanizma olasılığını düşürüyor ve gezegenin yüzeyinin eski ve aşınmış olduğu fikrini destekliyor. Eğer öyleyse, LHS 3844 b, Merkür’e çok benzeyebilir.
Gelecekteki JWST Gözlemleri Resmi Daha da İyileştirecek
Yüzeyi daha iyi anlamak için araştırma ekibi ek JWST gözlemleri üzerinde çalışıyor. Bu yeni ölçümler, ışığın farklı açılarda nasıl yayıldığını ve yansıtıldığını inceleyecek; bu da yüzeyin dokusuna bağlıdır.
Pürüzlü yüzeyler ve düz kayalar ışığı farklı şekilde yansıtır, bu da bilim insanlarının katı levhalar ve gevşek malzeme arasında ayrım yapmasına olanak tanır. Bu teknik, Güneş Sistemimizdeki asteroitleri incelemek için zaten başarıyla kullanılmıştır.
Kreidberg, “Aynı tekniğin, LHS 3844 b’nin kabuğunun ve gelecekte diğer kayalık ötegezegenlerin doğasını açıklığa kavuşturmamıza olanak sağlayacağından eminiz” diye sonuçlandırıyor.
Kaynak: https://scitechdaily.com
Ya İnsanlık Evrenin İlk Konuğuysa? Kırmızı Cüce Paradoksu ve Kozmik Yalnızlık Teorisi