Gök Bilimciler Doğrudan Büyük Bir Ötegezegen Tespit Ettiler. Yöntem, Dünya Ötesinde Yaşam Arayışını Değiştirebilir

Diğer gezegenlerde yaşam bulmak astronominin kutsal kasesi olabilir, ancak yaşamı sürdürebilecek uygun ev sahibi gezegenleri aramak, yoğun kaynak gerektiren bir iştir.

Ötegezegen (Güneş Sistemimizin dışındaki gezegenler) arayışı, Dünya'nın en büyük teleskoplarında zaman için rekabet etmeyi içerir - ancak bu aramanın isabet oranı hayal kırıklığı yaratacak kadar düşük olabilir.

Science'ta yayınlanan yeni bir çalışmada, ben ve uluslararası meslektaşlarım yeni bir dev gezegen keşfetmek için farklı arama tekniklerini birleştirdik. Bu, gelecekte gezegenleri görüntüleme şeklimizi değiştirebilir.

 

Gezegenleri görüntülemek hiç de küçük bir başarı değil

Evrendeki yerimiz hakkındaki merakımızı gidermek için gök bilimciler, diğer yıldızların yörüngesinde dönen gezegenleri aramak için birçok teknik geliştirdiler. Belki de bunların en basitine doğrudan görüntüleme denir. Ancak kolay değildir.

Doğrudan görüntüleme, güçlü bir kamerayı büyük bir teleskoba bağlamayı ve bir gezegenden yayılan veya yansıyan ışığı tespit etmeye çalışmayı içerir. Yıldızlar parlak ve gezegenler loştur, dolayısıyla bir spot ışığının etrafında dans eden ateş böceklerini aramaya benzer.

Bugüne kadar bu teknikle sadece 20 kadar gezegenin bulunmuş olması şaşırtıcı değildir.

Yine de doğrudan görüntüleme çok değerlidir. Bir gezegenin sıcaklığı ve bileşimi gibi atmosferik özelliklerine, diğer tespit tekniklerinin yapamayacağı şekilde ışık tutmaya yardımcı olur.

 

HIP99770b: yeni bir gaz devi

HIP99770b adlı yeni bir gezegeni doğrudan görüntülememiz sıcak, dev ve orta derecede bulutlu bir gezegeni ortaya çıkarıyor. Yıldızının yörüngesinde, Satürn ve Uranüs'ün Güneşimizin etrafındaki yörünge mesafeleri arasında bir yere denk gelen bir mesafede dönüyor.

HIP99770 yıldızı, Güneş'ten neredeyse 14 kat daha parlaktır. Ancak gezegeni Satürn'ünkinden daha büyük bir yörüngeye sahip olduğundan, Jüpiter'in Güneş'ten aldığı enerjiye benzer miktarda enerji alır. Yazar tarafından sağlanmıştır.

 

Jüpiter'in yaklaşık 15 katı kütleye sahip olan HIP99770b, gerçek bir devdir. Bununla birlikte, aynı zamanda 1.000℃'den fazladır, dolayısıyla yaşanabilir bir dünya için iyi bir ihtimal değildir.

HIP99770 sisteminin sunduğu şey, kendi Güneş Sistemimize bir benzetmedir. Güneş Sistemimizdeki Kuiper Kuşağı'nın büyütülmüş bir versiyonuna benzeyen, yıldızdan çok uzakta buz ve kayadan oluşan soğuk bir "enkaz diskine" sahiptir.

Temel fark, HIP99770 sistemine birkaç küçük gezegen yerine bir yüksek kütleli gezegenin hakim olmasıdır.

HIP99770 sisteminin dış gezegen görüntüleyici SCExAO (Subaru Koronagrafik Ekstrem Uyarlanabilir Optik Projesi) ile CHARIS cihazından (Koronagrafik Yüksek Çözünürlüklü Görüntüleyici ve Spektrograf) alınan verilerle birlikte çekilmiş görüntüleri. Yazar tarafından sağlanmıştır.

 

Işık açık aramak

Bulgularımıza önce dolaylı tespit yöntemleriyle bir gezegenin ipuçlarını tespit ederek ulaştık. Yıldızın uzayda yalpaladığını fark ettik, bu da civarda büyük bir çekim kuvveti olan bir gezegenin varlığına işaret ediyordu.

Bu, doğrudan görüntüleme çabalarımızı motive etti; artık karanlıkta arama yapmıyorduk.

Ekstra veriler, Avrupa Uzay Ajansı'nın 2014'ten bu yana yaklaşık bir milyar yıldızın konumlarını ölçen Gaia uzay aracından geldi. Gaia, bir yıldızın uzaydaki hareketindeki, örneğin gezegenlerin neden olduğu, küçük değişimleri tespit edecek kadar hassastır.

Bu verileri Gaia'nın öncülü Hipparcos'tan alınan ölçümlerle de destekledik. Toplamda, üzerinde çalışacağımız 25 yıllık “astrometrik” (konumsal) verimiz vardı.

Daha önce araştırmacılar, yoldaş yıldızları keşfetmiş, ancak gezegenleri keşfetmemiş görüntülemeyi yönlendirmek için dolaylı yöntemleri kullanmışlardır.

Onların suçu değil: Güneşimizin neredeyse iki katı kütleye sahip olan HIP99770 gibi devasa yıldızlar sırlarını verme konusunda isteksizdir. Aksi halde başarılı arama teknikleri, bu kadar büyük kütleli yıldızların etrafındaki gezegenleri tespit etmek için gereken hassaslık seviyelerine nadiren ulaşabilir.

Hem doğrudan görüntülemeyi hem de astrometriyi kullanan tespitimiz, gezegenleri aramak için daha verimli bir yol gösteriyor. İlk kez bir ötegezegenin doğrudan tespiti, başlangıçtaki dolaylı tespit yöntemleriyle yönlendirildi.

Gaia'nın en az 2025'e kadar gözlem yapmaya devam etmesi bekleniyor ve arşivi önümüzdeki on yıllar boyunca yararlı olmaya devam edecek.

 

Gizemini koruyor

HIP99770'in astrometrisi, uzayda birlikte hareket eden bir yıldız grubu olan Argus yıldızlar birliğine ait olduğunu öne sürüyor. Bu da sistemin oldukça genç, yaklaşık 40 milyon yaşında olduğunu düşündürür. Bu, Güneş Sistemimizin yaşının kabaca yüzde biri anlamına gelir.

Bununla birlikte, yıldızın titreşimleri ve gezegenin parlaklık modelleriyle ilgili analizimiz, 120 milyon ile 200 milyon yıl arasında daha ileri bir yaş öne sürüyor. Durum buysa, HIP99770 sadece Argus grubundaki bir yabancı yıldız olabilir.

Artık bir gezegene ev sahipliği yaptığı bilindiğine göre, gök bilimciler HIP99770 ve yakın çevresinin gizemlerini daha fazla çözmeyi amaçlayacaklar.

 

Simon J. Murphy, Kıdemli Öğretim Görevlisi, Astrofizik, Güney Queensland Üniversitesi

Bu makale The Conversation'da yayınlanmıştır.