Bir Ötegezegen Atmosferinin Şimdiye Kadarki En Ayrıntılı Görüntüsünü Aldık

Yaklaşık 700 ışık yılı uzaklıkta bulunan bir gaz devi olan WASP-39b, bir hazineye bilim açısından bir dönüşüyor.

Bu yılın başlarında, WASP-39b, Güneş Sistemi dışındaki bir gezegenin atmosferinde ilk kez karbondioksit tespitine konu oldu.

Şimdi, James Webb Uzay Teleskobu'ndan (JWST) alınan verilerin derinlemesine bir analizi bize bir ötegezegen atmosferine şimdiye kadarki en ayrıntılı bakışı sundu.

Sonuçlar, WASP-39b'nin bulutları hakkında bilgileri, bir ötegezegen atmosferinde fotokimyanın ilk kez doğrudan tespitini ve ötegezegenin oluşum geçmişine dair cezbedici ipuçlarını ortaya çıkaran atmosferin kimyasal içeriklerinin neredeyse eksiksiz bir envanterini içeriyor.

Bu destansı keşifler, Nature dergisinde beş makale halinde yayınlandı ve Güneş Sistemi dışındaki yaşamın kimyasal imzalarının nihai olarak tespit edilmesinin yolunu açtı.

Almanya'daki Max Planck Astronomi Enstitüsü müdürü astrofizikçi Laura Kreidberg, "Bu erken gözlemler, JWST ile gelecek daha şaşırtıcı şeylerin habercisi" diyor.

"Performansını anlamak için teleskopu test ettik ve sonuçlar neredeyse kusursuzdu - umduğumuzdan bile daha iyiydi."

1990'ların başında ilk ötegezegenler keşfedildiğinden beri, uzaylı yıldızların yörüngesinde dönen bu dünyalar hakkında daha fazla şey öğrenmeye çalıştık.

Ancak zorluklar vardı. Ötegezegenler son derece küçük olabilirler ve son derece uzaktırlar. Çoğunu hiç görmedik bile: Varlıklarını yalnızca ev sahibi yıldızları üzerindeki etkilerine dayanarak biliyoruz.

Bu etkilerden biri, geçiş olarak bilinen bir olay olan ötegezegen bizimle yıldız arasından geçtiğinde meydana gelir. Bu, yıldız ışığının hafifçe kararmasına neden olur; periyodik karartma olayları, yörüngede dönen bir cismin varlığını düşündürür. Yıldız üzerindeki karartma ve yerçekimi etkilerine dayanarak, yörüngedeki cismin ne kadar büyük olduğunu bile söyleyebiliriz.

Transit verilerine dayanarak söyleyebileceğimiz başka bir şey daha var. Yıldız ışığı geçiş yapan ötegezegenin atmosferinden geçerken değişir. Spektrumdaki bazı dalga boyları, atmosferdeki moleküllerin ışığı nasıl emip yeniden yaydığına bağlı olarak soluklaşır veya parlaklaşır.

Sinyal zayıfsa bile yeterince güçlü bir teleskop ve bir dizi geçişle, bir ötegezegenin atmosferinin içeriğini belirlemek için spektrumdaki değişen soğurma ve emisyon özelliklerinin kodu çözülebilir.

JWST, şimdiye kadar fırlatılan en güçlü uzay teleskobudur. Dört aletinden üçüyle, WASP-39 yıldızından ayrıntılı kızılötesi spektrumlar elde etti. Bilim insanları daha sonra renkli kodları analiz etmeye başladılar.

İlk olarak, WASP-39b'nin atmosferinde bulunan moleküllerin sayımı yapıldı. Yukarıda belirtilen karbondioksite ek olarak, araştırmacılar su buharı, sodyum ve karbon monoksit tespit ettiler. WASP-39b'nin metalikliğinin Dünya'nınkinden daha yüksek olduğunu ima eden metandan yapılmış bir tespit yoktu.

Özellikle, karbonun oksijene oranı, ötegezegenin, dört günlük bir yörüngeyi işgal ederek, ev sahibi yıldızından mevcut yakın konumundan çok daha uzakta oluştuğunu gösteriyor. Modelleme ve gözlem verileri, ötegezegenin gökyüzünün sudan değil, silikatlardan ve sülfitlerden oluşan parçalanmış bulutlarla dolu olduğunu gösteriyor.

Son olarak, gözlemler kükürt dioksit adı verilen bir bileşiğin varlığını ortaya çıkardı. Burada, Güneş Sisteminde, Venüs ve Jüpiter uydusu Io gibi kayalık gezegenlerde, kükürt dioksit volkanik aktivitenin sonucudur. Ancak gaz dünyalarında, kükürt dioksitin farklı bir köken hikayesi vardır: Hidrojen sülfit ışıkla bileşenlerine ayrıldığında ve ortaya çıkan kükürt oksitlendiğinde üretilir.

Foton kaynaklı kimyasal reaksiyonlar fotokimya olarak bilinir ve bunların yaşanabilirlik, atmosferin kararlılığı ve aerosol oluşumu üzerinde etkileri vardır.

Açık olmak gerekirse, WASP-39b'nin kavurucu sıcaklığı ve gaz halindeki yapısı gibi nedenden dolayı bildiğimiz gibi yaşam için uygun olması muhtemel değildir.

Gezegen bilimcileri, JWST'nin sağlaması beklenen atmosferlere ilişkin içgörüler için yıllardır hazırlanıyorlar. İlk detaylı ötegezegen atmosfer analizi ile uzay teleskobu vaadini yerine getirecek gibi görünüyor.

Araştırma Nature'da yayınlanacak ve ön baskıları burada okunabilir.